公路高性能混凝土試驗檢測

王秋榮、易斐

（景德鎮市昌盛公路工程試驗檢測有限公司，江西景德鎮 333000）

0 引言

為有效提升公路工程的總體水平，需要合理應用高性能混凝土材料。為此，檢測人員應以工程實際需要為出發點，加強配合比控制，確保其各方面性能都符合工程要求。在高性能混凝土材料的應用中，需要全面落實試驗檢測，以保證材料性能水平，從而提升公路工程建設質量水平。為此，需要科學組織試驗檢測工作，及時發現高性能混凝土材料存在的問題，并采取相應的處理措施，確保及時整改相應問題，保證公路工程施工的順利進行。

1 工程概況

某公路項目長度為35km，路面寬32m，設計速度為100km/h。在該項目建設的過程中，為了提高工程質量水平，檢測單位針對高性能混凝土材料特性進行試驗檢測，總結出合理的混凝土配合比參數，保證高性能混凝土質量，降低項目成本，促進綜合效益提升。

2 高性能混凝土試驗檢測要點

經過對我國以往公路工程項目建設實際情況的分析，發現很多工程存在質量和安全問題，導致路面結構損壞，甚至會出現裂縫、坍塌等問題。為了避免這些問題，需要在公路工程項目實施前進行全面的試驗檢測，并對現場區域進行全面調查分析，以提高工程施工的質量和安全性。

同時，要以工程施工為出發點，在施工前需要對材料的配合比參數進行檢測，并按照要求制作試件，執行相應的規定標準。如果檢測數據存在很大的偏差，檢測人員應及時總結原因，進行糾正處理，以切實提高混凝土材料的性能，避免引發質量問題[1]。

2.1 膠凝材料控制要點

在高性能混凝土材料的試驗檢測環節，膠凝材料質量控制尤為重要，為確保質量，應加強對膠凝材料的控制。在混凝土施工中，水泥材料是主要的膠凝材料之一，通常采用普通硅酸鹽水泥。為了提高混凝土的質量，檢測人員需要加強對水泥強度的檢測，將水泥的加入比例控制在合理的范圍內，以減少水化熱，避免發生裂縫等質量問題。

2.2 粉煤灰控制要點

在高性能混凝土中，粉煤灰是一種重要的原材料。粉煤灰可以代替部分水泥材料，不僅可以降低項目成本，還能提高混凝土的性能。

在高性能混凝土的配制中，粉煤灰具備如下特性：

第一，火山石效應。粉煤灰內含有大量的三氧化二鋁和二氧化硅等組分，這些組分在水泥水化反應中會形成氫氧化鈣，并直接和活性組分發生反應，從而形成水化鋁酸鈣等物質，可以有效提升高性能混凝土的性能。第二，潤滑效應。粉煤灰內有大量的圓形顆粒，表面光滑度非常高，可以提高混凝土的流動性。第三，填充效應。與水泥顆粒相比，粉煤灰的顆粒比較小，可以提高混凝土的密實度。第四，可抑制堿骨料反應。粉煤灰可以有效減少可溶性堿的含量，提高混凝土結構的性能。

在高性能混凝土的配制中，為了控制水泥材料的用量，可在其中加入適量的粉煤灰材料，一般選擇Ⅰ級。不過，如果粉煤灰加入比例過高，容易使混凝土結構發生碳化反應，因此必須做好水灰比的控制。目前，粉煤灰的加入比例一般不超過30%。高性能混凝土配合比如表1 所示。

表1 配合比分析（C60 材料）

2.3 礦渣粉控制要點

在高性能混凝土配制環節，選用高爐礦渣粉作為摻和料，可以提高混凝土的性能。不過，如果高爐礦渣粉的加入比例過大，高性能混凝土容易出現泌漿問題，從而導致結構強度不合格。因此，檢測人員需要加強對高爐礦渣粉加入比例的控制[2]。

2.4 骨料材料控制要點

在高性能混凝土的制作中，骨料占總體積的50%以上，為了保證材料質量，檢測人員應加強對骨料集配的控制。選擇骨料時，應結合高性能混凝土的物理性能和耐久性，選擇合適的骨料材料。與此同時，要結合骨料質量和物理性能，加強對骨料粒徑的控制。一般來說，可以選擇灰巖、碎石或者機制砂等骨料材料。在骨料檢測過程中，需要確保骨料的質量符合要求，以保證高性能混凝土輸送的性能。

2.5 減水劑控制要點

為了提高高性能混凝土的性能，往往會加入多種礦物質組分，隨著礦物質加入比例的升高，高性能混凝土的水膠比會發生變化，黏稠度也會提高，從而對結構強度產生影響。為了保證混凝土結構強度合格，應加入一定比例的減水劑。在使用減水劑之前，工作人員需要進行減水劑性能檢測，確保減水劑符合工程標準，進而有效發揮出其性能。

2.6 優化配合比設計

由于公路工程施工規模較大，因此需要全面提升高性能混凝土的施工質量。為此，檢測人員應做好配合比參數的控制，并在優化設計環節，落實水膠比控制。為有效降低水膠比，檢測人員需要減少水的加入比例，以達到減小空隙率的效果，促進高性能混凝土抗裂性和密實度的提高。此外，較低的水膠比可以改善水泥漿液和骨料之間的界面性能，起到延緩和阻擋氣體和水分等物質進入混凝土結構內部的效果，從而促進混凝土的耐久性提高[3]。

2.7 攪拌系統及工藝優化

為全面提升高性能混凝土的質量，檢測人員需要加強對攪拌環節的控制，選擇高水平的攪拌系統，落實工藝控制措施。以往的攪拌系統通常采用手動控制方式加水處理，但受溫度、水壓等因素的影響，水的加入比例難以有效控制，從而影響混凝土材料的性能。因此，加強攪拌系統工藝優化非常重要，具體需要做好以下幾點：

第一，需要積極改造攪拌系統，升級自動攪拌控制系統，通過系統進行自動化的計量和控制，完成各種材料的稱量，分析誤差并積極改進。

第二，應用自動化控制系統進行各種材料比例的控制，并加強對材料投入順序的控制，以免影響混凝土的性能。

進入攪拌環節后，每個環節都必須由專人進行檢查，并進行混凝土材料的性能測試，以保證各方面性能和質量合格，避免影響工程的施工總體水平[4]。

2.8 澆筑工藝優化

在高性能混凝土的澆筑施工中，不合理的澆筑施工工藝會導致結構表面出現色差、冷縫等問題。為了提高澆筑水平，必須對澆筑工藝進行優化。在高性能混凝土的檢測過程中，工作人員應選擇合適的澆筑工藝，并落實試驗分析工作，以提升澆筑施工水平。此外，在澆筑過程中還需要控制澆筑速度，避免在澆筑施工之后出現空洞等問題。

2.9 振搗工藝優化

振搗是高性能混凝土成型的關鍵環節，振搗質量直接影響整個成型質量。如果振搗不能符合標準要求，將會影響混凝土結構的密實度，甚至會造成結構出現蜂窩、麻面等質量問題，如果超出規定標準，還會導致結構分層，進而影響施工性能。為了提升混凝土澆筑施工的總體水平，檢測人員需要對澆筑后的振搗工藝進行優化，及時將混凝土結構內部的氣泡排出，從而提升結構的性能和耐久性。要注意以下幾點：

首先，檢測人員應進行振搗工藝優化，切實提升成型質量。

其次，在分層振搗施工過程中，檢測人員必須嚴格控制每一層的振搗時間，應在上一層結構澆筑施工之后，將振搗棒插入下一層混凝土的10cm 左右深度進行振搗處理。

再次，檢測人員需要在每一層振搗過程中全面監測和管理，促進振搗效率和質量的提升，從而保證混凝土結構性能達到標準。

最后，應用附著式振搗器進行施工時，檢測人員需要加強強度和質量控制，以保證振搗效果。

3 高性能混凝土主要性能及試驗檢測要點分析

3.1 主要性能

第一，強度和耐久性。高性能混凝土有較強的抗壓強度和抗拉強度，能夠承受更大的荷載和應力。在公路和橋梁等重要工程中應用高性能混凝土，可以顯著提高結構的穩定性和耐久性。其高強度能夠保證結構在面對巨大的壓力和負荷時的安全性，而優異的耐久性能使混凝土結構長時間承受惡劣的環境條件。使用高性能混凝土，能夠延長公路和橋梁等工程的使用壽命，從而降低維修和重建成本，提高公路橋梁的可靠性和持續性。

第二，抗裂性高性能混凝土具有出色的抗裂性能，能夠有效抵抗溫度變化、荷載作用和濕熱環境等因素對結構造成的裂縫。這種抗裂性能是由其特殊的配方和內部微觀結構所決定的。結構面臨較大變形或沖擊負荷時，高性能混凝土也能保持結構的完整性，確保結構的長期穩定性。這種抗裂性能不僅有助于減少裂縫的形成，還能有效防止濕氣和有害物質滲入混凝土內部，從而可降低結構的維修和修復成本。

第三，抗滲透性。高性能混凝土具有較低的滲透率，這是由其致密的微觀結構和高質量的材料組成所決定的。相比于普通混凝土，高性能混凝土的滲透率更低，能夠有效防止水分、鹽類和有害化學物質的滲入混凝土內部。這種特性使高性能混凝土能在惡劣的環境條件下保持其強度和耐久性，降低結構受損的風險。

第四，基本性能穩定。高性能混凝土具有較低的收縮和膨脹性，這種特性使得高性能混凝土在極端溫度變化或濕度波動的情況下，依然能夠保持結構的完整性和穩定性。較低的收縮和膨脹性有助于減少混凝土表面的裂縫和變形，從而降低結構的維護成本。在公路工程中應用高性能混凝土，能夠提高路面的耐久性和穩定性，確保行車的平穩性和安全性。

第五，施工可塑性。高性能混凝土在施工過程中有較好的可塑性，能夠更好地適應復雜結構的形狀和要求。這種可塑性有助于提高混凝土的澆筑質量和施工效率，避免施工過程中的材料損失和質量問題。

第六，環境友好性。高性能混凝土采用優化配方和特殊的摻和材料，能夠減少對自然資源的消耗，降低對環境的污染。同時，較少的維修需求也有助于降低對環境的影響[5]。

3.2 試驗檢測要點

進行公路高性能混凝土試驗檢測時，需要關注以下要點，以確保試驗的準確性和可靠性。

第一，抗壓強度測試。使用壓力機對高性能混凝土試件進行抗壓強度測試。試驗過程中，應按照標準要求，確保試件的尺寸、濕度和質量等參數符合規定。測試過程中，逐漸增加加載壓力，并記錄抗壓強度的峰值，以評估混凝土的強度性能。

第二，抗拉強度測試。采用拉力試驗機對高性能混凝土試件進行抗拉強度測試，試驗過程中需注意合理選擇試件的幾何形狀、尺寸，以及加載方式和速率等參數。根據試驗結果，計算混凝土的抗拉強度，并進行性能評估。

第三，動態彈性模量測試。通過頻率掃描試驗或振動試驗，測定高性能混凝土的動態彈性模量。該參數可以反映混凝土的剛度和彈性性能，對結構的抗震性能評估有重要意義。試驗過程中，需要注意加載頻率、振幅和采樣點的選擇，以獲取準確的動態彈性模量數據。

第四，抗裂性能測試。采用裂縫寬度計或拉伸試驗等方法，評估高性能混凝土的抗裂性能。試驗中應注意合理控制試件的幾何形狀和尺寸，以及加載方式和速率等參數。

第五，抗滲透性測試。使用滲透試驗裝置對高性能混凝土進行抗滲透性能測試。通過施加一定壓力的水或氣體，觀察試件是否發生滲漏或浸透，以評估混凝土的抗滲性能。在試驗過程中，需要注意滲透介質、壓力和時間等參數的選擇，并結合試驗結果對混凝土進行性能評估。

4 結語

綜上所述，在公路項目施工中，為充分發揮高性能混凝土材料的優勢，應嚴格落實試驗檢測工作，加強對各方面參數的分析，優化混凝土材料的配合比，以滿足施工需要。同時，在高性能混凝土施工環節，應落實對每個環節的管控，有效提升公路工程建設施工質量，降低材料消耗，進而提升總體施工效益，為我國公路工程事業的高質量發展奠定基礎。