淺談高性能混凝土在公路工程施工中的應用

郭召周

【摘 要】本文通過對高性能混凝土的初步介紹，為以后試配和使用高性能混凝土的工作者提供參考。

【關鍵詞】高性能混凝土；工程施工；應用

1.高性能混凝土的定義

高性能混凝土是一種代技術制作的混凝土，它以耐久性作為設計的主要指標。針對不同用途要求，新型的高技術混凝土，是在大幅地提高普通混凝土性能的基礎上采用現高性能混凝土對下列性能有重點地予以保證：耐久性、工作性、適用性、強度、體積穩定性和經濟性。

2.高性能混凝土的性能

高性能混凝土是，易于澆注、搗實而不離析；能長久保持的力學性能；高早期強度；體積穩定性。混凝土應具備的性能是：在新拌狀態有良好的工作性，即高流動以耐久性為主要目標進行設計的混凝土，它以優異的耐久性（而不是高強度）為主要特性，具備良好的工作性、又有優異的力學性能與耐久性性而不離析、不泌水，以便成型均勻、密實；水化硬化早期的沉降收縮和水化收縮小、低溫升，硬化過程低干縮，以達到無初始裂縫；硬化后的滲透性低，有高抗外部因素侵蝕能力。

3.高性能混凝土的原材料選擇

3.1要求

A.水泥。（1）配制宜超過350㎡高性能混凝土宜選用標號不低于32.5的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，其余性能應符合GB175的規定。不宜采用早強水泥。（2）水泥堿含量不宜超過0.6%。（3）游離氧化鈣含量不宜超過1.5%。（4）泥熟料中C3A含量應不宜超過8%。

B.細集料。細骨料應選擇級配合理、質地均勻的天然中粗河砂。2度模數宜為2.6～3.2。

C.粗集料。（1）粗骨骨料最大粒徑不大于31.5mm，且不超過鋼筋保護層厚度的2/3，不超過鋼筋最小間距的3/4，強度高的混凝土顆粒粒徑不大于25mm。（2）粗集料的松料應選擇級配合理、粒形良好、質地均勻堅固、線脹系數小的碎石。也可采用碎卵石和卵石，不宜采用砂巖碎石。（3）骨料宜采用二級配石，粗散堆積密度應大于1500kg/cm3，緊密空隙率宜小于40%，吸水率易小于2%（用于干濕交替或凍融循環下的混凝土應小于1%）。

D.粉煤灰等其它摻加料。

應選用來源固定、品質穩定、來自固定的產品。產品質量要符合技術條件的要求。

E.水。拌制高性符合飲用水標準能混凝土的水，其質量應符合《混凝土拌合用水標準》JGJ63的規定。

F.外加劑。采用符合《混凝土外加劑》GB/T8076及《混凝土泵送劑》JC473的規定或經部級鑒定的產品，并經檢驗合格后方可使用。

3.2說明

A.水泥：由于高性能混凝土中都摻有高效減水劑，水膠比低于0.4，摻入大量礦物細摻料，都使高性能混凝土不同于普通混凝土的流變性能。B.高性能能混凝土對砂石料的級配也比較敏感。因此，在選擇砂石料時，要綜合考慮材料混凝土對石子的顆粒形狀很敏感。針片狀含量要小于7%，用于泵送時，要小于5%，以免影響混凝土的抗堵塞性能，要符合泵送要求。C.高性情況，以所選用的砂石料的空隙率最小為目的。D.在高性能混凝土中，由于水膠比都比較小，特別是低標號混凝土，在水膠比較小時試配更難達到所要求的工作性，更要選擇好所采用的各種材料，特別是外加劑（復合型）的選擇。

4.高性能混凝土設計依據

混凝土的配合環境、化學侵蝕環比設計根據設計及《客運專線高性能混凝土暫行技術條件》要求進行，具體地應根據混凝土的設計年限，混凝土環境類別（碳化環境、氯鹽境、凍融環境及磨蝕）及作用等級，強度等級、混凝土用原材料品質以及施工工藝對工作性的要求。

5.高性能混凝土設計法則

（1）膠水比法則凝土的耐久性。混凝土的強度與水泥強度成正比，與膠水比成正比。膠水比一經確定：可塑狀態混凝土水膠比的大小決定了混凝土的強度，并影響硬化混，絕不能隨意變動。

（2）混凝土密實體積法則：混凝土的組成是以石子為骨架，以砂子為填充石子間的空隙，又以漿體填充砂石空隙，并包裹砂石表面，以減少砂石間的摩擦阻力，保證混凝土有足夠的流動性。這樣，可塑狀 態混凝土總體積為水、水泥（膠凝材料）、砂、石的密實體積之和。

（3）最小單位加水量或最小膠凝材料用量法則：在灰膠比固定、原材料一定的情況下，使用滿足工作性的最小加水量，可得到體積穩定的、經濟的混凝土。

（4）最小水泥用量法則。

6.高性能混凝土施工工藝

6.1混凝土拌合

材料計量必須準確，攪拌必須采用臥軸式、行星式或逆流式強制攪拌機攪拌。外加劑后，并繼續攪拌至均勻。

①拌合時先向攪拌機加入細集料、粗集料、部分拌合水噴淋摻法：拌合時先向攪拌機加入細集料、水泥、礦物摻合料和外加劑，攪拌均勻后，在加所需用水量，待砂漿充分攪拌均勻后在投入粗骨料攪拌均勻后，在加膠凝材料和剩余水及外加劑，并繼續攪拌至均勻。每一階段的攪拌時間不小于30s，總攪拌時間不宜小于2分鐘，也不宜超過3分鐘。外加劑后摻法有利于發揮外加劑的利用率。

②凈漿裹石法：用部分拌合時在砂石料表面形成一層水膠比很低水泥漿裹層，第二次拌合形成的混凝土中的界面過渡層的Ca（OH）2生成量不再富集，取向性不再出現膠凝材料以極低的水膠比拌合成 凈漿和石子進行第一次攪拌，然后在加入砂子，用其余的膠凝材料和正常的水膠比進行第二次拌合。第一次，空隙率大大減小。

6.2澆筑與振搗

混凝土入模前應測定混凝土的溫度、坍落度和含氣量，混凝土澆筑的自由傾落度不得大于2m，當大于2m時應有輔助 器具輸送混凝土，保證混凝土不離析。混凝土的澆筑應采用分層連續推進的方法進行，澆筑可加大振搗點間距，縮短振搗時間，不得隨意加密和漏振，每點的振搗以表時間間隙不超過90分鐘，不得隨意留施工縫。

高性能混凝土流動性較好，易于流平和密實，故不需強力振搗，只需用低頻振搗器振搗，且面乏漿或不冒泡為準，一般不超過30s，避免過振。但對鋼筋間距小而密集等仍需酌情加振搗，避免漏振。澆筑完畢，應仔細將混凝土表面壓實抹平，抹平時嚴禁灑水。此外，還有混凝土的養生等施工工藝。

7.高性能混凝土的檢測

高性能混凝土試配時的工作性檢測包括：坍落度檢驗、經時坍落度檢驗、擴展度（流動度）檢驗、含氣量檢驗、泌水率檢驗。

試配完成后的力學及耐久性檢驗包括：強度檢驗、彈性模量檢驗、抗裂性能檢驗、電通量檢驗、抗凍性檢驗、抗腐蝕檢驗及耐磨性對比試驗。 [科]

【參考文獻】

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