高速公路高性能混凝土试验检测

发表时间:2021/3/8   来源:《基层建设》2020年第28期   作者:袁恒超
[导读] 摘要:高性能混凝土是在普通混凝土材料基础上掺入适量粉煤灰等胶凝材料,以提高混凝土耐久性及强度,优化空隙结构。
        中铁上海工程局集团第四工程有限公司  天津  300000
        摘要:高性能混凝土是在普通混凝土材料基础上掺入适量粉煤灰等胶凝材料,以提高混凝土耐久性及强度,优化空隙结构。为进一步探明高性能混凝土的特点,需对其展开试验检测工作。
        关键词:高速公路;高性能混凝土;试验检测
        1高性能混凝土的现状
        1.1高性能混凝土的优势
        第一,高性能混凝土具有良好的工作性,混凝土拌合物具有较高的流动性,混凝土在成型过程中不易分层、不离析;泵送混凝土、自密实混凝土还具有良好的可泵性、自密实性能。第二,高性能混凝土的使用寿命长,对于一些特护工程的特殊部位,控制结构设计的不是混凝土的强度,而是耐久性。能够使混凝土结构安全可靠地工作50~100年,是高性能混凝土应用的主要目的。第三,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。
        1.2基本原材料
        高性能混凝土的主要原材料有水泥、集料、矿物掺合料和外加剂等。
        1.2.1混凝土胶凝材料的选用
        制作高性能混凝土过程中,胶凝材料很重要,对胶凝材料的需求量很大,对其质量的要求也非常高。因此,在选用过程中,要严格要求其质量。混凝土的强度不应小于42.5MPa强度等级的水泥。
        1.2.2各种骨料的选择
        高性能混凝土骨料很重要,需要注意粗细骨料的种类、级配、细度模数、含泥量、泥块含量、有害物质含量等,应选择优质的石灰岩碎石以及级配良好的中区河沙等,保证骨料选择的质量,才能够在一定程度上控制后续高性能混凝土的和易性、强度、耐久性。
        1.2.3外加剂对混凝土强度的影响
        在不改变混凝土成分配比的情况下加入减水剂,可以提高混凝土的流动性,改善混凝土的和易性,从而有利于施工的机械化和自动化,减少了人力因素对混凝土性能的影响。在给定工作条件下添加减水剂可以减少水的用量,从而减小水胶比,提高混凝土的强度,从而使混凝土耐久性增强,延长了工程结构物的寿命,可以使工程更加经济节能。
        2高速公路高性能混凝土试验分析
        2.1胶凝材料选择
        胶凝材料在高性能混凝土配置中尤为重要,需要根据施工特点针对性选择胶凝材料。此外,在选择水泥的过程中,应确保水泥的强度,一般选择P.O42.5以上的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。高强度水泥水化热较大,容易造成结构物开裂,因此在水泥强度选择中应优先考虑低采用低强度水泥拌制。部分地区管理部门强制要求采用P.O52.5水泥拌制C50的做法是一种盲目追求混凝土强度的误区,在施工中应尽量避免。粉煤灰应优选Ⅰ级粉煤灰,条件不允许时可适当放宽,采用两项符合粉煤灰三大指标中的Ⅰ级标准、一项符合Ⅱ级标准的粉煤灰。粉煤灰掺量过高将导致混凝土碳化速度加快,应有效降低水灰比。工程中使用的粉煤灰掺量应不大于30%,若需采用大掺量时,混凝土水灰比不得大于0.4。粒化高炉矿渣粉选用S95以上等级产品,其掺量在15%时28d抗压强度较为接近未掺加矿粉的普通混凝土强度。随着矿粉掺量增加,混凝土有泌浆和28d强度降低的风险。其中粉煤灰以及粒化高炉矿渣粉掺量以最终试验结果为准,并应符合设计及规范要求。
        2.2骨料的选择
        在进行高性能混凝土骨料选择的过程中,应确保混凝土的物理性能与耐久性,选择骨料时,需要从骨料性能与品种方面进行选择,对骨料粒径进行控制,并对碱活性组分含量实施全面把控。此外,骨料的选择以机制砂和石灰岩碎石为主,并在此基础上对选择的骨料实施全面检测,以确保骨料符合施工标准。进行高性能混凝土拌制的骨料需具有较好的级配以及颗粒形状,可使用整形机对碎石进行全面整形,以降低混凝土泵送阻力。

机制砂优选球面度较佳、级配良好的Ⅰ区中砂。
        2.3外加剂
        科学的添加外加剂能有效提升混凝土性能,配置高性能混凝土与外加剂不可分离,常用的外加剂为高效减水剂,缓凝剂、引气剂等。减水剂的使用能增加混凝土的坍落度,降低水灰比,提高流动性,改善混凝土和易性,提高混凝土的强度和耐久性能。缓凝剂适用于高温条件下混凝土的配制,应科学合理地使用。混凝土坍落度,流动性和可塑性可通过使用引气剂得到提升,并增强高性能混凝土的抗冻,耐渗性,防盐渍等性能。
        2.4配合比设计
        高性能混凝土配合比设计需结合混凝土强度等级及具体使用部位,采取不同的设计方案。在有效控制水灰比的前提下,通过优化骨料级配,提高混凝土中骨料振实堆积密度,以降低填充空隙所需的水泥浆数量。实际施工时,可采用各单级配骨料合成后振实堆积密度最大值对应比例。切不可因追求经济性而盲目降低单位用水量,一般情况下泵送混凝土实际用水量宜控制在160~175kg之间。高性能混凝土配合比设计优选体积法进行设计,条件不允许时也可采用质量法。
        3高速公路高性能混凝土性能提升策略
        3.1搅拌系统的优化策略
        对于现阶段的混凝土搅拌工艺来说,在该工序过程中,应根据实际情况进行分析,合理进行探索,明确其对工程产生的影响,以保证混凝土的搅拌质量。工作人员在处理过程中,应根据实际情况进行设备选择,选择合理的搅拌设备,并在搅拌过程中加入减水剂,受水量的影响较大,工作人员应结合实际情况进行合理的控制,以保证其质量满足自身的需求。与此同时,在发展过程中,工作人员还应结合实际情况进行控制,对现阶段的搅拌系统进行升级,更新现有的设备,如自动化搅拌设备,可以从根本上避免出现人工失误,以提升混凝土的质量。合理加入符合要求的混凝土原材料,通过自动化设备进行搅拌,促使现阶段的原材料投放顺序得到有效的控制,将各类原材料进行充分的混合,实现均匀的搅拌。
        3.2浇筑工艺的优化策略
        合理对现阶段的浇筑工艺进行分析,灵活利用现有的技术进行施工,例如在进行浇筑预制梁施工中,工作人员应根据实际情况进行混凝土控制,保证其配比合理,在合理的条件下进行混凝土配置,为后续的施工奠定良好的基础。在混凝土运输过程中,应根据实际选择合理的车辆,在应用过程中建立完善的运输体系,以实现高质量运输。在进行浇筑过程中,工作人员应根据实际情况选择吊斗进行,合理控制时间,以保证在浇筑过程中可以发现问题,提升工程施工质量。对混凝土进行合理的耐久性测试,分析其在不同配比下的耐久性,探索出最合理的配比。进行经济性分析,现阶段的混凝土属于高速公路建设的主要原材料,其成本占据较大的比例,在不影响其质量的基础上通过合理的配比可以实现成本的降低,最大限度的降低成本造价,以保证其经济性提升,为现阶段工程建设奠定良好的基础,改善强度等级,但必须保证其质量符合实际的施工需求,从抗腐蚀性、强度、质量、使用寿命等多方面进行考虑。
        4结语:
        和易性、抗压性、渗透性等表现均会对高性能混凝土的工程应用效果造成影响,因此,围绕多项指标依次展开试验,根据所得数据给出分析结果。和易性试验共选取20组试样,经工艺调整后,制得坍落度稳定在180~200mm区间内的高性能混凝土,该混合料的保水性和凝聚性均较好,可用于高速公路建设领域,满足工程所提出的质量要求。抗压性测试试验共选取36组试样,从中确定性能表现最佳的混凝土。从试验结果来看,变异系数强度等指数数值与标准值无显著差异,表明高性能混凝土的品质较为稳定。抗渗性测试试验时可以做好水胶比各异的试样,分别掺入适量的硅粉和高效减水剂,生产所得的混凝土在密度和强度方面均有所提高,并且具有相对较好的抗渗性能。同时还发现,适当降低水胶比可进一步提高混凝土的强度和抗渗能力。
        参考文献:
        [1]张志鹏.公路桥梁施工中高性能混凝土的应用[J].交通世界,2020(21):100-101,135.
        [2]陈体永.高速公路高性能混凝土试验检测研究[J].工程建设与设计,2019(18):78-79.
        [3]陈体永.高速公路高性能混凝土试验检测研究[J].工程建设与设计,2019,12(18):78-79.
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