高鐵工程高性能混凝土的質量控制研究

佟才東

摘要：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。

關鍵詞：高鐵工程；高性能混凝土；質量控制

引言

高性能混凝土得到了廣泛的開發與利用，簡稱HPC。隨著科學技術發展，高性能混凝土構成比較復雜，對配合比要求更加精確。隨著高性能混凝土的應用，可以有效減少混凝土結構尺寸，減輕自身荷載，降低施工成本和施工能耗。

1新型混凝土材料概述

1.1概念

高性能混凝土得到了廣泛的開發與利用，簡稱HPC。隨著科學技術發展，高性能混凝土構成比較復雜，對配合比要求更加精確。隨著高性能混凝土的應用，可以有效減少混凝土結構尺寸，減輕自身荷載，降低施工成本和施工能耗。

1.2高性能混凝土的特點

第一，高性能混凝土的特性。從新拌混凝土工作性來看，具有流動性、均勻性以及填充性的特點。與以往的混凝土相比，高性能混凝土構成部分比較復雜，需要添加多種摻合料和超塑化劑，從而提升混凝土性能。為了防止出現坍落度損失和離析分層問題，需要處理好緩凝劑、引氣劑和穩定劑之間的關系。第二，硬化混凝土特性。隨著當前建筑朝著高層和大跨度的方向發展，這就高性能混凝土提出了更高的要求。就目前而言，得到廣泛使用的是C40混凝土，在實際配合比設計過程中，需要充分考慮混凝土的耐久性，結合實際情況，分析潛在的影響因素，尤其是混凝土硬化性、干索性以及水化放入等，保證混凝土的抗裂性，防止出現結構性缺陷。

2高性能混凝土的強度及其主要影響因素

2.1選材和用量

現在評價混凝土質量的主要指標是抗壓強度，而混凝土抗壓強度與其所用水泥的強度成正比。在配置混凝土的過程中，水泥的用量和水灰比相等，混凝土的抗壓強度取決于水泥的型號，高標號水泥比低標號水泥配置出的混凝土抗壓強度高；水泥型號不變、粗細集料品種和用量不變時，水灰比和混凝土強度成反比，水灰比越小，混凝土的抗壓強度越高；但是當水灰比不變時，單純增加水泥的用量不能達到提高混凝土強度的目的；并且在增加混凝土強度時，也增加了混凝土的收縮度和變形度，這嚴重影響混凝土的耐久性；因此，混凝土的選材及配比都是影響高性能混凝土質量的因素。在選材時，盡可能選擇強度高的集料，例如質地堅硬的碎石等；在材料配比中要嚴格把控水灰比及其他集料的添加量。實時監控空氣的濕度和溫度，嚴格按照施工規范進行施工，冬季要保溫防凍害，夏季要避免暴曬脫水。

2.2嚴格把控混凝土標號

混凝土標號是根據混凝土標準強度總體分布的平均值減去1.645倍標準值來確定的，這樣可以保證混凝土確定均有95%的保證率，低于該標準值的概率不大于5%，能提高建筑的安全性。因此，抽檢查的幾組樣品的混凝土結構的平均值一定要大于混凝土設計標號，在施工中，一定要嚴格按照混凝土使用規范進行施工，提高現場施工質量水平。

3高鐵工程高性能混凝土質量控制

3.1施工中配合比的控制

按混凝土工作性能和施工工藝將不同結構部位混凝土分為預制結構（箱梁、軌道板）、現澆結構（墩承臺、底座板）和自密實施工結構（樁基、襯砌、無砟軌道自密實混凝土層）3大類。預制結構用混凝土采用以OPC水泥、礦渣粉和優化粗細骨料為主要材料，適當低水膠比保持早期強度發展為主；現澆結構混凝土則采用以PCC水泥和大摻量礦物摻和料（粉煤灰、礦渣粉、石粉等）技術降低水化溫升，控制開裂為主；自密實混凝土施工結構混凝土則采用以PCC水泥、大摻量礦物摻和料（粉煤灰、礦渣粉、石粉和火山灰等）技術和長效保坍技術，以工作性保持為主。

3.2混凝土的現場澆筑質量控制

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。

3.3溫度控制措施

（1）針對水泥水化熱的現象，在確保混凝土規范用量的同時，可選擇一些熱量小的水泥材料，如礦渣水泥、火山灰水泥，或粉煤灰水泥等。這些水泥水化熱量相對較少，從而能夠降低內部溫度的上升。（2）科學的做好混凝土養護。做好混凝土的溫度和濕度的控制是混凝土養護的重點。在混凝土澆筑完成后及時進行灑水養護。同時注意降低混凝土表面暴曬的時間，用篷布或塑料布等及時對混凝土進行覆蓋，避免水分蒸發。

3.4混凝土養護控制

養護應及時進行，一般情況下，混凝土澆筑完畢后1h內應對新澆筑混凝土進行覆蓋或噴霧等保溫保濕養護。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。

結束語

綜上所述，高鐵高性能混凝土面臨與我國高鐵高性能混凝土大不相同的工況，主要是高溫氣候環境下混凝土水化溫升控制難度大和原材料品質不高不利于高性能混凝土制備的問題，其高性能混凝土技術有其特殊性，需要重點解決的技術難題就是原材料優化技術、混凝土工作性長時保持技術和水化溫升控制技術。

參考文獻

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（作者單位：中鐵上海工程局集團第四工程有限公司）