公路高性能混凝土試驗(yàn)檢測

王秋榮、易斐

（景德鎮(zhèn)市昌盛公路工程試驗(yàn)檢測有限公司，江西景德鎮(zhèn) 333000）

0 引言

為有效提升公路工程的總體水平，需要合理應(yīng)用高性能混凝土材料。為此，檢測人員應(yīng)以工程實(shí)際需要為出發(fā)點(diǎn)，加強(qiáng)配合比控制，確保其各方面性能都符合工程要求。在高性能混凝土材料的應(yīng)用中，需要全面落實(shí)試驗(yàn)檢測，以保證材料性能水平，從而提升公路工程建設(shè)質(zhì)量水平。為此，需要科學(xué)組織試驗(yàn)檢測工作，及時發(fā)現(xiàn)高性能混凝土材料存在的問題，并采取相應(yīng)的處理措施，確保及時整改相應(yīng)問題，保證公路工程施工的順利進(jìn)行。

1 工程概況

某公路項(xiàng)目長度為35km，路面寬32m，設(shè)計(jì)速度為100km/h。在該項(xiàng)目建設(shè)的過程中，為了提高工程質(zhì)量水平，檢測單位針對高性能混凝土材料特性進(jìn)行試驗(yàn)檢測，總結(jié)出合理的混凝土配合比參數(shù)，保證高性能混凝土質(zhì)量，降低項(xiàng)目成本，促進(jìn)綜合效益提升。

2 高性能混凝土試驗(yàn)檢測要點(diǎn)

經(jīng)過對我國以往公路工程項(xiàng)目建設(shè)實(shí)際情況的分析，發(fā)現(xiàn)很多工程存在質(zhì)量和安全問題，導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)損壞，甚至?xí)霈F(xiàn)裂縫、坍塌等問題。為了避免這些問題，需要在公路工程項(xiàng)目實(shí)施前進(jìn)行全面的試驗(yàn)檢測，并對現(xiàn)場區(qū)域進(jìn)行全面調(diào)查分析，以提高工程施工的質(zhì)量和安全性。

同時，要以工程施工為出發(fā)點(diǎn)，在施工前需要對材料的配合比參數(shù)進(jìn)行檢測，并按照要求制作試件，執(zhí)行相應(yīng)的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。如果檢測數(shù)據(jù)存在很大的偏差，檢測人員應(yīng)及時總結(jié)原因，進(jìn)行糾正處理，以切實(shí)提高混凝土材料的性能，避免引發(fā)質(zhì)量問題[1]。

2.1 膠凝材料控制要點(diǎn)

在高性能混凝土材料的試驗(yàn)檢測環(huán)節(jié)，膠凝材料質(zhì)量控制尤為重要，為確保質(zhì)量，應(yīng)加強(qiáng)對膠凝材料的控制。在混凝土施工中，水泥材料是主要的膠凝材料之一，通常采用普通硅酸鹽水泥。為了提高混凝土的質(zhì)量，檢測人員需要加強(qiáng)對水泥強(qiáng)度的檢測，將水泥的加入比例控制在合理的范圍內(nèi)，以減少水化熱，避免發(fā)生裂縫等質(zhì)量問題。

2.2 粉煤灰控制要點(diǎn)

在高性能混凝土中，粉煤灰是一種重要的原材料。粉煤灰可以代替部分水泥材料，不僅可以降低項(xiàng)目成本，還能提高混凝土的性能。

在高性能混凝土的配制中，粉煤灰具備如下特性：

第一，火山石效應(yīng)。粉煤灰內(nèi)含有大量的三氧化二鋁和二氧化硅等組分，這些組分在水泥水化反應(yīng)中會形成氫氧化鈣，并直接和活性組分發(fā)生反應(yīng)，從而形成水化鋁酸鈣等物質(zhì)，可以有效提升高性能混凝土的性能。第二，潤滑效應(yīng)。粉煤灰內(nèi)有大量的圓形顆粒，表面光滑度非常高，可以提高混凝土的流動性。第三，填充效應(yīng)。與水泥顆粒相比，粉煤灰的顆粒比較小，可以提高混凝土的密實(shí)度。第四，可抑制堿骨料反應(yīng)。粉煤灰可以有效減少可溶性堿的含量，提高混凝土結(jié)構(gòu)的性能。

在高性能混凝土的配制中，為了控制水泥材料的用量，可在其中加入適量的粉煤灰材料，一般選擇Ⅰ級。不過，如果粉煤灰加入比例過高，容易使混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生碳化反應(yīng)，因此必須做好水灰比的控制。目前，粉煤灰的加入比例一般不超過30%。高性能混凝土配合比如表1 所示。

表1 配合比分析（C60 材料）

2.3 礦渣粉控制要點(diǎn)

在高性能混凝土配制環(huán)節(jié)，選用高爐礦渣粉作為摻和料，可以提高混凝土的性能。不過，如果高爐礦渣粉的加入比例過大，高性能混凝土容易出現(xiàn)泌漿問題，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不合格。因此，檢測人員需要加強(qiáng)對高爐礦渣粉加入比例的控制[2]。

2.4 骨料材料控制要點(diǎn)

在高性能混凝土的制作中，骨料占總體積的50%以上，為了保證材料質(zhì)量，檢測人員應(yīng)加強(qiáng)對骨料集配的控制。選擇骨料時，應(yīng)結(jié)合高性能混凝土的物理性能和耐久性，選擇合適的骨料材料。與此同時，要結(jié)合骨料質(zhì)量和物理性能，加強(qiáng)對骨料粒徑的控制。一般來說，可以選擇灰?guī)r、碎石或者機(jī)制砂等骨料材料。在骨料檢測過程中，需要確保骨料的質(zhì)量符合要求，以保證高性能混凝土輸送的性能。

2.5 減水劑控制要點(diǎn)

為了提高高性能混凝土的性能，往往會加入多種礦物質(zhì)組分，隨著礦物質(zhì)加入比例的升高，高性能混凝土的水膠比會發(fā)生變化，黏稠度也會提高，從而對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度產(chǎn)生影響。為了保證混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度合格，應(yīng)加入一定比例的減水劑。在使用減水劑之前，工作人員需要進(jìn)行減水劑性能檢測，確保減水劑符合工程標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而有效發(fā)揮出其性能。

2.6 優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)

由于公路工程施工規(guī)模較大，因此需要全面提升高性能混凝土的施工質(zhì)量。為此，檢測人員應(yīng)做好配合比參數(shù)的控制，并在優(yōu)化設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，落實(shí)水膠比控制。為有效降低水膠比，檢測人員需要減少水的加入比例，以達(dá)到減小空隙率的效果，促進(jìn)高性能混凝土抗裂性和密實(shí)度的提高。此外，較低的水膠比可以改善水泥漿液和骨料之間的界面性能，起到延緩和阻擋氣體和水分等物質(zhì)進(jìn)入混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的效果，從而促進(jìn)混凝土的耐久性提高[3]。

2.7 攪拌系統(tǒng)及工藝優(yōu)化

為全面提升高性能混凝土的質(zhì)量，檢測人員需要加強(qiáng)對攪拌環(huán)節(jié)的控制，選擇高水平的攪拌系統(tǒng)，落實(shí)工藝控制措施。以往的攪拌系統(tǒng)通常采用手動控制方式加水處理，但受溫度、水壓等因素的影響，水的加入比例難以有效控制，從而影響混凝土材料的性能。因此，加強(qiáng)攪拌系統(tǒng)工藝優(yōu)化非常重要，具體需要做好以下幾點(diǎn)：

第一，需要積極改造攪拌系統(tǒng)，升級自動攪拌控制系統(tǒng)，通過系統(tǒng)進(jìn)行自動化的計(jì)量和控制，完成各種材料的稱量，分析誤差并積極改進(jìn)。

第二，應(yīng)用自動化控制系統(tǒng)進(jìn)行各種材料比例的控制，并加強(qiáng)對材料投入順序的控制，以免影響混凝土的性能。

進(jìn)入攪拌環(huán)節(jié)后，每個環(huán)節(jié)都必須由專人進(jìn)行檢查，并進(jìn)行混凝土材料的性能測試，以保證各方面性能和質(zhì)量合格，避免影響工程的施工總體水平[4]。

2.8 澆筑工藝優(yōu)化

在高性能混凝土的澆筑施工中，不合理的澆筑施工工藝會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)色差、冷縫等問題。為了提高澆筑水平，必須對澆筑工藝進(jìn)行優(yōu)化。在高性能混凝土的檢測過程中，工作人員應(yīng)選擇合適的澆筑工藝，并落實(shí)試驗(yàn)分析工作，以提升澆筑施工水平。此外，在澆筑過程中還需要控制澆筑速度，避免在澆筑施工之后出現(xiàn)空洞等問題。

2.9 振搗工藝優(yōu)化

振搗是高性能混凝土成型的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，振搗質(zhì)量直接影響整個成型質(zhì)量。如果振搗不能符合標(biāo)準(zhǔn)要求，將會影響混凝土結(jié)構(gòu)的密實(shí)度，甚至?xí)斐山Y(jié)構(gòu)出現(xiàn)蜂窩、麻面等質(zhì)量問題，如果超出規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，還會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)分層，進(jìn)而影響施工性能。為了提升混凝土澆筑施工的總體水平，檢測人員需要對澆筑后的振搗工藝進(jìn)行優(yōu)化，及時將混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的氣泡排出，從而提升結(jié)構(gòu)的性能和耐久性。要注意以下幾點(diǎn)：

首先，檢測人員應(yīng)進(jìn)行振搗工藝優(yōu)化，切實(shí)提升成型質(zhì)量。

其次，在分層振搗施工過程中，檢測人員必須嚴(yán)格控制每一層的振搗時間，應(yīng)在上一層結(jié)構(gòu)澆筑施工之后，將振搗棒插入下一層混凝土的10cm 左右深度進(jìn)行振搗處理。

再次，檢測人員需要在每一層振搗過程中全面監(jiān)測和管理，促進(jìn)振搗效率和質(zhì)量的提升，從而保證混凝土結(jié)構(gòu)性能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

最后，應(yīng)用附著式振搗器進(jìn)行施工時，檢測人員需要加強(qiáng)強(qiáng)度和質(zhì)量控制，以保證振搗效果。

3 高性能混凝土主要性能及試驗(yàn)檢測要點(diǎn)分析

3.1 主要性能

第一，強(qiáng)度和耐久性。高性能混凝土有較強(qiáng)的抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，能夠承受更大的荷載和應(yīng)力。在公路和橋梁等重要工程中應(yīng)用高性能混凝土，可以顯著提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性。其高強(qiáng)度能夠保證結(jié)構(gòu)在面對巨大的壓力和負(fù)荷時的安全性，而優(yōu)異的耐久性能使混凝土結(jié)構(gòu)長時間承受惡劣的環(huán)境條件。使用高性能混凝土，能夠延長公路和橋梁等工程的使用壽命，從而降低維修和重建成本，提高公路橋梁的可靠性和持續(xù)性。

第二，抗裂性高性能混凝土具有出色的抗裂性能，能夠有效抵抗溫度變化、荷載作用和濕熱環(huán)境等因素對結(jié)構(gòu)造成的裂縫。這種抗裂性能是由其特殊的配方和內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)所決定的。結(jié)構(gòu)面臨較大變形或沖擊負(fù)荷時，高性能混凝土也能保持結(jié)構(gòu)的完整性，確保結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定性。這種抗裂性能不僅有助于減少裂縫的形成，還能有效防止?jié)駳夂陀泻ξ镔|(zhì)滲入混凝土內(nèi)部，從而可降低結(jié)構(gòu)的維修和修復(fù)成本。

第三，抗?jié)B透性。高性能混凝土具有較低的滲透率，這是由其致密的微觀結(jié)構(gòu)和高質(zhì)量的材料組成所決定的。相比于普通混凝土，高性能混凝土的滲透率更低，能夠有效防止水分、鹽類和有害化學(xué)物質(zhì)的滲入混凝土內(nèi)部。這種特性使高性能混凝土能在惡劣的環(huán)境條件下保持其強(qiáng)度和耐久性，降低結(jié)構(gòu)受損的風(fēng)險。

第四，基本性能穩(wěn)定。高性能混凝土具有較低的收縮和膨脹性，這種特性使得高性能混凝土在極端溫度變化或濕度波動的情況下，依然能夠保持結(jié)構(gòu)的完整性和穩(wěn)定性。較低的收縮和膨脹性有助于減少混凝土表面的裂縫和變形，從而降低結(jié)構(gòu)的維護(hù)成本。在公路工程中應(yīng)用高性能混凝土，能夠提高路面的耐久性和穩(wěn)定性，確保行車的平穩(wěn)性和安全性。

第五，施工可塑性。高性能混凝土在施工過程中有較好的可塑性，能夠更好地適應(yīng)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的形狀和要求。這種可塑性有助于提高混凝土的澆筑質(zhì)量和施工效率，避免施工過程中的材料損失和質(zhì)量問題。

第六，環(huán)境友好性。高性能混凝土采用優(yōu)化配方和特殊的摻和材料，能夠減少對自然資源的消耗，降低對環(huán)境的污染。同時，較少的維修需求也有助于降低對環(huán)境的影響[5]。

3.2 試驗(yàn)檢測要點(diǎn)

進(jìn)行公路高性能混凝土試驗(yàn)檢測時，需要關(guān)注以下要點(diǎn)，以確保試驗(yàn)的準(zhǔn)確性和可靠性。

第一，抗壓強(qiáng)度測試。使用壓力機(jī)對高性能混凝土試件進(jìn)行抗壓強(qiáng)度測試。試驗(yàn)過程中，應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)要求，確保試件的尺寸、濕度和質(zhì)量等參數(shù)符合規(guī)定。測試過程中，逐漸增加加載壓力，并記錄抗壓強(qiáng)度的峰值，以評估混凝土的強(qiáng)度性能。

第二，抗拉強(qiáng)度測試。采用拉力試驗(yàn)機(jī)對高性能混凝土試件進(jìn)行抗拉強(qiáng)度測試，試驗(yàn)過程中需注意合理選擇試件的幾何形狀、尺寸，以及加載方式和速率等參數(shù)。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，計(jì)算混凝土的抗拉強(qiáng)度，并進(jìn)行性能評估。

第三，動態(tài)彈性模量測試。通過頻率掃描試驗(yàn)或振動試驗(yàn)，測定高性能混凝土的動態(tài)彈性模量。該參數(shù)可以反映混凝土的剛度和彈性性能，對結(jié)構(gòu)的抗震性能評估有重要意義。試驗(yàn)過程中，需要注意加載頻率、振幅和采樣點(diǎn)的選擇，以獲取準(zhǔn)確的動態(tài)彈性模量數(shù)據(jù)。

第四，抗裂性能測試。采用裂縫寬度計(jì)或拉伸試驗(yàn)等方法，評估高性能混凝土的抗裂性能。試驗(yàn)中應(yīng)注意合理控制試件的幾何形狀和尺寸，以及加載方式和速率等參數(shù)。

第五，抗?jié)B透性測試。使用滲透試驗(yàn)裝置對高性能混凝土進(jìn)行抗?jié)B透性能測試。通過施加一定壓力的水或氣體，觀察試件是否發(fā)生滲漏或浸透，以評估混凝土的抗?jié)B性能。在試驗(yàn)過程中，需要注意滲透介質(zhì)、壓力和時間等參數(shù)的選擇，并結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果對混凝土進(jìn)行性能評估。

4 結(jié)語

綜上所述，在公路項(xiàng)目施工中，為充分發(fā)揮高性能混凝土材料的優(yōu)勢，應(yīng)嚴(yán)格落實(shí)試驗(yàn)檢測工作，加強(qiáng)對各方面參數(shù)的分析，優(yōu)化混凝土材料的配合比，以滿足施工需要。同時，在高性能混凝土施工環(huán)節(jié)，應(yīng)落實(shí)對每個環(huán)節(jié)的管控，有效提升公路工程建設(shè)施工質(zhì)量，降低材料消耗，進(jìn)而提升總體施工效益，為我國公路工程事業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展奠定基礎(chǔ)。