高鐵工程高性能混凝土的質(zhì)量控制研究

佟才東

摘要：高速鐵路建設(shè)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(zhì)量，再一個就是環(huán)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(fēng)沙磨蝕、寒冷冰凍、干燥潮濕交替、鹽類結(jié)晶、化學(xué)侵蝕、氯鹽環(huán)境、碳化環(huán)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(zhì)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(jìn)行質(zhì)量控制。

關(guān)鍵詞：高鐵工程；高性能混凝土；質(zhì)量控制

引言

高性能混凝土得到了廣泛的開發(fā)與利用，簡稱HPC。隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，高性能混凝土構(gòu)成比較復(fù)雜，對配合比要求更加精確。隨著高性能混凝土的應(yīng)用，可以有效減少混凝土結(jié)構(gòu)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(fā)與利用，簡稱HPC。隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，高性能混凝土構(gòu)成比較復(fù)雜，對配合比要求更加精確。隨著高性能混凝土的應(yīng)用，可以有效減少混凝土結(jié)構(gòu)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(gòu)成部分比較復(fù)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(xiàn)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(wěn)定劑之間的關(guān)系。第二，硬化混凝土特性。隨著當(dāng)前建筑朝著高層和大跨度的方向發(fā)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(shè)計過程中，需要充分考慮混凝土的耐久性，結(jié)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(xiàn)結(jié)構(gòu)性缺陷。

2高性能混凝土的強(qiáng)度及其主要影響因素

2.1選材和用量

現(xiàn)在評價混凝土質(zhì)量的主要指標(biāo)是抗壓強(qiáng)度，而混凝土抗壓強(qiáng)度與其所用水泥的強(qiáng)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(qiáng)度取決于水泥的型號，高標(biāo)號水泥比低標(biāo)號水泥配置出的混凝土抗壓強(qiáng)度高；水泥型號不變、粗細(xì)集料品種和用量不變時，水灰比和混凝土強(qiáng)度成反比，水灰比越小，混凝土的抗壓強(qiáng)度越高；但是當(dāng)水灰比不變時，單純增加水泥的用量不能達(dá)到提高混凝土強(qiáng)度的目的；并且在增加混凝土強(qiáng)度時，也增加了混凝土的收縮度和變形度，這嚴(yán)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(zhì)量的因素。在選材時，盡可能選擇強(qiáng)度高的集料，例如質(zhì)地堅硬的碎石等；在材料配比中要嚴(yán)格把控水灰比及其他集料的添加量。實時監(jiān)控空氣的濕度和溫度，嚴(yán)格按照施工規(guī)范進(jìn)行施工，冬季要保溫防凍害，夏季要避免暴曬脫水。

2.2嚴(yán)格把控混凝土標(biāo)號

混凝土標(biāo)號是根據(jù)混凝土標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度總體分布的平均值減去1.645倍標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(jié)構(gòu)的平均值一定要大于混凝土設(shè)計標(biāo)號，在施工中，一定要嚴(yán)格按照混凝土使用規(guī)范進(jìn)行施工，提高現(xiàn)場施工質(zhì)量水平。

3高鐵工程高性能混凝土質(zhì)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(jié)構(gòu)部位混凝土分為預(yù)制結(jié)構(gòu)（箱梁、軌道板）、現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)（墩承臺、底座板）和自密實施工結(jié)構(gòu)（樁基、襯砌、無砟軌道自密實混凝土層）3大類。預(yù)制結(jié)構(gòu)用混凝土采用以O(shè)PC水泥、礦渣粉和優(yōu)化粗細(xì)骨料為主要材料，適當(dāng)?shù)退z比保持早期強(qiáng)度發(fā)展為主；現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)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(shù)降低水化溫升，控制開裂為主；自密實混凝土施工結(jié)構(gòu)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(shù)和長效保坍技術(shù)，以工作性保持為主。

3.2混凝土的現(xiàn)場澆筑質(zhì)量控制

混凝土現(xiàn)場澆筑質(zhì)量控制混凝土的澆筑宜連續(xù)進(jìn)行，盡量避免出現(xiàn)間歇和留置施工縫?；炷恋娜四囟炔灰顺^30℃，與混凝土接觸的介質(zhì)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(zhì)間的溫差不應(yīng)大于15℃。在炎熱季節(jié)，應(yīng)避免模板和新澆混凝土直接受陽光照射。應(yīng)盡可能安排在傍晚澆筑混凝土；澆筑大體積混凝土結(jié)構(gòu)前，應(yīng)預(yù)先采取必要的降溫防裂措施，如搭設(shè)遮陽棚、預(yù)設(shè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)等；預(yù)應(yīng)力混凝土梁應(yīng)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(shè)備的類型、振搗頻率和振搗強(qiáng)度應(yīng)與混凝土的結(jié)構(gòu)類型和工作性能相適應(yīng)；振搗時間和振搗半徑應(yīng)以混凝土振搗密實為原則確定，避免過振或漏振?；炷敛鹉r，混凝土應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度以確保其表面和棱角不受損傷或塌陷。當(dāng)拆除承重模板時，混凝土的強(qiáng)度應(yīng)滿足設(shè)計要求；當(dāng)拆除非承重模板時，混凝土的強(qiáng)度不應(yīng)低于5MPa；混凝土拆模后，混凝土的強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度75%時，不應(yīng)與直接流動的水接觸?；炷敛鹉：?，混凝土的強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度且養(yǎng)護(hù)時間不足6周時，不應(yīng)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(xiàn)象，在確?；炷烈?guī)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(nèi)部溫度的上升。（2）科學(xué)的做好混凝土養(yǎng)護(hù)。做好混凝土的溫度和濕度的控制是混凝土養(yǎng)護(hù)的重點。在混凝土澆筑完成后及時進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)。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(jìn)行覆蓋，避免水分蒸發(fā)。

3.4混凝土養(yǎng)護(hù)控制

養(yǎng)護(hù)應(yīng)及時進(jìn)行，一般情況下，混凝土澆筑完畢后1h內(nèi)應(yīng)對新澆筑混凝土進(jìn)行覆蓋或噴霧等保溫保濕養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)期間，混凝土芯部與表面、表面與環(huán)境的溫度之差均不應(yīng)>20℃（梁體、軌道板和軌枕不應(yīng)>15℃）?；炷帘砻媾c養(yǎng)護(hù)水溫度之差不應(yīng)大于15℃?；炷列静繙囟炔灰?60℃，個別點最大不應(yīng)超過65℃（軌枕和軌道板的芯部溫度不宜>55℃）。蒸汽養(yǎng)護(hù)時，混凝土應(yīng)有適當(dāng)?shù)撵o停養(yǎng)護(hù)時間，靜停環(huán)境溫度不應(yīng)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(yù)制梁脫模后的保溫保濕養(yǎng)護(hù)時間不少于14d。其他預(yù)制構(gòu)件（軌道板、軌枕、接觸網(wǎng)支柱和管樁）脫模后的保濕保濕養(yǎng)護(hù)時間不少于10d。

結(jié)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(huán)境下混凝土水化溫升控制難度大和原材料品質(zhì)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(shù)有其特殊性，需要重點解決的技術(shù)難題就是原材料優(yōu)化技術(shù)、混凝土工作性長時保持技術(shù)和水化溫升控制技術(shù)。

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（作者單位：中鐵上海工程局集團(tuán)第四工程有限公司）