淺談工程建設中高性能混凝土的配制及應用

(四川路航建設工程有限責任公司 四川 成都 610000)

淺談工程建設中高性能混凝土的配制及應用

張 亮

(四川路航建設工程有限責任公司 四川 成都 610000)

針對目前工程建設過程中高性能混凝土的配制及應用，文章通過分析高性能混凝土的配制技術，提出了從其原料選擇、試配至施工投產的一些細節問題。

工程建設；高性能混凝土；配比參數；拌合控制

隨著我國市場經濟發展進程的不斷加快，我省的基礎設施建設也持續增高，而我省自古以“蜀道難”著稱，地勢險峻。或多山嶺重丘、或多高坡峽谷，使得公路工程建設橋隧比增高，施工難度加大，而普通混凝土的性能和質量已明顯不能滿足現代化高難度施工的需求。

本文的目的，試著結合近些年來在一線工程實踐中所了解的情況，對典型高性能混凝土的特點在工程建設中的應用進行描述。以總結經驗，使其在日后的工作中更好的為工程質量和施工工藝所服務。

一、工程建設中高強高性能混凝土概述

現今，公路工程建設日益規范化，混凝土集中生產，不論是對工程質量還是工作效率來說已是不可缺少的必要措施，而集中生產（施工后場）首先就對混凝土的性能提出了更高的要求。罐車運輸、長距離運輸、夏季高溫運輸等諸多不利因素。再是施工前場復雜的地形、高墩大跨徑等高難度橋梁構造物，包括構造物內部密集的鋼筋布置，在澆筑和振搗上都需要有更高性能的混凝土來滿足施工前場靈活多變的混凝土施工工藝。

二、高性能混凝土配制技術

1.配制技術研究途徑

高性能混凝土的應用效果，需要由配制技術來提供保證。而配制技術的研究，主要從配制的原材料、配合比、拌合過程控制以及施工質量控制等路徑來進行實現。

對于高強高性能混凝土的配制原材料，必須要選擇具有一定質量性能保證的材料。在配制的過程中，要根據工程建設的實際情況，并通過降低水泥用量來實現控制水泥漿體的體積。此外，還可根據工程建設的具體情況摻入一種或一種以上的礦物質超細粉摻合料。當高強高性能混凝土滿足工程建設對其流動度的需求后，還要利用具有一定應用效果的減水劑來降低混凝土的水膠比。值得注意的是，正確的配制施工方式也是保證高強高性能混凝土應用質量的關鍵，因而相關建設人員應通過合理確定施工工藝以及強化質量控制措施，來滿足工程建筑結構對高強高性能混凝土的應用需求。

2.生產高強高性能混凝土的材料選擇

配制材料的優選主要集中在細集料、粗集料、水泥、水以及外加劑等方面。其中細集料的選擇要優先選用天然河砂，天然河砂在經過長期的自然沖刷和打磨后，其飽滿圓潤的顆粒對混凝土的流動性和抗壓強度都有明顯的幫助。而在我省除三州以外的其它地市，隨著近年來工程建設的飛速發展，各流域范圍內的河砂已過度開采，現今已遠遠不能滿足施工需要。所以機制砂成為了當前配制混凝土的必然選擇。根據這些年的施工經驗，機制砂的優點是：原料開采加工方便，易于保障施工供料需要；成品砂中自帶的石粉對混凝土中的微孔有很好的填充效果；顆粒粗糙的表面宜于增大漿體內部的摩擦力，從而增大混凝土的抗壓強度。

但缺點也同樣明顯：在將石材母料破碎加工為成品砂的過程中，生產能耗加大，為控制砂中的石粉上限，在反復沖洗時損耗大，沖走的廢料處理不當時對周邊環境的污染；顆粒粗糙的表面雖然在增大漿體內部摩擦力的同時，增大了混凝土的需水量，也減小了漿體的流動性，對混凝土的高流動性而言，成為不利因素；顆粒的棱角較多，混凝土成型后，經過長期的荷載作用，棱角勢必剝落，從而降低混凝土的耐久性。隨著國家交通部及各地交通主管部門對機制砂在混凝土中的應用技術規程相繼出臺，只要根據實際情況多加驗證，因其特性而利導，相信在高性能混凝土的配制中，會取得很好的效果。

粗集料的選擇要將集料界面的黏結力、強度以及骨料的化學成分和物理性能作為依據。從目前市場情況調查，可供選擇配制高強高性能混凝土的粗集料有：玄武巖、花崗巖、以及大理石等。此類巖石加工而來的成品粗集料粒質堅硬、吸水率低。值得注意的是，在原料破碎加工過程中一定要選用機械性能良好的錐破工藝，并且嚴格控制破碎機中的篩網規格，從而生產出形狀規則，粒徑飽滿圓潤的粗集料。

水泥材料則要將強度、礦物質成分以及比表面積作為優選依據。具體參照《通用硅酸鹽水泥》中對各項指標的要求即可。混凝土用拌合用水的選擇只要符合飲用水標準即可。

外摻料的選擇，以礦物成分和細度作為優選依據。

外加劑的選擇尤為重要，這里談談我個人在這些年施工一線的一點經驗，自萘系減水劑過后，聚羧酸系復合型混凝土外加劑在我省10多年前已從鐵路行業覆蓋到公路行業。現今，已是必不可少的混凝土外加劑，對改善混凝土工作性能和提高混凝土物理性能方面有卓越的表現。伴隨著工程建筑領域的大量需求，很多供應商紛紛涌現，參差不齊的配制技術，或是利益的驅使下，使得市場上出現很多品質低劣的產品。所以我們的選擇應用便變得尤為重要。必需要考慮的因素有以下幾點：

（1）外加劑作為一種復合型化工原料，與我們選擇試配混凝土的水泥（同樣是復合型化學成分）的相容性，可經試驗反復觀察確定。

（2）外加劑對混凝土的增稠效果和引氣效果，此兩點對混凝土的自密實性和自流動性至關緊要。漿體的適當增稠會加強漿體對集料的包裹和黏結；適當的引氣會使混凝土中獲得連續不斷的微小氣泡，從而產生滾珠效應以提高混凝土的流動性。

3.高強高性能混凝土的配比參數

（1）細集料的參數，主要考慮砂率，根據細集料的細度模數，合理的選用砂率，高性能混凝土的砂率選擇區間普遍在33%-38%。良好的砂率在保證混凝土的和易性和外觀質量的情況下還可有效控制混凝土的漿體率，而保證混凝土的抗壓強度。

（2）粗集料的參數，主要考慮最大粒徑，集料粒徑越大，內部空隙越多，需要的填充料就越多，越不利于自密實。且不易通過鋼筋密集區和不易泵送施工等。在配制高性能混凝土時，粗集料的最大粒徑通常不大于20mm。

（3）水泥的參數，主要考慮水泥用量，合理的水泥用量在獲得足夠強度的混凝土時，可明顯減少混凝土的水化熱，降低混凝土內部應力，控制混凝土早期微裂紋，提高混凝土整體力學性能。當然也不能過低，導致漿體偏少，使混凝土和易性變差。

（4）混凝土水膠比，一般在0.32-0.35之間。

（5）外加劑和外摻料的參數，主要考慮摻量，外加劑的摻量在其高效減水成分的作用下，通常摻量在0.8%-1.0%（一立方混凝土水泥用量質量比）。可經過反復試驗確定最佳摻量。外摻料的摻量主要依照其細度而定，也可經過反復試驗確定最佳摻量。

三、生產拌合控制

拌合控制，作為施工過程中的關鍵環節，若不控制好，配制再好的混凝土在使用投產時也是徒然。具體措施有：

（1）計量控制

隨著工程建筑行業的不斷發展，混凝土的拌合設備也是不斷更新換代，綜合性能日益優越。但拌合設備的計量系統還是不可忽視，一定要嚴格標定，且加密標定周期。

（2）拌合過程控制，對加入外加劑、外摻材料的混凝土，一定要適當延長拌合時間，使混凝土中的水泥、外加劑、外摻料等復合型化學材料得以相互融合反應；使水泥得以充分水化；使各種材料相互充分擠嵌填充。還有一點，拌合機操作人員至關重要，一定要熟悉混凝土的性能，隨時觀察攪拌缸中混凝土的拌合效果和目測性能。保持和專業試驗人員的密切聯系。切不能以拌合機優良的自動化操作功能代替人工過程控制。

結束語：

綜上所述，高性能混凝土是在建筑行業飛速發展過程中的產物，其具有提高工程建設使用穩定性以及耐久性的作用。由于其配制過程考究，拌合控制嚴格甚至苛刻，使得在實際應用中往往發揮不出其高強度高性能的最佳效果。針對這一問題，相關建設人員應通過明確配制技術的研究途徑以及優化生產高強高性能混凝土的材料選擇，來滿足工程建設對其質量性能的需求。并且在施工過程中嚴于過程控制。從而促進建筑行業朝著快速穩定的可持續道路向前發展。

[1]《高性能混凝土應用技術規程》（CECS207-2006）

[2]《公路工程 水泥混凝土用機制砂》（JT-T819-2011）

[3]《通用硅酸鹽水泥》（GB175-2007）

G322

B

1007-6344（2017）06-0315-01

張亮(1984.9.8--)，男，助理工程師（公路），從事工程管理工作。