高性能混凝土在邯大高速公路的應用

摘要：近年我國國家基礎建設步伐的加快，對高速公路施工的投資也越來越大，混凝土作為施工建設最主要的基礎材料之—，其性能品質(zhì)成為關鍵，以耐久性為特點的高性能混凝土就是在這種高標準、高要求的前提下應運而生的。高性能混凝土（High performance concrete，簡稱HPC）是一種新型高技術混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基礎上采用現(xiàn)代混凝土技術制作的混凝土。

關鍵詞：高性能 混凝土 邯大高速 應用

1 定義

高性能混凝土是一種新型高技術混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基礎上，采用現(xiàn)代混凝土技術，選用優(yōu)質(zhì)材料，在嚴格質(zhì)量管理條件下制成的，且水膠比較低。除了水泥、水、骨料外，必須在混凝土中同時摻加足夠數(shù)量的高效減水劑和礦物摻合料，配制高性能混凝土的礦物摻合料，是具有高比表面積的微粉輔助膠凝材料，例如：硅灰、細磨礦渣微粉、超細粉煤灰等，它是利用微粉填隙作用形成細觀的緊密體系，并且改善界面結(jié)構(gòu)，提高界面粘結(jié)強度。

針對不同用途要求，高性能混凝土對下列性能要重點的予以保證：高耐久性、良好的工作性（高流動性、高粘聚性、自密實性）、適用性、適當?shù)母邚姸取Ⅲw積穩(wěn)定性（低干縮、低徐變、低溫度變形和高彈性模量）及經(jīng)濟性，但應以耐久性作為設計的主要指標。

2 高性能混凝土的特性

高性能混凝土是指采用普通原材料、常規(guī)施工工藝，通過參加一定的外加劑和礦物摻合料配制成具有高工作性，高強度，高耐久性的綜合性能優(yōu)良的混凝土。其特點主要有：

2.1 良好的工作性

高性能混凝土的用水量較低，拌和物流動性好，抗離析性高，混凝土在成型過程中不分層、不離析，易充滿模型，從而具有較優(yōu)異的填充性。因此，配好恰當?shù)拇罅鲃有愿咝阅芑炷劣休^好的自密實性。

2.2 體積穩(wěn)定性

高性能混凝土具有較高的體積穩(wěn)定性，混凝土在硬化早期應具有較低的水化熱，硬化后期具有較小的收縮變形。表現(xiàn)為具有高彈性模量、低收縮與徐變、低溫度變形。

2.3 低水化熱

由于高性能混凝土的水灰比較低，會較早的終止水化反應，因此，水化熱相應的降低。

2.4 低徐變量

高性能混凝土的總收縮量與其強度成反比，強度越高總收縮量越小。但高性能混凝土的早期收縮率，隨著早期強度的提高而增大。相對濕度和環(huán)境溫度，仍然是影響高性能混凝土收縮性能的兩個主要因素。

2.5 高耐久性

高性能混凝土除通常的抗凍性、抗?jié)B性明顯高于普通混凝土之外，高性能混凝土的Clˉ滲透率，明顯低于普通混凝土。高性能混凝土由于具有較高的密實性和抗?jié)B性，因此，其抗化學腐蝕性能顯著優(yōu)于普通強度混凝土。

概括起來說，高性能混凝土就是能更好地滿足結(jié)構(gòu)功能要求和施工工藝要求的混凝土，能最大限度地延長混凝土結(jié)構(gòu)的使用年限，降低工程造價。

3 高性能混凝土的認識誤區(qū)

①高性能混凝土的特性是針對具體應用和環(huán)境而開發(fā)的。高性能混凝土制備技術應該注意克服追求高早強的傾向，這對混凝土的體積穩(wěn)定性意義重大。②流動性不可作為高性能混凝土的指標，需根據(jù)工程特點注意拌合物的工作性。高性能混凝土應加入足夠的礦物摻合料，且前提是水膠比較低，不可說只要加入“礦物摻合料”就是高性能混凝土。③中國建筑材料科學研究總院對C30—C50中等強度混凝土提出“壽命優(yōu)先，強度適宜”的混凝土配合比設計思路。④混凝土高性能化的發(fā)展重點應該是：混凝土體積的穩(wěn)定性和勻質(zhì)性。

4 高性能混凝土在邯大高速公路施工中的應用

高性能混凝土施工主要從混凝土耐久性指標、混凝土的拌和及運輸、混凝土的澆筑和振搗、混凝土的養(yǎng)護等幾個方面進行控制。

4.1 高性能混凝土耐久性要求

混凝土耐久性要求包括：混凝土原材料選用、混凝土配合比的主要參數(shù)，以及混凝土電通量、抗凍耐久性指數(shù)或抗凍等級、保護層厚度等。

4.1.1 高性能混凝土原材料要求

配制高性能混凝土水泥應選用質(zhì)量穩(wěn)定的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，不宜使用早強水泥，混合材為礦渣粉或粉煤灰。細骨料優(yōu)先選用細度模數(shù)為2.6～3.2的天然河砂，同時應控制砂的級配、粒形、含雜質(zhì)量和石英含量。粗骨料選用級配合理、粒形良好、質(zhì)地均勻堅固、線脹系數(shù)小的潔凈碎石。外加劑采用減水率高、坍落度損失小、適量引氣、能明顯提高混凝土耐久性且質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品，外加劑與水泥之間要有良好的相容性。

4.1.2 高性能混凝土耐久性

一般環(huán)境下混凝土的電通量要求為：C50小于1000c；C30～C45小于1200c；C30以下小于1500c。處于凍結(jié)線以上的承臺、墩臺、蓋梁、梁板等部位的混凝土，經(jīng)200次凍融循環(huán)抗凍耐久性指數(shù)應達到60%以上，橋面鋪裝等部位的混凝土應達到70以上。在滿足結(jié)構(gòu)強度設計所要求的混凝土最低強度的前提下，不宜追求混凝土的高強和早強。

要嚴格控制高性能混凝土各種原材料中的氯離子含量和堿含量。對于鋼筋混凝土氯離子含量不應超過膠凝材料總重的0.1%，對于預應力混凝土不得超過膠凝材料總重的0.06%。混凝土中的堿含量應以其中的可溶性堿計算，不宜超過3.0kg/m3。

混凝土的保護層厚度應符合設計文件的規(guī)定。

無抗凍要求的混凝土含氣量不小于2.0%，當混凝土有抗凍要求時，混凝土的含氣量應根據(jù)抗凍等級的要求經(jīng)試驗確定，預應力梁混凝土含氣量不大于3.0%。

4.2 混凝土的拌和及運輸

混凝土原材料應采用質(zhì)量計量，每一工作班稱量前應對計量設備進行檢查，每盤稱量偏差應符合下列規(guī)定：水泥、摻合料、外加劑和拌和用水不超過±1%，粗細骨料不超過±1%。每次開盤前，先檢測各種骨料的含水率，以確定施工配合比，含水量每班抽測2次。安排專人檢測混凝土的坍落度，確保坍落度符合設計要求，保證混凝土的施工和易性。高性能混凝土因其用水量少，為了使混凝土拌合均勻，拌和時間控制在2～3分鐘。現(xiàn)場采用罐車運輸，根據(jù)施工運距的長短，合理安排罐車數(shù)量和每個罐車的裝料數(shù)量，確保罐車隨到隨澆筑，不在現(xiàn)場等候，保證混凝土灌注的連續(xù)性。當混凝土運至現(xiàn)場發(fā)生離析時，應在澆筑前對混凝土進行二次攪拌。不得在現(xiàn)場進行二次加水。

4.3 混凝土的澆筑和振搗

混凝土入模前，應采用專用設備測定混凝土的溫度、坍落度、含氣量等工作性能，只有拌和物性能符合設計或配合比要求時方可入模澆筑。由于高性能混凝土粘度大，含氣量高，施工時應分層澆筑、分層振搗，以排出混凝土中的多余氣泡，分層厚度控制在30cm以內(nèi)，振動棒插搗間距適當縮小，控制在10～15cm以內(nèi)。振搗時間的控制應保證混凝土無明顯下沉，無大量氣泡冒出，表面出漿但不出現(xiàn)離析現(xiàn)象。

4.4 混凝土的養(yǎng)護

混凝土澆筑完成后，為使混凝土早日進行養(yǎng)生，應及時拆模，但必須保證混凝土達到一定強度，確保拆模后結(jié)構(gòu)物的完整，不出現(xiàn)缺邊掉角現(xiàn)象。預應力混凝土箱梁、空心板采用搭棚覆蓋噴水養(yǎng)生，蓋梁采用覆蓋土工布灑水養(yǎng)生。混凝土的養(yǎng)護時間至混凝土的強度不低于設計強度等級的50%且不小于7d，混凝土表面大氣溫度低于10℃或高溫、干燥天氣下應適當延長養(yǎng)護時間。

4.5 高性能混凝土質(zhì)量問題的防治措施

4.5.1 大體積混凝土裂縫的預防

①混凝土配合比設計時采用水化熱較低的水泥，采取摻加摻合料、控制水泥劑量等有效措施。②減少澆筑層厚度，加快混凝土的散熱速度或加大通風降低混凝土溫度。③混凝土用料要遮蓋，避免日光暴曬，并用冷卻水攪拌混凝土，以降低入倉溫度。④在遇到氣溫驟降的天氣或寒冷季節(jié)澆筑混凝土后，應注意覆蓋保溫，加強養(yǎng)生。

4.5.2 混凝土蜂窩孔洞的預防

根據(jù)不同的構(gòu)件特點和混凝土的工作性選擇合適的振動器和振搗時間。

4.5.3 混凝土硬化產(chǎn)生干縮裂縫的預防

①澆筑完成的混凝土要及時養(yǎng)生，根據(jù)施工對象、環(huán)境、水泥品種、外加劑以及對混凝土性能的要求，提出具體的養(yǎng)護方法。②覆蓋時不得損傷或污染混凝土的表面，混凝土面有模板覆蓋時，應在養(yǎng)護期間經(jīng)常使模板保持濕潤。

4.5.4 混凝土外觀顏色不一致的預防措施

①選用優(yōu)良的脫模劑。②混凝土拌和過程中禁止隨意增減用水量，根據(jù)澆筑速度控制混凝土的供應速度，減小坍落度損失。③合理安排盡量采用同一批次的材料。④加強振搗，保證混凝土的密實性。⑤混凝土澆筑時，保證模板表面清潔。

5 結(jié)束語

隨著在我國公路行業(yè)的進一步推廣，必將在道路建設中發(fā)揮重要作用，希望通過以上對高性能混凝土在生產(chǎn)施工中應注意的施工技術要求，對大家有所幫助。

參考文獻：

[1]《公路橋涵施工技術規(guī)范》JTG/T F50-2011，人民交通出版社，2011年7月.

[2]黑龍江省混凝土及外加劑專家委員會.《高性能混凝土發(fā)展現(xiàn)狀及展望》，2010年4月16日.

[3]邯鄲市交通局公路項目辦公室.《邯大高速公路高性能混凝土施工指導意見》.2012年4月.