高速公路高性能混凝土試驗檢測研究

陳體永

（中交第二航務工程局有限公司，武漢430000）

1 引言

混凝土材料具有使用便利、強度高、易成型、成本低等優勢，在工程項目建設中得到了廣泛的應用。在高速公路工程項目建設過程中，常用的施工材料是強度等級在C30到C50級的混凝土，這類混凝土的水灰比較大、水泥的孔隙率較大、耐久性能差，嚴重影響了高速公路工程的使用年限[1]。因此，在高速公路工程建設過程中，相關部門需要引進更多高性能的混凝土，做好高性能混凝土的試驗研究，確保混凝土的各項性能滿足要求，為交通運輸行業的發展提供支持。

2 工程概況

襄陽繞城高速公路南段項目實行設計施工總承包模式，該項目K16+245.907～K47+851.702段全長31.606km，共設有3處互通式立交橋，1處養護工區和1處停車區，設計速度為100km/h，路寬26m，地震動峰值加速度為0.05g，抗震設防烈度為7度。該項目中應用的混凝土材料類型主要包括：（1）瀝青混凝土。用于橋面鋪裝，全橋橋面鋪裝厚度為10cm。（2）C55混凝土。用于主橋箱梁施工。（3）C40混凝土。用于主墩墩身。（4）C30混凝土。用于主墩承臺，過渡墩墩帽、墩柱、系梁，基樁。（5）C40小石子混凝土。用于支座墊石。混凝土施工需要滿足JTG/T B07-01—2006《公路工程混凝土結構防腐蝕技術規范》的要求。另外，該項目中還有一些其他材料，例如，主橋與引橋間的伸縮縫采用D480型伸縮裝置；主橋箱梁與主墩位置的支座采用GCQZ系列支座、過渡墩處采用GCPZ系列支座；預應力管道使用金屬波紋管。

在該項目的建設過程中，為了提高高速公路工程項目建設的整體質量，相關部門需要進行高性能混凝土的試驗研究，對混凝土材料進行配比試驗，確保混凝土的質量，并加強對高速公路項目的成本管理。

3 工程實地調研

為了推動高速公路工程項目建設的順利實施，相關部門需要做好實地調研工作。首先，應針對高速公路工程建設的各個位置開展調研工作，通過應用相應的調研設備和裝置可以發現實際工程建設中存在的很多安全質量問題，例如，外部破損、梁體表層裂縫等；其次，相關人員需要深入分析這一環節中的各項安全質量問題，并對其進行跟蹤調查，明確問題的原因，及時解決作業過程中出現的各項問題，同時，引進相應的建筑材料制備混凝土，在檢驗過程中明確混凝土的配比設計，對混凝土材料的成本進行控制。

4 主要試驗研究

4.1 提升混凝土中鋼筋的保護層厚度

為了延長混凝土的使用年限，相關人員需要增加鋼筋的保護層厚度，這是一種簡單、經濟、有效的方法，但保護層厚度需要滿足相關要求，在保護層過厚的情況下，會出現混凝土裂縫問題，影響對鋼筋的保護。

4.2 控制混凝土的水灰比

通常情況下，混凝土的水灰比在接近最低水灰比時，混凝土的密實度會不斷提高，使混凝土具備較強的抗腐蝕性，因此，應控制混凝土材料的水灰比，提高混凝土的抗腐蝕性。

4.3 加強橋面排水和防水層設計

為了提高橋梁的防水功能，相關部門需要確保防水層具有抗滲、抗剪和抗拉等性能，還需要合理控制橋面鋪裝的壓實度，確保橋面排水的通暢性。

5 高性能混凝土配合比試驗

對高性能混凝土進行配合比試驗的過程中，應注意以下事項：

1）膠凝材料。在高性能混凝土的制備過程中，往往需要投入大量的膠凝材料，需要相關人員合理選擇膠凝材料。例如，混凝土的強度為42.5MPa時，需要使用硅酸鹽混凝土；C25、C30、C40、C50等級的混凝土，需要使用P·O42.5水泥進行制備；C55等級的混凝土需要使用P·O52.5水泥進行制備。因此，在選擇水泥材料的過程中，需要根據相關標準和規范進行，在實際使用前，開展相關試驗檢驗，確保水泥材料的性能可以滿足該項目的實際需求。

2）粗細骨料的選擇。在選擇高性能混凝土骨料的過程中，相關人員需要確保骨料能夠提升高性能混凝土的耐久性，尤其要注重骨料的種類和工作性能，并對粗細骨料的粒徑、堿活性組分含量等進行控制。同時，在工程項目建設過程中，常用的骨料品種是優質的石灰巖碎石、干凈的中河砂，使用前，需要對其進行深入分析并檢測，以滿足施工標準要求。

3）高性能減水劑的選擇。高性能混凝土中存在很多礦物摻合料和膠凝材質，將礦物摻合料放入混凝土中時，需要加入膠凝材質，提升混凝土的物理性質，但是，會使混凝土的水膠比例有所降低，導致拌合物黏稠度增加，在使用過程中的流動性也會減弱。因此，在制備高性能混凝土的過程中，相關人員需要加入聚羧酸高性能高減水劑，在實際應用前要在實驗室進行檢驗工作，以提升混凝土的物理性質。

4）壓漿配合比。在混凝土的注漿過程中，常使用管道壓漿劑進行孔道注漿作業，常用的管道壓漿劑主要包括膨脹劑、減水劑、摻合料等。孔道注漿材料主要包括水泥、壓漿劑、水等，施工前，應根據工程具體情況確定材料的配合比，使其滿足相關設計標準和實際需求。在該高速公路工程項目實際施工過程中，箱梁應用了水膠比為0.28的預應力孔道壓漿料，滿足了高性能混凝土的實際要求。因此，在注漿過程中，施工人員可以利用真空輔助注漿方式進行施工，根據相關規范中的注漿程序進行，在很大程度上提升了孔道注漿的作業指標。

6 高速公路高性能混凝土試驗優化

6.1 攪拌系統及工藝優化

混凝土的攪拌是高速公路高性能混凝土試驗中的關鍵內容，相關人員必須予以高度重視。在混凝土的攪拌過程中，攪拌系統與混凝土攪拌質量息息相關，需要相關部門根據工程建設的實際情況更換攪拌工具或設備，還可以在混凝土的攪拌過程中加入聚羧酸減水劑，減水劑對水量變化比較敏感，能夠減少因水量等因素的影響出現混凝土質量不滿足相關要求的現象。除此之外，為了提升混凝土的攪拌質量，相關部門還需要不斷優化并升級現有的攪拌系統，引進自動化攪拌設備，避免由于人為操作不當影響混凝土的質量，并加入規定比例的混凝土原材料。自動化攪拌設備能夠進行自動攪拌，該技術操作便利，已在高速公路建設中得到了有效應用。除此之外，完全自動化攪拌設備可以對原材料的投放順序進行設定，在合理時間內投放相應的原材料，并使其進行充分混合，進而有效控制攪拌時間。

6.2 澆筑工藝優化

為了優化澆筑工藝，相關人員需要做好以下工作：（1）在澆筑預制梁的過程中，需要合理控制混凝土配比，在適宜條件下進行混凝土配置；（2）在輸送混凝土的過程中，應合理選擇車輛進行輸送，在澆筑過程中，需要利用吊斗進行運送，澆筑過程控制在約5h，以便在澆筑過程中及時地發現并處理問題。

7 結語

綜上所述，在現代化高速公路工程項目的建設過程中，高性能混凝土是主要材料之一，具有較強的強度和耐久性，有助于提升工程項目建設的質量。因此，在高速公路混凝土建設中，相關人員需要加強對高性能混凝土試驗工作的重視，及時總結施工經驗，高效、高質量地完成高速公路工程建設工作，降低施工難度，樹立綠色環保理念，建設出滿足新時期發展需要和要求的高速公路工程。