劉濤

（四川蜀工公路工程試驗檢測有限公司，四川成都 610000）

0 引言

隨著高速公路工程施工技術水平不斷提高，對混凝土的性能要求也越來越高。為了最大限度地滿足高速公路工程的現(xiàn)代化施工要求，高性能混凝土陸續(xù)被研發(fā)出來。需要注意的是，受外部環(huán)境因素和人為因素影響，高性能混凝土在攪拌過程中，出現(xiàn)混凝土質量不合格等問題的概率比較高。基于此，加強高性能混凝土的質量控制，將其在高速公路工程中的優(yōu)勢發(fā)揮出來，須采取必要的試驗檢測措施。

1 高速公路工程中高性能混凝土的應用優(yōu)勢

在高速公路工程的施工過程中，高性能混凝土材料的應用頻率非常高。與其他施工材料相比，該施工材料的應用不僅可延長高速公路的使用壽命，還可以為高速公路通行車輛的行駛舒適性提供保障。將高性能混凝土材料應用到高速公路工程中，主要表現(xiàn)出三大應用優(yōu)勢：

首先，高性能混凝土具有良好的流動性，在高速公路工程施工中不易出現(xiàn)分層、離析等現(xiàn)象[1]。其次，高性能混凝土的應用，能夠使整個高速公路工程結構擁有較強的強度和耐久性，為日常出行提供便利。最后，該施工材料在使用過程中很難出現(xiàn)水化熱反應，體積穩(wěn)定性有保證。此外，該材料在硬化后會出現(xiàn)一定程度的收縮現(xiàn)象，因其整體變形問題不明顯，可在保證高速公路工程結構完整性等方面發(fā)揮出重要作用。

2 高速公路工程中高性能混凝土的試驗檢測方法

2.1 和易性試驗檢測

2.1.1 試驗方法

高性能混凝土材料擁有很好的和易性[2]，使得高性能混凝土在流動性、保水性、黏聚性等指標方面表現(xiàn)出了明顯的優(yōu)勢。針對高性能混凝土性能的試驗檢測，需采用差異化的方法。一般情況下，應先對混凝土的流動性進行檢測，再利用目測法對混凝土的保水性和黏聚性進行判斷，后在此基礎上對高性能混凝土的和易性做出綜合性評定。此外，檢測人員還可對該施工材料的流動性進行檢測，即借助坍落度檢測儀和相應的試驗方法，明確高性能混凝土材料的流動性。需要注意的是，應用坍落度試驗方法應確?；炷恋奶涠瘸^10mm。

2.1.2 操作要點

檢測前應做好坍落度筒的清潔工作，利用清水進行沖洗，再用干毛巾擦拭，將筒壁處多余的水分擦干。將裝有混凝土拌和物的鋼板潤濕，在鋼板上放置坍落度筒并踩緊，分3 次將混凝土拌和物放入筒內，每一次放入混凝土拌和物的量需達到筒高的1/3。將混凝土拌和物放入筒內后，振搗密實[3]。最上層的混凝土拌和物需稍高于筒口，經(jīng)過振搗密實后再抹平多余的混凝土拌和物，垂直提起坍落度筒，并將其穩(wěn)穩(wěn)地放到混凝土試樣旁邊。因混凝土拌和物是自然坍落狀態(tài)，其實際的垂直高度即為混凝土的坍落度值。針對混凝土的垂直度，用直尺就能量測獲得。如試樣的坍落度在220mm 以上，施工人員可量取擴展終止后的最大直徑和最小直徑。如果二者相差過小，不足50mm，最終的坍落度擴展值應為二者平均值；如果二者差距過大，已超過50mm，則需重新進行試驗檢測。

此外，在對高性能混凝土的坍落度進行檢測時，可使用目測法對混凝土的保水性與黏聚性進行判斷。針對混凝土黏聚性的判斷，主要利用振搗棒直接敲擊混凝土拌和物的側面，如椎體緩慢坍落，說明混凝土的黏聚性較強；如混凝土離析、崩裂或者倒塌，說明混凝土黏聚性較差。將坍落度筒提起，如底部存在較多水分，則代表混凝土的保水性較差；如底部的水分非常少或沒有水分流出，則代表混凝土的保水性較好。

2.2 力學性能試驗

針對高性能混凝土的力學性能檢測，則需對其三大性能進行檢測：第一，混凝土的抗壓強度；第二，混凝土的劈裂抗拉能力；第三，混凝土的彈性模量。

2.2.1 混凝土的抗壓強度試驗

針對混凝土的抗壓強度檢測，需注意：首先，按照相關標準和方法對混凝土進行養(yǎng)護，待養(yǎng)護時間符合相關要求后，再正式開始抗壓強度試驗。其次，做好試件表面的清潔工作，通過擦拭的方式徹底去除試件表面黏附的雜質。當試件表面的清潔度達到一定標準后，再將其放到壓力機下方的承壓板上，進行調平處理和對中處理。需注意試件的澆筑表面不能承壓。再次，通電、開機，利用壓力機調整承壓板的位置和球座，保證承壓板與試件表面充分接觸。最后，啟動壓力機，按照相關標準規(guī)定的速率施加荷載，并逐漸增大荷載。當試件受損后，再停止增加荷載，并記錄此時施加的荷載值。利用相關公式就可以準確計算出混凝土試件的抗壓強度值[4]。

2.2.2 劈裂抗拉強度

作為一種典型的脆性材料，高性能混凝土的抗拉強度并不高，不足混凝土抗壓強度的10%。如果承受了超出其極限的抗拉應力，就會出現(xiàn)裂紋、變形等問題。針對高性能混凝土的劈裂抗拉強度試驗方法：第一步，使用標準化方法，對圓柱體試件進行養(yǎng)護，待試驗齡期達到要求后，再進行下一步的操作。第二步，對試件的直徑、高度進行測量，仔細檢查試件的外觀是否完好，在綜合考慮各方面因素的基礎上進行劈裂面位置線的繪制。第三步，完成試件、夾具和墊條的組裝。將組裝好的整體放到承壓板上，并保證兩者之間的接觸面積。對試件施加荷載，并以一定速率增加荷載。第四步，將試件破壞時的荷載值記錄下來，并應用到劈裂抗拉強度的計算當中[5]。

2.2.3 彈性模量試驗

將經(jīng)過標準化養(yǎng)護的試件取出，將試件表面擦拭干凈。同時，對承壓板面也要做好清潔工作。取出兩組試件，對第一組試件進行軸心抗壓強度試驗，對第二組試件進行抗壓彈性模量試驗。再將試件放置在壓力機球座上，對中并開啟壓力機，對球座進行調整，確保與試件表面均勻接觸。針對試件的預壓次數(shù)需在2 次以上。最后一次預壓需保證預壓時間足夠長。記錄預壓下試件的變形讀數(shù)值，逐漸增加荷載并對荷載的增加速度進行控制，根據(jù)相關要求對測點的變形值進行讀取。

2.3 耐久性試驗檢測

2.3.1 抗?jié)B性試驗

按照相關標準要求，對圓柱形混凝土試件進行養(yǎng)護。待其到達標準齡期后，曬干試件表面的水分，將一層密封材料均勻地涂抹在試件側面，利用壓力機將試件妥善地放至試驗模具中。待試件冷卻后再將施加在試件表面的荷載卸掉，將試件裝入抗?jié)B儀中。利用抗?jié)B儀對試件表面的滲水情況進行觀察和記錄[6]。當圓柱形混凝土試件數(shù)量達到3 個時，可以暫?？?jié)B性試驗，并對水壓力值進行記錄。

2.3.2 抗氯離子滲透性試驗

RCM 法是一種相對高效的試驗檢測方法。應用RCM 法對混凝土抗氯離子滲透性進行檢測時，需先對混凝土試件進行切割，調整混凝土試件的尺寸大小，確保其符合試驗標準。再將尺寸符合要求的試件放入標養(yǎng)池，進行為期4d 的浸泡。將相關試劑加入試驗槽內，通電測量相應的電壓值、電流值以及電解液的溫度。后取出試件，從中間剖開，滴定氯離子擴展深度，對擴展系數(shù)進行計算。一般情況下，在混凝土拌和物中加入礦物摻和料，可以有效阻斷氯離子的滲透路徑，延長鋼筋被銹蝕的時間。

3 高速公路工程中高性能混凝土的試驗檢測策略

3.1 對膠凝材料進行合理選擇

對高速公路工程的具體施工要求進行全面分析，在了解具體施工情況的基礎上，正確選擇膠凝材料，并對其性能、質量進行控制。例如，水泥材料是一種膠凝材料，在選擇該材料時須測試其施工強度；如確定選擇硅酸鹽水泥，則應確保P·O 在42.5 以上。表1為常用水泥材料的強度等級。需注意水泥在使用中非常容易出現(xiàn)水化熱問題，易使混凝土材料出現(xiàn)開裂等問題。檢測人員應對水泥材料的強度進行重點檢測，并根據(jù)混凝土結構的后期強度，對水泥材料的使用量進行重點控制，將水泥材料的水化熱現(xiàn)象發(fā)生概率降至最低。

表1 水泥強度指標

為了加強水泥材料使用量的控制，可以將粉煤灰加入高性能混凝土當中。一般情況下，建議根據(jù)實際情況，將Ⅰ級粉煤灰或Ⅱ級粉煤灰加入高性能混凝土中。在試驗檢測過程中，如果摻入了過量的粉煤灰，混凝土結構的碳化速度會加快，檢測人員應對水灰比進行重點控制。大多數(shù)高速公路工程施工，將粉煤灰的使用量控制在30%以下[7]。否則，摻入過多的粉煤灰，將會對混凝土的施工強度產(chǎn)生不利影響。此外，對高爐礦渣粉加以利用，同樣需控制其摻入量，并連續(xù)28d 不間斷地對混凝土進行試驗檢測，了解混凝土結構的抗壓強度變化特點。待測試結果合格后方能應用到施工過程中。需要注意的是，在混凝土拌和物中加入過多的礦粉可能出現(xiàn)泌漿問題，應降低混凝土的施工強度。檢測人員應嚴格按照相關要求，對礦渣粉的摻入量進行合理的控制。

3.2 對骨料材料進行合理的選擇

在選擇骨料材料時，需對高性能混凝土的耐久性和物理性能進行分析，并在準確把握各種骨料物理性能與品種、粒徑等因素的基礎上，選出最符合施工要求的骨料。目前，市場上流通的骨料材料主要有機制砂和石灰?guī)r碎石兩種，其物理性能、粒徑等方面存在巨大差異。檢測人員須做好相應的檢測工作，挑選出各方面都符合施工要求的骨料，并對骨料粒徑進行嚴格控制，確?；炷聊軌蝽樌瓿杀盟?，無需承受較大的阻力。

3.3 對混凝土的攪拌工藝進行優(yōu)化

對混凝土的攪拌工藝進行優(yōu)化，可以最大限度地提高高性能混凝土的施工質量。檢測人員應通過各種方式提高混凝土的攪拌工藝質量。首先，檢測人員可將自動化攪拌方式作為第一選擇。該攪拌方式可加強混凝土攪拌質量的控制，使其不受各種影響因素的干擾。其次，檢測人員還應將攪拌時間控制在1～5min 以內[8]。最后，需加強振搗施工，并采取針對性的措施提高混凝土結構的施工強度與耐久性。

3.4 對減水劑進行合理的選擇

在高速公路工程施工過程中，部分施工人員會利用礦物摻和料來提高混凝土的使用性能，在混凝土使用性能得到強化的同時，水膠比也受到了嚴重影響，提高混凝土黏稠度的同時，也降低了混凝土的施工強度。此時，合理應用減水劑可解決其弊端，使混凝土材料擁有足夠的施工強度，保障混凝土的施工效果。

3.5 對混凝土的配合比設計進行優(yōu)化

在高速公路施工中，優(yōu)化混凝土的配合比，同樣是一種發(fā)揮其材料優(yōu)勢的方法。例如，在某高速公路工程施工中，使用的混凝土材料為C60 混凝土。在設計配合比時，按照表2 進行了優(yōu)化。

表2 C60 高性能混凝土配合比分析

4 結語

綜上所述，高性能混凝土在高速公路工程中的應用，有著非常突出的優(yōu)勢。只有加強高性能混凝土性能的檢測，并根據(jù)檢測結果和工程施工需求，合理選擇膠凝材料與骨料材料，優(yōu)化混凝土的配合比設計，才能夠借助高性能混凝土材料，提高高速公路工程的施工質量。