論高性能混凝土在公路工程施工中的應(yīng)用
[論文關(guān)鍵詞]高性能混凝土 工程施工 應(yīng)用
[論文摘要]本文通過對高性能混凝土的初步介紹，為以后試配和使用高性能混凝土的工作者提供參考。
一、高性能混凝土的定義
高性能混凝土是一種新型的高技術(shù)混凝土，是在大幅地提高普通混凝土性能的基礎(chǔ)上采用現(xiàn)代技術(shù)制作的混凝土，它以耐久性作為設(shè)計(jì)的主要指標(biāo)。針對不同用途要求，高性能混凝土對下列性能有重點(diǎn)地予以保證：耐久性、工作性、適用性、強(qiáng)度、體積穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。
二、高性能混凝土的性能
高性能混凝土是以耐久性為主要目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)的混凝土，它以優(yōu)異的耐久性（而不是高強(qiáng)度）為主要特性，具備良好的工作性、又有優(yōu)異的力學(xué)性能與耐久性，易于澆注、搗實(shí)而不離析；能長久保持的力學(xué)性能；高早期強(qiáng)度；體積穩(wěn)定性。混凝土應(yīng)具備的性能是：在新拌狀態(tài)有良好的工作性，即高流動(dòng)性而不離析、不泌水，以便成型均勻、密實(shí)；水化硬化早期的沉降收縮和水化收縮小、低溫升，硬化過程低干縮，以達(dá)到無初始裂縫；硬化后的滲透性低，有高抗外部因素侵蝕能力。
三、高性能混凝土的原材料選擇
1.要求
A.水泥。1.配制高性能混凝土宜選用標(biāo)號不低于32.5的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，其余性能應(yīng)符合GB175的規(guī)定。不宜采用早強(qiáng)水泥。2.水泥比表面積不宜超過350㎡/㎏,堿含量不宜超過0.6％。3.游離氧化鈣含量不宜超過1.5％。4.泥熟料中C3A含量應(yīng)不宜超過8%。
B.細(xì)集料。細(xì)骨料應(yīng)選擇級配合理、質(zhì)地均勻的天然中粗河砂。2.度模數(shù)宜為2.6～3.2。
C.粗集料。1.粗骨料應(yīng)選擇級配合理、粒形良好、質(zhì)地均勻堅(jiān)固、線脹系數(shù)小的碎石。也可采用碎卵石和卵石，不宜采用砂巖碎石。2.骨料宜采用二級配石，粗骨料最大粒徑不大于31.5mm，且不超過鋼筋保護(hù)層厚度的2/3，不超過鋼筋最小間距的3/4，強(qiáng)度高的混凝土顆粒粒徑不大于25mm。3.粗集料的松散堆積密度應(yīng)大于1500kg/cm3，緊密空隙率宜小于40%，吸水率易小于2%。（用于干濕交替或凍融循環(huán)下的混凝土應(yīng)小于1%）。
D.粉煤灰等其它摻加料
應(yīng)選用來源固定、品質(zhì)穩(wěn)定、來自固定的產(chǎn)品。產(chǎn)品質(zhì)量要符合技術(shù)條件的要求。
E.水。拌制高性能混凝土的水，其質(zhì)量應(yīng)符合《混凝土拌合用水標(biāo)準(zhǔn)》JGJ63的規(guī)定。凡符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)的水，即可使用。
F.外加劑。采用符合《混凝土外加劑》GB/T8076及《混凝土泵送劑》JC473的規(guī)定或經(jīng)部級鑒定的產(chǎn)品，并經(jīng)檢驗(yàn)合格后方可使用。
2.說明
A.水泥：由于高性能混凝土中都摻有高效減水劑，水膠比低于0.4，摻入大量礦物細(xì)摻料，都使高性能混凝土不同于普通混凝土的流變性能。B.高性能混凝土對石子的顆粒形狀很敏感。針片狀含量要小于7%，用于泵送時(shí)，要小于5%，以免影響混凝土的抗堵塞性能，要符合泵送要求。C.高性能混凝土對砂石料的級配也比較敏感。因此，在選擇砂石料時(shí)，要綜合考慮材料情況，以所選用的砂石料的空隙率最小為目的。D.在高性能混凝土中，由于水膠比都比較小，特別是低標(biāo)號混凝土，在水膠比較小時(shí)試配更難達(dá)到所要求的工作性，更要選擇好所采用的各種材料，特別是外加劑（復(fù)合型）的選擇。
四、高性能混凝土設(shè)計(jì)依據(jù)
混凝土的配合比設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)及《客運(yùn)專線高性能混凝土?xí)盒屑夹g(shù)條件》要求進(jìn)行，具體地應(yīng)根據(jù)混凝土的設(shè)計(jì)年限，混凝土環(huán)境類別（碳化環(huán)境、氯鹽環(huán)境、化學(xué)侵蝕環(huán)境、凍融環(huán)境及磨蝕）及作用等級，強(qiáng)度等級、混凝土用原材料品質(zhì)以及施工工藝對工作性的要求。
五、高性能混凝土設(shè)計(jì)法則
1.膠水比法則：可塑狀態(tài)混凝土水膠比的大小決定了混凝土的強(qiáng)度，并影響硬化混凝土的耐久性。混凝土的強(qiáng)度與水泥強(qiáng)度成正比，與膠水比成正比。膠水比一經(jīng)確定，絕不能隨意變動(dòng)。
2.混凝土密實(shí)體積法則：混凝土的組成是以石子為骨架，以砂子為填充石子間的空隙，又以漿體填充砂石空隙，并包裹砂石表面，以減少砂石間的摩擦阻力，保證混凝土有足夠的流動(dòng)性。這樣，可塑狀態(tài)混凝土總體積為水、水泥（膠凝材料）、砂、石的密實(shí)體積之和。
3.最小單位加水量或最小膠凝材料用量法則：在灰膠比固定、原材料一定的情況下，使用滿足工作性的最小加水量，可得到體積穩(wěn)定的、經(jīng)濟(jì)的混凝土。
4.最小水泥用量法則。
六、高性能混凝土施工工藝
1.混凝土拌合。材料計(jì)量必須準(zhǔn)確，攪拌必須采用臥軸式、行星式或逆流式強(qiáng)制攪拌機(jī)攪拌。
外加劑后摻法：①拌合時(shí)先向攪拌機(jī)加入細(xì)集料、水泥、礦物摻合料和外加劑，攪拌均勻后，在加所需用水量，待砂漿充分?jǐn)嚢杈鶆蚝笤谕度氪止橇希⒗^續(xù)攪拌至均勻。②拌合時(shí)先向攪拌機(jī)加入細(xì)集料、粗集料、部分拌合水噴淋攪拌均勻后，在加膠凝材料和剩余水及外加劑，并繼續(xù)攪拌至均勻。每一階段的攪拌時(shí)間不小于30s，總攪拌時(shí)間不宜小于2分鐘，也不宜超過3分鐘。外加劑后摻法有利于發(fā)揮外加劑的利用率。
凈漿裹石法：用部分膠凝材料以極低的水膠比拌合成凈漿和石子進(jìn)行第一次攪拌，然后在加入砂子，用其余的膠凝材料和正常的水膠比進(jìn)行第二次拌合。第一次拌合時(shí)在砂石料表面形成一層水膠比很低的水泥漿裹層，第二次拌合形成的混凝土中的界面過渡層的Ca（OH）2生成量不再富集，取向性不再出現(xiàn)，空隙率大大減小。
2.澆筑與振搗。混凝土入模前應(yīng)測定混凝土的溫度、坍落度和含氣量，混凝土澆筑的自由傾落度不得大于2m，當(dāng)大于2m時(shí)應(yīng)有輔助器具輸送混凝土，保證混凝土不離析。混凝土的澆筑應(yīng)采用分層連續(xù)推進(jìn)的方法進(jìn)行，澆筑時(shí)間間隙不超過90分鐘，不得隨意留施工縫。
高性能混凝土流動(dòng)性較好，易于流平和密實(shí)，故不需強(qiáng)力振搗，只需用低頻振搗器振搗，且可加大振搗點(diǎn)間距，縮短振搗時(shí)間，不得隨意加密和漏振，每點(diǎn)的振搗以表面乏漿或不冒泡為準(zhǔn)，一般不超過30s，避免過振。但對鋼筋間距小而密集等仍需酌情加振搗，避免漏振。
澆筑完畢，應(yīng)仔細(xì)將混凝土表面壓實(shí)抹平，抹平時(shí)嚴(yán)禁灑水。
此外，還有混凝土的養(yǎng)生等施工工藝。
七、高性能混凝土的檢測
高性能混凝土試配時(shí)的工作性檢測包括：坍落度檢驗(yàn)、經(jīng)時(shí)坍落度檢驗(yàn)、擴(kuò)展度（流動(dòng)度）檢驗(yàn)、含氣量檢驗(yàn)、泌水率檢驗(yàn)。
試配完成后的力學(xué)及耐久性檢驗(yàn)包括：強(qiáng)度檢驗(yàn)、彈性模量檢驗(yàn)、抗裂性能檢驗(yàn)、電通量檢驗(yàn)、抗凍性檢驗(yàn)、抗腐蝕檢驗(yàn)及耐磨性對比試驗(yàn)。
參考文獻(xiàn)：
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