淺析高性能混凝土在公路工程施工中的應用

張靜華

（商丘市恒通路橋發展有限公司，河南 商丘 476000）

1 高性能混凝土的定義

高性能混凝土是一種新型的高技術混凝土，在大幅地提高普通混凝土性能的基礎上采用現代技術制作的混凝土，作為設計的主要指標。高性能混凝土對下列性能予以保證：耐久性、工作性、適用性、強度、體積穩定性和經濟性。

2 高性能混凝土的性能

高性能混凝土以耐久性為主要目標進行設計的混凝土，優異的耐久性（而不是高強度）為主要特性，良好的工作性、又有優異的力學性能與耐久性，易于澆注、搗實而不離析；長久保持力學性能；高早期強度；體積穩定性。

（1）自密實性，高性能混凝土的用水量較低，流動性好，抗離析性高，從而具有較優異的填充性。因此，配好恰當的大流動性高性能混凝土有較好的自密實性。 （2）體積穩定性高性能混凝土的體積穩定性較高，表現為具有高彈性模量、低收縮與徐變、低溫度變形。普通混凝土的彈性模量為20～25GPa，采用適宜的材料與配合比的高性能混凝土，其彈性模可達 40～45GPa。（3）強度高性能混凝土的抗壓強度已超過 200MPa。高性能混凝土抗拉強度與抗壓強度值比較高強混凝土有明顯增加，高性能混凝土的早期強度發展加快，而后期強度的增長率卻低于普通強度混凝土。（4）水化熱，由于高性能混凝土的水灰比較低，會較早的終止水化反應，因此，水化熱相應的降低。 （5）收縮和徐變，高性能混凝土的總收縮量與其強度成反比，強度越高總收縮量越小。但高性能混凝土的早期收縮率，隨著早期強度的提高而增大。（6）耐久性，高性能混凝土除通常的抗凍性、抗滲性明顯高于普通混凝土之外，高性能混凝土的 Clˉ滲透率，明顯低于普通混凝土。高性能混凝土由于具有較高的密實性和抗滲性，因此，其抗化學腐蝕性能顯著優于普通強度混凝土。 （7）耐火性，高性能混凝土在高溫作用下，會產生爆裂、剝落。由于混凝土的高密實度使自由水不易很快地從毛細孔中排出，再受高溫時其內部形成的蒸汽壓力幾乎可達到飽和蒸汽壓力。在 300°C 溫度下，蒸汽壓力可達 8MPa，而在 350°C溫度下，蒸汽壓力可達 17MPa，這樣的內部壓力可使混凝土中產生 5MPa 拉伸應力，使混凝土發生爆炸性剝蝕和脫落。

3 要求

3.1 水泥

（1）配制高性能混凝土宜選用標號不低于 32.5 的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，其余性能應符合 GB175 的規定。不宜采用早強水泥。（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 含量應不宜超過 8%。

3.2 細集料

細骨料應選擇級配合理、質地均勻的天然中粗河砂。

3.3 粗集料

（1）粗骨料應選擇級配合理、粒形良好、質地均勻堅固、線脹系數小的碎石。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，且不超過鋼筋保護層厚度的 2/3，不超過鋼筋最小間距的 3/4，強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下的混凝土應小于 1%）。

3.4 粉煤灰等其它摻加料

應選用來源固定、品質穩定、來自固定的產品。產品質量要符合技術條件的要求。

3.5 水

拌制高性能混凝土的水，其質量應符合《混凝土拌合用水標準》JGJ63 的規定。凡符合飲用水標準的水，即可使用。

3.6 外加劑

采用符合《混凝土外加劑》GB/T8076 及《混凝土泵送劑》JC473 的規定或經部級鑒定的產品，并經檢驗合格后方可使用。

4 說明

①由于高性能混凝土中都摻有高效減水劑，水膠比低于 0.4，摻入大量礦物細摻料，都使高性能混凝土不同于普通混凝土的流變性能。② 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，要小于 5%，以免影響混凝土的抗堵塞性能，要符合泵送要求。③ 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，要綜合考慮材料情況，以所選用的砂石料空隙率最小為目的。④高性能混凝土中，水膠比都比較小，特別是低標號混凝土，在水膠比較小時試配更難達到所要求的工作性，更要選擇好所采用各種材料，特別是外加劑（復合型）的選擇。

5 高性能混凝土施工工藝

（1）材料計量必須準確，攪拌必須采用臥軸式、行星式或逆流式強制攪拌機攪拌。①拌合時先向攪拌機加入細集料、水泥、礦物摻合料和外加劑，攪拌均勻后，在加所需用水量，待砂漿充分攪拌均勻后在投入粗骨料，并繼續攪拌至均勻。②拌合時先向攪拌機加入細集料、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，并繼續攪拌至均勻。每一階段的攪拌時間不小于 30s，總攪拌時間不宜小于 2 分鐘，也不宜超過 3 分鐘。外加劑后摻法有利于發揮外加劑的利用率。（2）澆筑與振搗，混凝土入模前應測定混凝土的溫度、坍落度和含氣量，混凝土澆筑自由傾落度不得大于 2m，當大于2m時應有輔助器具輸送混凝土，保證混凝土不離析。

[1]《高性能混凝土主要技術標準與施工關鍵技術》（鐵科院編）