高性能混凝土质量控制技术

  目前，国内修建的高速铁路、客运专线都已采用高性能混凝土，高速公路虽然没有完全应用，但因具有较高的耐久性、工作性、体积稳定性及可观的经济性等优点，越来越多的新建高速公路开始推广应用。

  《高性能混凝土应用技术规程》 （CECS207-2006）对高性能混凝土定义为： 采用常规材料和工艺生产，具有混凝土结构所要求各项力学性能，具有高耐久性、高工作性和高体积稳定性的混凝土。

  用常规的材料和生产工艺生产出合格的、满足要求的高性能混凝土，混凝土的质量控制是关键。高性能混凝土质量控制是一个全过程的控制，包括配合比设计、混凝土拌和、施工控制和后期的混凝土养护控制。

  高性能混凝土配合比设计

  在满足规范及设计要求的前提下，高性能混凝土配合比设计要特别注意以下几个方面：

  1.高性能混凝土的特点是针对具体应用环境而设计的，项目要根据自己的工程特点、地区气候、环境特点具体试配。

  因运输费用较大影响地材的价格，所选用的地材在满足规范要求的前提下应尽量就地取材。

  2.高性能混凝土试配不应追求高、早、强，而应满足设计要求，这对混凝土的体积稳定性和经济性而言，意义重大。

  3.高性能混凝土不是高流动性混凝土，其工作性能只要满足工程特点以及施工工艺要求即可。

  4.高性能混凝土应加入足够的矿物掺合料，可以是一种，也可以是几种，在满足强度和施工工艺的前提下，应尽量减少水泥的用量和用水量，应采用合适的水胶比，以保证混凝土的体积稳定性和经济性能。

  高性能混凝土生产

  高性能混凝土的生产阶段，应注意原材料、混凝土拌和等问题。

  原材料原材料在满足规范要求的前提下还应重点控制以下几点：

  一是砂石料的含泥量及泥块含量。

  目前，高性能混凝土所用的高性能外加剂，大部分都是聚羧酸系高性能减水剂。这种外加剂对砂石料的含泥量和泥块含量 （主要是泥块对外加剂的吸附性）相当敏感。

  砂石料的含泥量是影响混凝土坍落度损失的一个主要原因。因此，高性能混凝土用砂石料，要严格控制含泥量及泥块含量。

  二是矿物掺合料。

  优质的粉煤灰、硅粉、矿粉、石英砂粉等矿物掺合料，具有需水量小、早期活性低、黏聚性好等优点，用适量的矿物掺合料替代水泥掺入混凝土中，可明显提高混凝土的流动性、黏聚性，减水泌水离析，降低坍落度损失，从而提高新拌混凝土的工作性能，并可以降低混凝土的温度应力，从而减少由于温差而引起的开裂倾向。

  矿物掺合料的选用和质量检测，是保证高性能混凝土施工质量的一个重要的因素。另外，选材料阶段要充分了解市场是否有足够的供应量，是否能满足高性能混凝土各项指标的要求，对于在工程所在地区范围内数量没有保证的矿物掺合料，在配合比设计阶段尽可能不考虑使用。

  三是水泥。

  目前，国内各地区的水泥大多都在供应过程中出现供不应求的局面，往往是许多厂家的水泥生产出来后没有经过足够的存放期就提前出厂 ，这种水泥到现场后温度很高，其内部的二水石膏已经脱水成半水石膏，很容易引起混凝土的工作性能。具体表现为： 混凝土坍落度损失快，混凝土出现急凝或假凝，甚至会导致结构物产生温度应力而开裂的现象，给施工控制造成很大的困难。因此，现场每一台拌和站至少要有两个或以上的存放水泥的储存罐，依次交替使用，其作用一是保证拌和站的水泥的供应量，另外一个重要目的是存放降温，保证拌制的混凝土与试配时的一致性。

  四是外加剂。

  外加剂的均匀性和稳定性在保证高性能混凝土质量中起着重要作用。选用外加剂时， 要选用质量有保证的大厂家。

  另外，使用前充分搅拌均匀，从而保证新拌混凝土稳定的工作性。

  拌和控制采用拌和性能好的强制式搅拌机，准确计量，应采用科学的投料顺序，确保拌制的混凝土配比准确、搅拌均匀。

  高性能混凝土大都采用较低的水胶比，混凝土比较黏，高性能混凝土的拌和时间应比普通混凝土适当延长 30 秒左右，以保证拌和物的均匀性。气温较低时，因外加剂和水泥的作用时间较慢，应适当延长混凝土的拌和时间。

  运输过程中，混凝土运输车的速度要保证混凝土处于拌和状态，混凝土到达现场浇筑前应高速拌和半分钟左右，以保证高性能混凝土具有良好的均匀性。

  高性能混凝土现场施工

  施工过程中如何保证高性能混凝土的施工质量，是整个施工过程控制的关键所在。混凝土现场施工过程中，应注意分层振捣厚度、振捣时间、振捣间距、拆模前的养护、拆模时间等问题。

  分层振捣厚度因为高性能混凝土水胶比比相同标号的普通混凝土要低，又掺入了矿物掺合料，所以高性能混凝土有较好的黏聚性，不利于大气泡排出。高性能混凝土在施工过程中要严格控制分层振捣厚度，每层一般不宜超过 40cm。振捣过程中，要做到有序，振点适当加密，振捣时间应比普通混凝土的振捣时间适当延长。

  振捣时间从现场的施工情况来看，无论是 C30 的立柱、盖梁混凝土还是 C50 预制箱梁混凝土，高性能混凝土的振捣时间比普通混凝土的振捣时间适当延长 10 至 15 秒左右。这样，浇筑出的构件外观和内在质量都能得到保证。

  振捣间距严格控制各振点的间距，在保证混凝土不离析、不泌水的情况下， 应该适当加密振点， 且在振捣过程中做到有序、不漏振、不过振。

  拆模前的养护一般施工人员是在混凝土浇筑完成混凝土强度达到规范要求后直接拆模，不注意混凝土拆模前的养护，这种情况直接导致拆模后构件与大气的暴露的位置及以下部分混凝土产生麻面。主要原因是 ： 表层混凝土中的水蒸发而散失，导致混凝土在初凝前产生收缩，在混凝土还没有达到强度的情况下导致模板面脱离、黏模而引起的。北方工程在春秋两个季节表现得尤其严重。如果在混凝土浇筑完成后，及时用湿润的土工布覆盖混凝土暴露面，即可避免麻面产生。因此，高性能混凝土拆模前的养护，也是很重要的环节之一。

  拆模时间高性能混凝土掺入了大量的矿物掺合料，混凝土的初凝时间会比同标号的普通混凝土延长。因此，为保证模板拆除的过程中不破坏混凝土表面，拆模时间应该适当延长。

  后期养护

  采用有效的养护和保护措施，对混凝土进行养护，防止混凝土收缩开裂，混凝土收缩主要是早期干燥失水收缩、后期的自收缩和化学收缩。早期的收缩由表及里，收缩时产生收缩裂缝。此时，混凝土的耐久性直线下降。为防止高性能混凝土出现因干燥收缩产生的有害裂缝，最有效的措施是延长混凝土后期养护时间，这也是能否实现高性能混凝土的关键因素之一。

编者注：

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