高鐵工程高性能混凝土的質量控制研究

王向飛

（中國水利水電第八工程局有限公司， 湖南 長沙 410004）

0 引言

高速鐵路建設所需求的混凝土作用年限為 100年，影響混凝土的受命長短的因素一個是混凝土本身的質量，再一個就是環境因素的作用。高性能混凝土通過其本身的特性能夠抵抗如風沙磨蝕、寒冷冰凍、干燥潮濕交替、鹽類結晶、化學侵蝕、氯鹽環境、碳化環境等惡略外界因素對其耐久性的影響，所以高性能混凝土的質量顯得尤為重要。本文就簡要的分析一下高鐵工程高性能混凝土在制備和施工的過程中要通過哪些方面來進行質量控制。

1 混凝土原材料的控制

混凝土的質量，在很大程度上受其所采用的原材料的影響。不同的混凝土作用環境，對原材料的質量要求也存在差異。膠凝材料、骨料、外加劑、拌和用水等都擁有相對應的要求。

1.1 膠凝材料

膠凝材料包括水泥、活性混合材如粉煤灰、礦粉和硅灰等[1]。膠凝材料中摻加一定量的活性混合材，不僅能減低混凝土制作成本，還可以改善混凝土工作性，提高混凝土的力學性以及增強混凝土的耐久性[2]。礦物摻和料應選用性能穩定的產品。

1.1.1 水泥

（1）種類：水泥選用通用硅酸鹽水泥，不宜使用早強水泥。C30及以上混凝土應采用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，C30以下混凝土可采用粉煤灰硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥和復合硅酸鹽水泥[3]。

（2）原材料性能：國家現已經出臺了一本名為《鐵路混凝土施工質量驗收標準》的規范，其中明確規定了混凝土原材料包括水泥的各項指標要求，通過對規范中給出的檢測項目和參數進行原材料進場前的試驗，是一種很好的質量控制手段。

（3）標號：在施工的過程中，要根據施工的具體要求，根據所需要的混凝土強度，來選擇適合的水泥。如果使用低標號的水泥配置高強度的混凝土，那么不管加入多少水泥也很難達到混凝土對強度的要求，并且還會造成不必要的浪費。如果水泥的標號高于所需要混凝土的強度，那么為了達到標準，早混凝土的配置過程中肯定會減少水泥的投放量，這就使混凝土的粘性不夠，對工程的施工質量造成嚴重的影響。并且高標號的水泥是十分昂貴的。因此，選擇合適標號的水泥不但能夠對混凝土質量進行控制，同時也節省了財力資源。

1.1.2 礦物摻和料

目前，雖然國內礦物摻和料在出廠之前都經過相關工藝進行了處理，質量品質在一段時間內較為穩定，但根據規范檢驗批要求，任然按照規范進行相關檢測，嚴格控制質量。

1.2 粗細骨料的選擇

1.2.1 細骨料

高性能混凝土所需細骨料為級配合理、質地堅固、吸水率低、孔隙率小的潔凈天然中粗河沙；也可以專門機組生產的人工砂，不得使用海砂。細骨料在混凝土中起到填充空隙和包裹粗骨料的作用，選擇中粗河沙或者是中粗機制砂，最主要的原因就是適宜的填充和包裹效果，適中的需水量。因為較細的砂子在制作混凝土的過程中須水較多，在膠凝材料相同的情況下，容易引起混凝土強度的減低，以及較差的混凝土工作性。不選海砂是因為海砂中氯離子含量往往超過標準的限制，在大體積混凝土中，海砂包裹在混凝土中鋼筋的周圍，其中的氯離子會銹蝕鋼筋，造成對鋼筋的嚴重破壞，易造成混凝土韌性減低，縮減其抵抗外力的能力。

1.2.2 粗骨料

石子粗細骨料作為混凝土的骨架，質量好壞直接關系到混凝土的強度。規范中明確規定粗骨料應選著級配合理、粒形良好、質地堅固、線脹系數小的潔凈碎石，無抗拉或抗疲勞的C40以下混凝土也可采用卵石。

石子的大小尺寸并不相同，在對混凝土的配置過程中，要加入不同尺寸的石子，石子的尺寸應該逐級的進行添加，來確保混凝土的和易性和密實性，保證混凝土的質量。在混凝土的配置過程中，如果相關施工單位沒有把控好各級尺寸的石子添加量，石子的大小尺寸不連續，就會導致混凝土粘合度不夠而產生離析現象。在施工單位進行混凝土的配置時，嚴格的遵守相關的標準，確保石子的致密程度，保證混凝土的強度，不能小于施工所需的混凝土強度標準的1.5到2.0倍，同時對石子中的雜質含量也要嚴格的控制。

物化,是“人自己的活動,人自己的勞動,作為某種客觀的東西,某種不依賴于人的東西,某種通過異于人的自律性來控制人的東西,同人相對立”[1]152。即人與人的聯系被物與物的聯系所遮掩,并被賦予物的屬性,這種社會關系是外在于人的。

2 施工中配合比的控制

在對混凝土質量進行控制的工作中，一個重要的環節就是嚴格的按照工程試驗室提供的混凝土配比通知單來進行混凝土的配置。工程實驗室所提供的混凝土配比單是根據配置混凝土的原材料的技術性能以及施工的具體要求來制定的。要成這個混凝土配比單的制定，這個過程是要考慮施工中的很多因素，最終制定出最為符合施工要求的混凝土配比單。這個混凝土配比單主要包括了三個方面的要求：（1）對混凝土每立方米中各種原材料的用量制定合適的標準；（2）規定混凝土攪拌過程的先后順序，指定一些額外添加劑并進行合理的使用，設定混凝土的強度標準；（3）對水灰比和砂率坍落度規定最佳的范圍。在施工的過程中，如果相關的施工單位對混凝土的配合比不夠重視，僅僅按照以往的經驗來進行對混凝土的配置，那么這就可能會使混凝土的各項指標與施工的要求不符，造成對工程質量的影響。因此在我國的高鐵施工單位對混凝土質量進行控制的過程中，一定要嚴格的執行工程試驗室出示的混凝土配合比通知單。

3 混凝土拌制過程的控制

在混凝土質量控制工作中，保證了以上兩點的質量后，就要進行下一步攪拌混凝土。混凝土能否按照配合比通知單中的比例來進行配置，一個很重要的環節就是各個原材料的稱量，稱量系統的精確程度直接影響混凝土的拌制質量，稱量誤差膠凝材料為±1%，骨料為±2%，外加劑和水為±1%。水泥的入機溫度不應高于70℃。攪拌時間應以自全部材料裝入攪拌機開始攪拌至攪拌結束開始卸料所用時計，混凝土連續攪拌時間應根據配合比和攪拌設備情況通過試驗確定，但最短攪拌時間不宜少于2 min，高溫時節應采取在骨料堆場搭設遮陽棚、采用低溫水攪拌混凝土等措施降低混凝土拌和物溫度。

對配置好的混凝土原材料進行攪拌的主要目的是為了，讓混凝土中各種原材料能夠進行充分的融合，從而讓混凝土達到最理想的均質體。在對混凝土進行攪拌的過程中，一定要充分進行攪拌保證攪拌的足夠均勻，如若不然會導致混凝土各個部分內的混合材料分配不均，并且在混凝土砂漿不足的部位造成麻面的現象，導致混凝土的質量得不到保證。而且攪拌過程直接影響混凝土工作性，所以在此過程中，試驗室要實時對拌制的混凝土進行坍落度、含氣、勻質性等相關試驗，掌握好混凝土拌制質量。

4 混凝土的現場澆筑和養護

4.1 混凝土現場澆筑質量控制

混凝土的澆筑宜連續進行，盡量避免出現間歇和留置施工縫。混凝土的人模溫度不宜超過30℃，與混凝土接觸的介質溫度不宜超過40℃。新澆混凝土人模溫度與鄰接的已硬化混凝土或巖土、鋼筋、模板等介質間的溫差不應大于15℃。在炎熱季節，應避免模板和新澆混凝土直接受陽光照射。應盡可能安排在傍晚澆筑混凝土；澆筑大體積混凝土結構前，應預先采取必要的降溫防裂措施， 如搭設遮陽棚、預設循環冷卻水系統等；

預應力混凝土梁應采用一次澆筑成型的方式澆灌。每片梁的 澆筑時間不宜超過6h，最長不超過混凝土的初凝時間。 振搗設備的類型、振搗頻率和振搗強度應與混凝土的結構類型和工作性能相適應；

振搗時間和振搗半徑應以混凝土振搗密實為原則確定，避免過振或漏振。混凝土拆模時，混凝土應具有足夠的強度以確保其表面和棱角不受損傷或塌陷。當拆除承重模板時，混凝土的強度應滿足設計要求；當拆除非承重模板時，混凝土的強度不應低于5MPa；

混凝土拆模后，混凝土的強度未達到設計強度75%時，不應與直接流動的水接觸。混凝土拆模后，混凝土的強度未達到設計強度且養護時間不足 6周時，不應與海水或鹽漬土直接接觸。

4.2 混凝土養護注意事項

養護期間，混凝土芯部與表面、表面與環境的溫度之差均不應＞20℃(梁體、軌道板和軌枕不應＞15℃)。混凝土表面與養護水溫度之差不應大于15℃。混凝土芯部溫度不宜＞ 60℃，個別點最大不應超過 65℃(軌枕和軌道板的芯部溫度不宜＞55℃)。

蒸汽養護時，混凝土應有適當的靜停養護時間，靜停環境溫度不應低于5℃，靜停時問不宜小于 4h，蒸汽的升、降溫速度不宜大于 10℃／h。預制梁脫模后的保溫保濕養護時間不少于14d。其他預制構件(軌道板、軌枕、接觸網支柱和管樁)脫模后的保濕保濕養護時間不少于10d。

5 結語

從上所述分析可知，應該從高鐵工程混凝土原材料的施工控制、施工配合比的控制以及混凝土拌制過程質量控制三個方面進行混凝土的質量控制，同時還要保證對混凝土裂縫問題的有效控制，這樣才能讓高鐵建設施工的整體質量得到提升。