高性能混凝土原材料檢測技術

摘要：高速公路在修建過程中利用的材料，是影響工程質量優劣的重要因素，為了確保材料質量過關，要充分利用檢驗與抽查相結合的方式，構建完善、齊備的質量保障系統。針對某高速公路段的混凝土材料檢測技術進行分析，得到合適的混凝土配比。研究表明，有效應用高性能混凝土材料檢測技術，可使橋梁工程中的混凝土符合標準要求，從而保證高速公路質量。

關鍵詞：高速公路工程;混凝土材料;檢測技術

0" "引言

當前，高性能混凝土因其具有眾多優勢而被廣泛地應用于各種施工項目中，如在橋梁工程、隧道工程、高速公路工程等。其優勢主要體現在低膠水比、流動性好、耐久性好、易澆筑和振搗等方面。高性能混凝土所使用的材料不僅包括水泥與集料，還會為了保證配比合理而增加高效外加劑、礦物細料等材料，以更好地確保自身的耐性與強度。鑒于此，科學合理地將高性能混凝土應用于高速公路工程中，可以有效保障該工程結構的穩定性。

1" "工程概況

某高速公路新線京臺高速至京港澳高速段第ZT10標段所用混凝土，根據《公路橋涵施工技術規范》（JTG/T 3650—2020）與《普通混凝土配合比設計規程》（JGJ 55—2011）相關要求進行配置。本工程在設計高性能混凝土時，所采用的參數標準如下：初始含氣量3%～5%，坍落度180±20mm，抗滲等級>P6，彈性模量≥345×100MPa。

針對上述要求，本工程最終選用了水膠比0.32、含砂率40%、外加劑摻量1.4%合成配比的高性能水泥[1-2]。高性能混凝土水膠比比較低，只有對其嚴格控制，才能有效提升高性能混凝土的持久性，同時減少其滲透性。一般高性能混凝土的水膠比應保持在0.40以下。水膠比確定之后，從混凝土的流動度出發，調節摻入混凝土中材料的具體含量。

2" "高速公路用高性能混凝土特點

2.1" "高性能混凝土的優勢

高性能混凝土是一種新型高技術的混凝土，具有抗壓強度高、耐久性好與節能效果好等優勢，在道路、橋梁及建筑工程中得到了廣泛的應用。高性能混凝土的配制原料除了水泥、水與集料等常規材料外，還根據目標配比方案摻入了適量的礦物細料和高效外加劑，以此來提升高性能混凝土的耐久性與強度。將根據高速公路施工要求制備的高性能混凝土，應用在施工工程中，不僅能提高高速公路工程建設質量，而且對延長使用年限也有積極意義。

2.2" "高性能混凝土的具體特點

滿足高速公路工程施工要求的高性能混凝土應具有以下幾個特點：

2.2.1" "強度高

對于高性能混凝土來說，根本特性在于其施工強度高，也正是由于這一特點，其可以在保證自身穩定性的同時，進一步加強高速公路工程的地基承載力。

2.2.2" "耐久性高

除上述所提到的施工強度高之外，其優于普通混凝土的特點在于耐久性高。這一特點能夠大幅度降低高速公路受到外界環境的影響，不僅可以延長高速公路的使用年限，而且保證了高速公路的整體質量。

2.2.3" "節能效果好

高性能混凝土體現了良好的綠色環保性，符合當前對建筑材料可持續發展需求。在高速公路工程中使用高性能混凝土，除可節約材料外，還能高效縮短工程所用時長。這是因為高性能混凝土坍落度較小，不僅可以減少混凝土離析現象，還可以提高砂石和水泥應用效果。

3" "混凝土原材料對工程質量的影響

對于建筑工程來說，高性能混凝土原材料是施工的前提。混凝土原材料質量的高低與材料配比方案的科學性，都會直接影響整個工程的施工質量。若施工人員沒有嚴格執行目標配比方案，使用的材料級配也不符合設計要求，就會導致混凝土結構性能不達標，埋下巨大的安全隱患。

以此為研究視角，分析該工程可以發現，若混凝土原材料中水泥的摻和量<6.55%，混凝土結構將無法達到設計要求。若粗細骨料的級配選擇不恰當，或者失誤采用了風化母巖而導致粗骨料松散堆積空隙率<40%，吸水率<2%，高性能混凝土材料的質量將受到較大影響，最終導致高性能混凝土無法滿足高速公路施工的需求。

若混凝土水灰比設計不夠科學，則混凝土流動性將難以保證，需要花費較多人力去攪拌與改善混凝土，并且后期有出現孔洞的風險，增加了后期運維的成本。若混凝土凝固后，混凝土結構內部的剩余水分未能被蒸發與排出，混凝土結構產生水泡膨脹缺陷的概率則大大提升，混凝土結構的耐久性與穩定性會受到影響。

4" "混凝土原材料檢測技術及應用

制作混凝土的原料主要有6類，包括水泥、摻合料等。原料是混凝土強度、耐久性的重要載體，因此嚴格把控原材料至關重要，只有經過檢測且合格的材料才能進入生產環節。混凝土檢驗流程如圖1所示。

4.1" "水

水是混凝土生產過程中的重要材料之一，水的質量好，可以在一定程度上保證混凝土的質量。反之，水的質量差則會影響混凝土的質量。在制作高性能混凝土時，一般使用地下水。生產混凝土所使用水中的有害離子，必須確保在安全范疇中，不能超出標準。

4.2" "石子

混凝土和易性與石子粒徑與級配密切相關，并非所有的石子都能用來制造混凝土，需測定石子的壓碎值。如果石子的級配較差，意味著其空隙率較高，如果用了級配差的石子制造混凝土，其可泵性一般較差。這種情況下，需要消耗更多的水泥進行加固，所以要盡可能避免使用該種砂子。

4.3" "砂

制造生產混凝土最好利用II區中砂，在選取砂時詳細觀察其中是否含有泥塊和含有泥塊的數量。一般如果砂中含有泥塊且泥塊數量比較多，用其制作混凝土時，混凝土的強度和耐久性都會受到影響。C30以上混凝土中的含沙量要確保在3%以下。

4.4" "細集料

在驗收砂時，首先分批次驗收，將200m3或者300t作為一批進行驗收，然后將產地或者規格作為參照進行分批驗收。在料堆中取樣時盡量均勻展開。取樣的具體步驟為：取樣之前鏟除表層，進而抽取8份砂，必須全方位取砂，不應集中于某一區域。數量要盡量相等，一般取樣數量維持在30kg左右。

在選取砂時最好遴選2區砂，如果確實有必要可將粉煤灰等配入其中。這樣能將混凝土的性質與性能發揮到極致。必須把控好砂的級配，對砂進行的常規檢驗主要包括顆粒級配、含泥量、泥塊含量等。砂的來源應該保持穩定，盡量避免頻繁更換進砂源頭，同時確保進場砂與配合比用砂的有機融合。如果混凝土是C30或C30以上強度，應利用水洗砂。

4.5" "粗集料

分批次檢驗橋涵混凝土所使用的粗集料。在抽取粗集料時，注意抽取部位的全面性、均勻性，抽取的樣品為15份，具體保持在100～120m3。

粗集料的常規檢驗項目為顆粒級配、壓碎值、含泥量等。所有粗集料都要進行強度檢驗，未經過強度檢驗的粗集料不能使用。如果混凝土所處的環境為鹽堿水等環境時，必須嚴格避免使用堿活性集料，也要盡量避免使用低堿水泥，因為如果水滲透至混凝土中時會引起堿集料的破壞。

必須保證粗集料的穩定性，如果無法保證，會對混凝土生產造成巨大的不利影響，由于粗集料容易引起揚塵，所以料場的除塵工作要徹底，這樣才能使粗集料中包含的泥含量符合有關要求。

4.6" "水泥

混凝土之所以有較高的強度，主要是水泥與水發生反應造成的。混凝土強度與水泥強度密切相關，如果水泥具有較高的強度，則混凝土的強度一般較高，如果水泥的強度不高，則混凝土的強度也不會太高。

混凝土的質量優劣與其抗壓強度、抗折強度、細度等密不可分。水泥的抗折強度越強、抗壓強度越強，則混凝土的性能越強。由于水泥的這兩項特點非常重要，因此在使用水泥時會通過膠砂試驗進行檢測。

水泥的具體凝結時間會對施工產生重要影響。水泥的安定性是指水泥的體積在硬化中是否均勻變化。假若水泥具有較差的安定性，那么結構物會出現裂縫，甚至導致更加嚴重的后果，所以嚴禁使用安定性不過關的水泥。

4.7" "摻合料

摻合料只有3種類型，分別為粉煤灰、礦粉和硅粉。在混凝土中加入粉煤灰，可以大大提高其和易性和流動性，由于煤種有所差異，不同廠家、不同細度的粉煤灰需水量也有所差異。在檢測粉煤灰時將需水量指標作為基本準則。同一廠家的粉煤灰的細度與需水量呈正比，細度越大，需水量越大;細度越小，需水量越小。

如果在混凝土中加入需水量少的粉煤灰，能夠有效節約水泥。如果在混凝土中加入需水量多的粉煤灰，沒有實際效用的水會融入其中，由此導致水灰比較大，最終使強度降低。如果使用這種水泥灰，勢必會導致外加劑的增加，從而引起浪費。

4.8" "外加劑

外加劑的種類非常多樣，包括減水劑、膨脹劑、防凍劑等[3]。加入減水劑可以有效降低用水量，切實改善混凝土的和易性。加入膨脹劑則有利于提升混凝土的抗滲性，在冬季進行施工時，防凍劑必不可少。

4.9nbsp; "粉煤灰

粉煤灰是一種常見的摻和材料，常用于各類工業與民用建筑工程中，粉煤灰的加入能夠有效改善混凝土的和易性，降低混凝土的泌水率和水泥水化熱，提升混凝土后期強度與擴展性。

在高速公路用混凝土制備中，添加適量粉煤灰能夠有效降低水泥粉煤灰漿體的孔隙率，改善公路路面的孔結構與界面特性，預防路基沉降變形病害，進而達到公路工程建設安全、質量及環保等各項目標。基于此，面對來自不同產地的粉煤灰，技術人員應采用專業設備對粉煤灰質量進行檢驗，確保粉煤灰細度、需水量比等性能是否符合施工要求。

5" "結語

綜上所述，為了進一步推動我國高速公路工程對于高性能混凝土的應用，本文以原材料檢測技術為基礎，分析了在配置高性能混凝土時對于粉煤灰、水泥、粗細骨料、混凝土用水和外加劑等材料選擇。在實際應用過程中，必須要根據具體工程情況來對高性能混凝土進行檢測，從而選擇出優質合理的配比，以更好地提高高速公路工程施工質量。

參考文獻

[1] 趙翠.高速公路混凝土材料檢測技術及應用探索[J].交通世界，2021（10）：66-67.

[2] 陳體永.高速公路高性能混凝土試驗檢測研究[J].工程建設與設計，2019（18）：78-79.

[3] 楊迎春.公路工程水泥混凝土原材料的試驗檢測及質量控制[J].工程技術研究，2020（22）：107-108.