浅谈高性能混凝土在40m箱梁施工中的应用及质量控制
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摘要：高性能混凝土是一种新型高新技术混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土。它以耐久性作为设计的主要指标，针对不同用途要求，对下列性能重点予以保证:耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性和经济性。高性能混凝土具有较高的体积稳定性，即混凝土在硬化早期应具有较低的水化热，硬化后期具有较小的收缩变形。为此，高性能混凝土在配置上采用低水胶比，选用优质原材料，且必须掺加足够数量的矿物细掺料和高效外加剂。
关键词：高性能水泥混凝土材料选择、配比设计、施工质量控制。
中图分类号：TU528.45文献标识码： A
与普通混凝土相比，高性能混凝土具有独特的性能.概括起来说，高性能混凝土就是能更好地满足结构功能要求和施工工艺要求的混凝土，能最大限度地延长混凝土结构的使用年限，降低工程造价。综合以上几点，结合本人所在项目40m现浇箱梁施工特点谈谈与试验有关的高性能混凝土的质量控制问题：
1.原材料（1）配制高性能混凝土选用标号不低于42.5的低碱硅酸盐水泥或低碱普通硅酸盐水泥，C3A含量应不大于8%，在强腐蚀环境下不应大于5%；其余性能应符合GB175-2007的规定，禁止使用其它品种水泥。（2）细骨料应采用硬质洁净的天然砂，细度模数宜为2.6～3.0，含泥量不大于1.5%，其余技术要求应符合TB10210的规定。（3）粗骨料：高性能砼的工作性、强度及耐久性对骨料高度敏感。在水泥砼拌合物中的体积和重量均占据水泥砼的70%以上，其几何特性、物理性能、化学成分等对混凝土早期工作性、硬化后的力学性能和耐久性都起到不可忽视的作用。应选用质地坚硬、耐久的碎石，压碎值指标应不大于8%，骨料母体岩石的立方体抗压强度应与所配制的混凝土强度之比应大于2。粗骨料颗粒中，针片状颗粒含量不宜大于5%，不得混风化颗粒，含泥量不应大于0.5%。粒径宜为5～20mm，粗骨料的最大粒径不宜大于25mm。且不得超过设计混凝土保护层厚度的2/3和钢筋最小间距的3/4，并分成两级（5-10mm和10-20（25）mm）储存、运输、计量。粗骨料的其他质量指标符合TB10210的规定。（4）配制高性能混凝土的矿物掺合料（Ⅰ级粉煤灰、磨细矿渣粉）应符合GB1596-91和GB/T18046-2000的规定。Ⅰ级粉煤灰需水比不应大于100%，磨细矿粉比表面积应大于450m2/kg。渗入的引气剂、保坍剂及其他改善混凝土性能的外加剂应符合GB8076的规定，其品种及数量由试验确定。具体规定应符合《时速350公里高性能混凝土技术条件》要求。（5）配制高性能混凝土的外加剂，采用符合《混凝土外加剂》GB/T8076的规定或经部级鉴定的产品，并经检验合格后方可使用。外加剂掺量由试验确定，严禁使用掺入氯盐类外加剂。应采用高效减水剂，其性能应与所用水泥具有很好的适应性，30min减水率不应低于20%，碱含量不得超过10%，硫酸钠含量不得大于5%，氯离子含量不得超过0.1%。
（6）拌制高性能混凝土的水，其质量应符合《混凝土拌合用水标准》JGJ63-89的规定。凡符合饮用水标准的水，即可使用。
（7）高性能混凝土对氯离子总含量要求：在钢筋混凝土中，由水泥、矿物掺合料、骨料、外加剂和拌合用水所含氯离子总含量之和不应超过胶凝材料总量的0.1%；预应力混凝土结构中的混凝土氯离子总含量不应超过胶凝材料总量的0.06%。
（8）混凝土最大总碱含量：见表所示
设计使用年限 100（年）
环境条件 干燥环境 3.5
潮湿环境 3.0
含碱环境 /
2.混凝土的配合比设计混凝土的配制强度必须大于设计要求的强度标准值，一般地，混凝土的配制强度应不低于强度等级值的1.15倍。配制高性能混凝土所用的水胶比（水与胶结材料的重量比）一般不宜大于0.35。强度等级愈高，水胶比应愈低。高性能混凝土所用的水泥用量不宜大于400 kg/m3；水泥与掺合料的胶结材料总量不宜大于500 kg/m3，并通过试验验证。配制高性能混凝土所用高效减水剂品种和掺量，应通过与水泥的相容性试验选定。高效减水剂掺量宜为胶结材料总量的0.6%～1.5%，为提高拌合物的工作性和减少混凝土坍落度在运输、浇筑过程中的损失，可采用复合缓凝高效减水剂等方法（本项目采用聚羧酸高效减水剂即是采用的此类外加剂）。
3.混凝土施工与运输控制
混凝土必须充分搅拌，直到外观均匀一致，各组分分布均匀，充分搅拌的混凝土从同批拌合物的不同部位取样试验，其密度、含气量、坍落度和粗骨料含量应该是相同的，搅拌的时间必须符合规定（一般不少于3min），时间过短会导致混凝土拌合物不均匀，气泡分布差，强度发展不良，早期硬化问题等。
混凝土运输中避免混凝土运输和浇筑过程中的延迟，以最快的速度完成浇筑，特别在夏季高温天气情况。胶凝材料与水混合后立即开始水化，前30分钟内硬化较慢；混凝土拌合后1．5小时还能顺利浇筑(除非混凝土温度过高或水泥用量过大)，混凝土 从开始加水搅拌到浇筑完毕的时间尽量短，防止混凝土过早失去塑性，使混凝土浇筑困难。防止混凝土在运输和浇筑过程的离析，粗骨料的分离将导致混凝土不均匀，含较少粗骨料那部分混凝土收缩大而易开裂且耐磨性差，较多粗骨料那部分混凝土太干硬，使振捣和抹面困难，且易形成蜂窝。必须杜绝在现场随意加水增加混凝土的流动度，那会严重降低强度和耐久性；特殊情况下通过添加外加剂或加入相同水灰比的水泥浆提高混凝土的工作性，但要注意不能引起含气量增加过大，否则会降低混凝土的某些性能。
混凝土下层浇筑时间间隔不能太长，特别在夏季，在浇筑上层混凝土时，下层混凝土必须彻底振捣密实，浇筑速度要快，以便在浇筑上层混凝土时，下层混凝土尚未凝结，防止形成浇筑缝或冷缝。应经常移动泵送管口，防止砂浆的流动性延缓使粗骨料过于集中而产生离析。混凝土泌出的水不能汇集在模板的末端、角落或侧面，而应该引出泌水以保证混凝土的抗压强度。
振捣混凝土时，应防止过振引起混凝土的离析；也不能通过振动来水平移动混凝土，那同样会引起离析；振动的时间取决于混凝土的工作性和振捣棒的功率，可通过观察混凝土表面平整状况、砂浆层的外观及大气泡的溢出是否停止来确定，5～15S的振动可获得足够的密实度。
4 混凝土的整修与养护
高性能混凝土的水胶比小，加上掺加了较大比例的掺合料用量，混凝土很少泌水，为防止塑性收缩产生裂缝，混凝土浇筑完毕后应及早进行抹面，并在抹面后及时用塑料薄膜覆盖保湿养生；在抹面后最初的几小时内最需要保湿养护；注意抹面时不能轻易洒水，这会降低面层混凝土的强度和耐久性。
低水胶比混凝土的养护非常重要，水泥和水混合后水化立即开始，水化程度显著影响混凝土的强度和耐久性；虽然新拌混凝土中的水份比水化需要的水份多，但是水份蒸发引起过度失水，会影响水化反应的充分进行；如果没有外来水的补充，其内部相对湿度就低，从而使浆体自身变干，到一定程度时水化就会停止。因为水胶比低，混凝土的渗透性低，混凝土一旦干燥，水份将很难再次渗透进去，所以混凝土的湿养护时间最好持续到混凝土达到足够的强度，耐久性。湿养护期间要防止两次洒水时间间隔过大引起混凝土表面干燥，因为干燥交替会使混凝土表面出现裂纹甚至开裂。
为满足施工工艺要求，混凝土有时需要蒸养（本项目个别标段在去年冬天时就采用了蒸汽养护），以便在较短的时间内强度达到施工工艺的要求；蒸汽养护制度非常重要，过高的温度对强度及耐久性均产生不利影响；通过控制静停时间、升降温速度、最高恒温蒸汽养护温度可以达到预定目的。
通过对高性能混凝土原材料择选、配合比设计、拌合、运输、浇筑、养护等环节的质量控制，本项目施工的40m箱梁在质量、外观等发面均取得满意的效果。
参考文献：
1、JTG/T F50-2011«公路桥涵施工技术规范》。
2、TB10210-97 «铁路砼与砌体工程施工及验收规范》。
3、GB/T8076 《混凝土外加剂》。
4、杨理准，武击中，余军《公路施工手册基本作业》S北京，1992
作者简介：刘新全，工程师。自1997年始长期从事高速公路一线施工及现场监理工作。