【摘 要】文章簡述了高性能混凝土的特性及配置，并基于工程實(shí)踐，探討高性能混凝土的施工質(zhì)量控制要點(diǎn)，以提高混凝土的力學(xué)、耐久性、耐磨性等一系列性能。
【關(guān)鍵詞】路橋；高性能混凝土；施工
隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)速度的加快，大量路橋工程投入建設(shè)當(dāng)中。高性能混凝土作為重要的建筑材料在路橋工程的建設(shè)過程當(dāng)中發(fā)揮著十分重要的作用，其材料的選擇、拌和過程、澆注工藝以及后期的養(yǎng)護(hù)都會直接影響高性能混凝土的性能，最終影響路橋工程的質(zhì)量。
1.高性能混凝土的特性
與普通混凝土相比，高性能混凝土在組成與配合比方面有如下特點(diǎn)：
1.1使用礦物摻合料
高性能混凝土一般都含有礦物摻和料硅粉、粉煤灰或磨細(xì)礦渣，經(jīng)過國內(nèi)外大型橋梁中的實(shí)際應(yīng)用表明，其中以硅粉提高強(qiáng)度和耐久性的效果最顯著。硅粉為高活性、無定性SiO2微小顆粒，粒徑是水泥粒徑的1／100，可以填充在水泥顆粒之間，同事能將水泥水化產(chǎn)生的Ca(OH)2轉(zhuǎn)化為CSH凝膠(即火山灰反應(yīng))，從而大幅度提高混凝土強(qiáng)度和降低混凝土滲透性。在非常惡劣環(huán)境中要求混凝土結(jié)構(gòu)具有長壽命，或混凝土強(qiáng)度等級在C80以上，硅粉是高性能混凝土的必要組成部分。優(yōu)質(zhì)粉理減水作用，高細(xì)度礦渣具有增強(qiáng)作用。這兩種摻和料灰反應(yīng)活性，能夠在一定程度上降低混凝土滲透性；但粉煤灰和礦渣會降低混凝土早期強(qiáng)度。同時(shí)摻加硅粉和優(yōu)質(zhì)粉煤灰或高強(qiáng)度礦渣，可以配置高強(qiáng)同時(shí)耐久的混凝土。目前這種水泥+硅粉+粉煤灰或礦渣的三組份膠結(jié)材的高性能混凝土正在獲得越來越多的應(yīng)用。
1.2低水膠比
只有水膠比低，混凝土的孔隙率或滲透性才可能低，因此低水膠比是保證混凝土高耐久性于較高強(qiáng)度的前提條件之一。目前已形成共識：水膠比低于0．45的混凝土，不可能在嚴(yán)酷環(huán)境中具有高耐久性，實(shí)際應(yīng)用的高性能混凝土水膠比常常介于0．25-0．40之間。
1.3最大骨料粒徑小
高性能混凝土骨料的最大粒徑宜在10-20mm。有兩個原因，一是最大粒徑較小，則骨料與水泥漿界面應(yīng)力差較小，一位應(yīng)力差可能引起裂縫；二是較小骨料顆粒強(qiáng)度比大顆粒強(qiáng)度高，因?yàn)閹r石破碎時(shí)消除了內(nèi)部裂隙。
1.4高效減水劑與水泥的相容性好
低水膠比和含有硅粉的高性能混凝土除必須使用高效減水劑以外，高效減水劑和水泥之間的相容性還必須好，這樣才能保證混凝土拌和物有良好的工作性。
2.高性能混凝土的配制
2.1原材料的選
(1)水泥：除水泥的強(qiáng)度等級外，水泥礦物組成和細(xì)度都對高性能混凝土的性能有影響。在選擇水泥時(shí)不僅要求滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定，還要求水泥細(xì)度不宜過細(xì)，早期強(qiáng)度不宜過高。
(2)摻和料：摻和料對混凝土工作性、力學(xué)性能及混凝土內(nèi)部組成、結(jié)構(gòu)的改善，大大提高了混凝土的耐久性，克服了硅酸鹽水泥混凝土存在的許多潛在的及現(xiàn)實(shí)的問題，因而這類能顯著改善混凝土耐久性和工作性的活性礦物摻和料是配制高性能混凝土必不可少的組分。
(3)外加劑的選用：配制高性能混凝土的關(guān)鍵之一是選擇與水泥相容性好的外加劑。外加劑與水泥的適應(yīng)性較好時(shí)表現(xiàn)為：新拌混凝土工作性能得到明顯的改善；根據(jù)需要能有效控制混凝土凝結(jié)時(shí)間；坍落度損失��；混凝土密實(shí)性好；各齡期強(qiáng)度有較大的提高；混凝土各耐久性指標(biāo)有較大提高。
(4)對集料的要求：與普通混凝土相比，高性能混凝土強(qiáng)度高，用水較少，集料的性能對混凝土的強(qiáng)度、工作性等起到極其重要的作用。
2.2配比設(shè)計(jì)
(1)水膠比：水膠比是決定混凝土強(qiáng)度的主要因素，配合比設(shè)計(jì)時(shí)通常根據(jù)設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級、原材料和經(jīng)驗(yàn)選定水膠比。
(2)用水量和水泥用量：普通水泥中用水量根據(jù)坍落度要求、骨料品種、粒徑選擇。高強(qiáng)度高性能混凝土可參考執(zhí)行，當(dāng)由此確定的用水量導(dǎo)致水泥或膠凝材料總用量過大時(shí)，可通過調(diào)整減水劑品種或摻量來降低用水量或膠凝材料用量。
(3)砂率：對泵送高性能混凝土，砂率選用要求，一般為34％～44％，在滿足施工工藝和施工和易性要求時(shí)，砂率宜盡量選小些，以降低水泥用量。
(4)高效減水劑：高效減水劑的品種選擇原則，除了考慮減水率大小外，尚要考慮對混凝土坍落度損失、保水性和粘聚性的影響，更要考慮對強(qiáng)度、耐久性和收縮的影響。
(5)摻合料：通常根據(jù)混凝土性能要求和摻合料品種性能，結(jié)合原有試驗(yàn)資料和經(jīng)驗(yàn)選擇并通過試驗(yàn)確定。
3.高性能混凝土應(yīng)用的施工工藝
3.1加強(qiáng)原材料的質(zhì)量控制和管理
原材料是混凝土的基本組成部分，材料的變異將影響混凝土的強(qiáng)度，因此收料人員應(yīng)嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，不合格的材料不得進(jìn)場。使用檢驗(yàn)合格的原材料，不合格品堅(jiān)決退場不能使用。不同類別不同規(guī)格的材料分類分區(qū)堆放，并且標(biāo)示明顯。
3.2采用拌合性能好的攪拌設(shè)備
因高性能混凝上用水量少。拌合時(shí)較稠，水膠比低，因此需要采用拌合性能好的攪拌設(shè)備。臥軸式攪拌機(jī)或逆流式攪拌機(jī)能在較短時(shí)間內(nèi)將其攪拌均勻，采用其他設(shè)備時(shí)須經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證拌合物的均勻性。
3.3各種原材料的計(jì)量要應(yīng)盡量準(zhǔn)確
使出機(jī)口拌合物的工作度穩(wěn)定、波動小，除了對堆料和稱量裝置有較高要求外，更要嚴(yán)格控制砂石含水量，即使攪拌設(shè)備上裝有先進(jìn)的含水量測定及控制設(shè)備，操作人員仍應(yīng)密切注意正在攪拌的混凝土，在其稠度發(fā)牛波動時(shí)，及時(shí)加以調(diào)整。
3.4嚴(yán)格控制高性能混凝土的運(yùn)輸
應(yīng)根據(jù)具體建筑工程的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工程量的大小以及道路氣候狀況等各種因素綜合考慮確定高性能混凝土的運(yùn)輸設(shè)備，保持混凝土的均勻性，保證運(yùn)到澆筑地點(diǎn)時(shí)不分層、不離析、不漏漿，并具有要求的坍落度和含氣量等工作特性。運(yùn)輸過程中對運(yùn)輸設(shè)備采取保溫隔熱措施，防止局部混凝土溫度升高或受凍。嚴(yán)禁在運(yùn)輸過程中向混凝土中加水。減少混凝土的轉(zhuǎn)載次數(shù)和運(yùn)輸時(shí)間，保證從攪拌機(jī)卸出混凝土到混凝土澆筑完畢的延續(xù)時(shí)間不影響混凝土的各項(xiàng)性能。采用混凝土泵輸送混凝土?xí)r，應(yīng)在混凝土攪拌后60min內(nèi)泵送完畢，且在1／2初凝時(shí)間前入泵，在初凝前澆筑完畢；因各種原因?qū)е峦１脮r(shí)間超過15min，每隔4-5min開泵一次，使泵機(jī)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)方向的運(yùn)動，，同時(shí)開動料斗攪拌器，防止斗中混凝土離析。
3.5科學(xué)合理的澆筑
澆筑一般包括布料、攤平、搗實(shí)、抹面和修整等諸多工序，混凝土的澆筑質(zhì)量直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)的承載能力和耐久性，所澆混凝土必須均勻密實(shí)且強(qiáng)度符合施工的具體要求。嚴(yán)格控制所澆混凝土的入模溫度、坍落度和含氣量等工作性能。澆筑采用分層連續(xù)推移的方式進(jìn)行，泵送混凝土的一次攤鋪厚度不易大于600mm，間隙時(shí)間不得超過90min隨意留置施工縫。在炎熱、低溫、風(fēng)速較大的條件下澆筑時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)的措施，保證混凝土的澆筑質(zhì)量。采用插入式高頻振搗棒、附著式平板振搗器、表面平板振搗器等振搗設(shè)備振搗混凝土。振搗時(shí)避免碰撞模板、鋼筋和預(yù)埋鐵件，不得加密振搗或漏振，且不宜超過30s，避免過加強(qiáng)檢查支撐系統(tǒng)的穩(wěn)定性，澆筑后按照工藝仔細(xì)抹面壓平，嚴(yán)禁灑水。
3.6加強(qiáng)高性能混凝土的養(yǎng)護(hù)
在澆筑后立即進(jìn)行濕養(yǎng)護(hù)，以保持混凝土硬化發(fā)育所需要溫度和濕度。養(yǎng)護(hù)后在拆除模板的過程中。還須注意：應(yīng)先拆不承重模板，后拆承重模板；拆除后，應(yīng)迅速采取措施對混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)；如出現(xiàn)漏水滲水現(xiàn)象，還應(yīng)及時(shí)采取襯砌內(nèi)注漿，并對裂縫進(jìn)行處理。
4.結(jié)束語
高性能混凝土以其優(yōu)異的性能在當(dāng)前的國民建設(shè)中起著不可估量的作用，是混凝土發(fā)展的必然趨勢。對公路橋梁高性能混凝土的研究，應(yīng)結(jié)合混凝土自身特點(diǎn)和要求進(jìn)行。但是也應(yīng)該考慮到，隨著混凝土技術(shù)的高流態(tài)、免振自密實(shí)高科技方向的發(fā)展，以提高混凝土的力學(xué)、耐久性、耐磨性等一系列性能。
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