高性能混凝土施工技术

高性能混凝土施工技术（共12篇）

高性能混凝土施工技术 篇1

1 工程概况

新建铁路玉林至铁山港线全长131.46km，全线主要结构有桥梁66座共计30261延米、隧道19座共计10786成洞米、涵渠422座共计9882横延米、7座车站，主体工程设计使用年限为100年，高性能混凝土设计总量约98万m3，混凝土设计强度根据不同部位在C20～C50之间，有抗渗要求的结构不低于P8，环境作用等级有H1、H2、T1、T2。

广西各地的年平均气温在17℃至22℃之间，最冷月1月的日均温在5.5℃至15.2℃，最热月7月为27℃至29℃；历年来各地出现的极端最高气温多在36℃至42℃，极端最低气温一般在零下6℃至0℃；北部冬季仅两个月左右，南部冬季不到两个月，沿海地区几乎没有冬季。鉴于工程所在地的气候条件，不需考虑冬季施工。

2 高性能混凝土定义

目前各国对高性能混凝土提出的要求和涵义完全不同，美国混凝土学会给出的定义：“高性能混凝土是一种能符合特殊性能综合与均匀性要求的混凝土，此种混凝土往往不能用常规的混凝土组分材料和通常的搅拌、浇筑和养护的习惯做法所获得。”我国在《高性能混凝土应用技术规程》（CECS207-2006）对高性能混凝土定义为：“采用常规材料和工艺生产，具有混凝土结构所要求各项力学性能，具有高耐久性、高工作性和高体积稳定性的混凝土。”

3 高性能混凝土原材料的选择及配合比的设计原则

3.1

高性能混凝土原材料的选择必须有供应商提供的出厂检验合格证书，并应按现行行业标准规定的检验项目、规定频率，严格实施进场检验。

3.1.1 水泥

水泥采用强度等级不低于42.5级的低碱普通硅酸盐水泥，水泥熟料中C3A含量不大于8%；其余性能符合GB175-2007及TB10424-2010的规定。

3.1.2 骨料

细骨料选用硬质洁净的天然河砂，细度模数为2.3～3.0，含泥量不大于2.0%，其余技术要求符合TB10424-2010和GB/T14684-2001的规定。

粗骨料选用粒形良好、质地坚固的洁净碎石（石灰岩），压碎指标不大于10%，母岩抗压强度与混凝土设计强度之比大于1.5；粒径为5～31.5mm，最大粒径不超过37.5mm，且不超过设计混凝土保护层厚度的2/3和钢筋最小间距的3/4，并分两级5～16mm和16～31.5mm储存、运输、计量。使用时粒径5～16mm碎石与粒径16～31.5mm质量之比为40%：60%；含泥量不大于0.5%，针片状颗粒含量不大于5%，其余技术要求符合TB10424-2010和GB/T14685-2010的规定。

选用的骨料在试生产前进行了碱活性试验。不使用碱-碳酸盐反应的活性骨料和膨胀率大于0.2%的碱-硅酸盐反应的活性骨料。当所采用骨料的碱-硅酸盐反应膨胀率在0.1～0.2%时，潮湿环境混凝土中的总碱含量不超过3.0kg/m3，并符合TB/T3054的要求。

为保证骨料质量，采用分级清洁存储、分级运输、分级计量，配置洗石机。

3.1.3 外加剂

高性能混凝土用聚羧酸系高性能减水剂，要满足在低水胶比下提高混凝土流动性的要求，即减水率要大，混凝土坍落度的经时变化要小，其性能与所用水泥具有良好的适应性，减水率不低于25%，碱含量不超过10%，硫酸钠含量不大于5%，氯离子含量不大于0.6%，并应符合GB8076-2008、JG/T223-2007及TB10424-2010的规定。

3.1.4 矿物掺合料

为改善混凝土和易性和提高混凝土耐久性，必须掺和具有一定活性的细掺和料，掺合料要符合GB/T18046、GB1596及TB10424-2010的规定，选用粉煤灰的需水量比不大于95%。

3.1.5 拌和用水：

打井取水，其质量经相关部门检测后符合《混凝土用水标准》JGJ63-2006的规定。凡符合饮用水标准的水，可直接使用。

3.2 配合比的设计原则

3.2.1 进场后，根据原材料的性能指标及不同的环境温度设计多种配合比，确定不同环境下最优配合比设计方案，以确保高性能混凝土耐久性100年的要求。

3.2.2 配制高性能混凝土所用的水胶比（水与胶结材料的重量比）根据混凝土所处的环境（碳化、化学侵蚀等）确定最大水胶比限值，性能等级愈高，水胶比应愈低。

3.2.3 通过试验验证高性能混凝土所用的水泥量不宜大于400kg/m3;水泥与掺合料的胶结材料总量不宜大于500 kg/m3。

3.2.4 高效减水剂掺量宜为胶结材料总量的0.4%～1.5%，为提高拌和物的工作性和减少混凝土坍落度在运输、浇筑过程中的损失，保证混凝土的耐久性，采用高性能混凝土用聚羧酸系高性能减水剂。

3.2.5 因砂率越低混凝土强度越高，但是混凝土工作性差，可泵性差，施工困难；而砂率越高，要保持相同坍落度，用水量增加，混凝土强度下降，导致高性能混凝土配置困难。基于此经试验确定混凝土拌和物达到最佳状态选用最佳砂率一般为40%-45%；外加剂及细掺合料的最佳掺量，利用砂浆分别进行掺量试验来确定。

3.2.6 混凝土的初凝时间由试验确定，所有混凝土的浇筑均必须在初凝时间之前完成。

3.2.7 在满足混凝土设计技术要求和施工要求的前提下，配制混凝土时，要尽量降低混凝土的早期弹性模量，避免早期混凝土收缩由于早期混凝土弹性模量过大而产生拉应力，造成混凝土开裂。

4 高性能混凝土施工过程控制

4.1 拌和

4.1.1 全线共设混凝土集中拌和站13处，共17套拌合设备，有150m3/h、120m3/h、75m3/h、60m3/h、50m3/h不同型号，具有微机控制自动计量系统强制式混凝土搅拌站。各种计量装置经法定计量部门定期鉴定，并在每次开盘前，均进行归零校核。

4.1.2 粗、细骨料中的含水量应及时测定，并按计算得出的天然含水量计算砂、石骨料用量；禁止拌和物出机后加水。

4.1.3 混凝土搅拌时，先依次下砂、水泥干拌20s，然后加碎石和70%-80%的水搅拌30s，再加减水剂溶液和剩余水，加入聚羧酸系高性能减水剂后继续搅拌2min。水泥、粉煤灰、水、减水剂的计量误差≤1%，砂、碎石计量误差≤2%。

4.2 检测

高性能混凝土出机应检测坍落度、含气量、出机温度，符合设计及使用要求的混凝土拌和物允许出站。

4.3 运输

4.3.1 高性能混凝土在运送途中，运输车应保持每分钟2～4转的慢速转动，为减少混凝土坍落度损失，保持混凝土必要的工作性，运输延续时间不得超过规定时间。

4.3.2 对运到浇筑地点的混凝土应进行坍落度检查，混凝土坍落度应为140～160mm。

4.3.3 泵送混凝土操作应符合泵送混凝土的相关规定，先用同水胶比砂浆润滑管道，避免人为因素造成堵管。

4.4 温度控制

(1) 在高温季节为防止坍落度损失过大（影响使用），采取对集料遮荫或围盖和喷水冷却，并对其它组成成份遮荫或围盖，对拌和站、输送泵搭棚遮荫。 (2) 对混凝土输送泵管道用湿草袋等覆盖，防止因输送管道温度过高造成高性能混凝土坍落度损失过大影响施工。 (3) 对拌和水冷却，对与混凝土接触的模板、钢筋、钢法兰盘及其它表面在混凝土浇筑前覆盖湿麻布和喷雾状水冷却至30℃以下，使混凝土的入模温度不超过30℃。 (4) 适当选择浇筑时间，分层浇筑等技术措施来降低混凝土温度。

4.5 浇筑

4.5.1 制定浇筑工艺，明确分段及分块浇筑顺序，按顺序浇筑。

4.5.2 浇筑前进行基底处理，应凿毛、清洗。

4.5.3 混凝土拌和物入模前进行含气量测试，并控制在不低于2%。

4.5.4 新浇筑混凝土与介质间温差不得大于15℃，介质温度不得低于2℃。

4.5.5 泵送混凝土施工工艺按照《混凝土泵送施工技术规程》执行。

4.5.6 为确保混凝土结构保护层的厚度符合设计要求，本工程所有混凝土结构均采用定制保护层定位块，其尺寸及形状符合设计要求，上下间距不大于50cm，左右间距不大于70cm，呈梅花形布置，固定牢固。

4.5.7 泵送混凝土分层厚度不大于60cm，其他混凝土不大于40cm。

4.5.8 混凝土的浇筑应尽量选择在一天中气温适宜时进行，并应连续进行，一次浇筑完毕，上层混凝土应在下层混凝土初凝前完成，浇筑时间控制在6h以内完成。

4.5.9 混凝土浇筑前、中、后应检查模板及支撑体系。

4.5.1 0 混凝土浇筑时应尽量避免混凝土离析、泌水，高度大于2米时应设串筒溜管等。

4.6 养护

(1) 根据施工对象、环境、水泥品种、外加剂以及混凝土性能的不同提出具体的养护方案，各类混凝土结构的养护措施及养护时间遵守相关规范的规定。 (2) 当新浇结构物与流动水接触时，采取防水措施，保证混凝土在规定的养护期之内不受水的冲刷。 (3) 拆模后的混凝土立即使用保温保湿的无纺土工布或麻袋覆盖，保温保湿洒水养护，每天洒水次数视环境湿度而定，洒水以能保证混凝土表面经常处于湿润状态为准，保证混凝土质量。 (4) 混凝土早期养护，派专人负责，使混凝土处于湿润状态，浇洒养护水时，水的温度与混凝土表面温度之差不应大于15℃，当环境温度低于5℃，不得对混凝土表面洒水。

4.7 拆模

(1) 拆模强度：非承重结构一般2.5MPa，表面积棱角不损坏；承重结构按设计及规范要求拆模。 (2) 条件允许时，尽量晚拆模，带模养护也有利于控制早期。

5 结语

本工程在施工过程中通过对混凝土原材料、配合比、混凝土的拌合、运输、浇筑、养护等环节进行优化配置及严格控制，确保了目前所施工的混凝土均满足设计及规范要求。

摘要：高性能混凝土是采用常规材料和工艺生产, 具有混凝土结构所要求各项力学性能, 具有高耐久性、高工作性和高体积稳定性的混凝土。在施工过程中通过对混凝土原材料、配合比、混凝土的拌合、运输、浇筑、养护等环节进行优化配置及严格控制, 确保了目前所施工的混凝土均满足设计及规范要求。

关键词：高性能混凝土,施工技术

参考文献

[1]TB10424-2010.铁路混凝土工程施工质量验收标准.

[2]GB175-2007.通用硅酸盐水泥.

[3]GB8076-2008.混凝土外加剂.

[4]JG/T223-2007.聚羧酸系高性能减水剂.

[5]GB/T14684-2001.建筑用砂.

[6]GB/T14685-2010.建筑用卵石、碎石.

[7]GB/T1596-2005.用于水泥和混凝土中的粉煤灰.

高性能混凝土施工技术 篇2

摘要：高性能混凝土（HPC)是一种具有高强度、高耐久性与高工作性的混凝土，HPC的W/C≤0.38，混凝土中的水泥石只有凝胶孔无毛细孔，具有高的抗渗性和耐久性。在传统混凝土的基础上，通过添加一些掺和料、外加剂，来改善其混 凝土的性能，达到提高其耐久性的目的。

关键词：高性能混凝土，活性矿物掺合料，高效减水剂，配合比设计

1、高性能混凝土简介

高强度混凝土不是高性能混凝土。过分强调混凝土的强度，特别是早期强度，对混凝土的其他性能是不利的，因为要求了早期强度，则势必大幅度增加水泥用量，并还要用各种技术手段来加速水泥的水化。这样，混凝土内部由于水化反应过快，水化物来不及迁移，造成局部应力，大孔隙问题，使混凝土的整体性能下降。它还有可能造成后期(28天或56天)强度大大超过设计强度。这是非常危险的，因为钢筋混凝土理论中，强度过高，与配筋不协调，成为少筋混凝土结构。这种结构在破坏以前没有任何先兆，为脆性破坏。所以，在此条件下，不能称为高性能混凝土。

高弹性模量混凝土不是高性能混凝土。混凝土的高弹性模量，在进行预应力施工时，可能会减少预应力的损失，从而混凝土结构在受力方而更为有利。这往往造成一种错误的认识，若混凝土结构处于温度变化较大，特别是全天温度变化较大的环境中时，由于高弹性模量，造成的温度应力也更大。同理，在其他环境中因混凝土体积变化造成的应力也越大。因为混凝土早期的化学收缩、塑性收缩及失水收缩等，均会形成混凝土的拉应力，而此时弹性模量增长过快，弹性模量越高，拉应力相应也越大，此时混凝土的抗拉强度还很低，极易造成混凝土开裂。所以，这也不能叫高性能混凝土。

大流动度混凝土不是高性能混凝土。过大的流动性，甚至自密实性混凝土，可能过多地使用胶凝材料，这会使混凝土的长期性及耐久性性能降低。只有在某些特定的施工场合下，才用高流动度或自密实混凝土。比如，钻孔灌注桩，由于桩孔中有泥奖护壁或深桩孔等等。

高密实度、低渗透性混凝土也不是高性能混凝土。一般的认为，混凝土越密实、低渗透性，从而外界的侵蚀性介质不易渗透进入混凝土中。因而，混凝土不易遭受侵蚀，其耐久性更好，这样的混凝土可以认为是高性能混凝土，但是，过于密实的混凝土，内部水分迁移也很困难，极有可能在外部水介质或湿度发生变化时造成内部水分不均衡，从而产生应力，特别是会产生拉应力，使混凝土开裂。因此，单纯强调混凝土的密实度、低渗透性，也不是高性能混凝土。

我国资深院士吴中伟认为:高性能混凝土为一种新型高技术混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土。是以耐久性作为设计的主要指标，针对不同用途的要求，对下列性能有重点的加以保证:耐久性、施工性、适用性、强度、体积稳定性和经济性。

高性能混凝土具有丰富的技术内容，尽管同业对高性能混凝土有不同的定义和解释，但彼此均认为高性能混凝土的基本特征是按耐久性进行设计，保证拌和物易于浇筑和密实成型，硬化后有足够的强度，不发生或尽量少发生由温度和收缩产生的裂缝，内部孔隙结构合理而有低渗透性和高抗化学侵蚀。因此高性能混凝土具有良好的性能优点：

（1）、高性能混凝土具有一定的强度和高抗渗能力，但不一定具有高强度，中、低强度亦可。

（2）、高性能混凝土具有良好的工作性，混凝土拌和物应具有较高的流动性，混凝土在成型过程中不分层、不离析，易充满模型；泵送混凝土、自密实混凝土还具有良好的可泵性、自密实性能。

（3）、高性能混凝土的使用寿命长，对于一些特护工程的特殊部位，控制结构设计的不是混凝土的强度，而是耐久性。能够使混凝土结构安全可靠地工作50～100年以上，是高性能混凝土应用的主要目的。

（4）、高性能混凝土具有较高的体积稳定性，即混凝土在硬化早期应具有较低的水化热，硬化后期具有较小的收缩变形。

概括起来说，高性能混凝土就是能更好地满足结构功能要求和施工工艺要求的混凝土，能最大限度地延长混凝土结构的使用年限，降低工程造价。

2、混凝土配合比设计

2.1高性能混凝土对材料的要求

高性能混凝土与普通混凝土使用基本相同的原材料(如水泥、砂、石),同时必须使用外加剂和矿物细掺料。但由于高性能的要求和配置特点,原材料对普通混凝土影响不明显的因素,对高性能混凝土就可能影响显著,高性能混凝土对材料的要求如下:

（1）水泥：高性能混凝土所用的水灰比很低,要满足施工工作性的要求,水泥用量就要大,但为了尽量降低混凝土的内部升温和减小收缩,又应当尽量降低水泥的用量,同时,为使混凝土有足够的弹性模量和体积的稳定性,对胶凝材料总用量也要加以限制,因此用于高性能混凝土的水泥的流动性能比强度更重要。高性能混凝土所用水泥最好是强度高且同时具有良好的流动性能,并与目前使用的高效减水剂有良好的相容性。我国一般采用42.5号硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。（2）粗骨料：粗骨料应该选用级配合理、粒形良好、质地均匀坚固、线涨系数小的洁净碎石，也可采用碎卵石，不宜采用砂岩碎石。

（3）细骨料：细骨料应该选用级配合理、质地均匀坚固、吸水率低、孔隙率小的洁净天然中粗河砂。

（4）矿物掺和料(包括硅灰、粉煤灰、磨细矿渣、天然佛石岩、磨细石灰石粉、石英砂粉等): 在配置混凝土时加入较大量矿物掺和料,可降低温升,改善工作性,增进后期强度,并可改善混凝土的内部结构,提高抗腐蚀能力,增强混凝土的耐久性。因此矿物细掺料应选用品质稳定的产品。不同矿物掺和料的掺量应根据混凝土的施工环境特点、拌合物性能、力学性能以及耐久性要求通过试验确定。一般来说矿物掺和料掺量不宜小于胶凝材料总量的20%。当混凝土中粉煤灰掺量大于30%时，混凝土水胶比不宜大于0.45。预应力混凝土以及处于冻融环境中的混凝土中粉煤灰掺量不宜大于30%。

（5）外加剂:主要指无需取代水泥而外掺小于5 %的化合物。外加剂的主要性能是改善新拌混凝土和硬化混凝土的性能。用于高性能混凝土的外加剂有减水剂、缓凝剂、引气剂等。其中高效减水剂使得混凝土的水灰比能降得很底却仍可有很好的工作性。因此外加剂应采用减水率高、塌落度损失小、适量引气、能明显提高混凝土耐久性且质量稳定的产品。外加剂与水泥之间应具有良好的相容性。外加剂的掺量都很少,使用外加剂时应当延长搅拌时间,以得到均匀的混凝土拌合物。

（6）水：饮用水即可。

2.2配制高性能混凝土的目标及影响因素 2.2.1耐久性

高性能混凝土配合比设计首先要保证其满足耐久性要求，这与普通混凝土不同。耐久性要求包括抗渗性、抗冻性、抗化学侵蚀性、抗碳化性和体积稳定性以及碱一集料反应等[2]。由于大多数造成混凝土劣化的原因都是有害介质通过水的侵入而发生的，所以混凝土抗渗性直接影响到混凝土的耐久性。2.2.2强度

混凝土的强度是其最基本的性能特征。高层建筑、大跨度桥梁等都对混凝土强度提出了更高的要求。一般认为，只要水胶比低于0.38，各种强度等级的混凝土都可做成高性能混凝土。影响强度的主要因素是水胶比和矿物细掺料的用量。2.2.3工作性

高性能混凝土拌合物的工作性比强度还重要，是保证混凝土浇筑质量的关键。高性能混凝土拌合物具有高流动性(坍落度应不小于120mm、可泵性，同 时还应具有体积稳定、不离析、不泌水等特性。影响高性能混凝土拌合物的因素主要有水泥砂浆用量、集料级配、外加剂品种及用量等。2.3配合比的参数选择

高性能混凝土配合比的参数主要有水胶比、浆集比、砂率和高效减水剂掺量。2.3.1水胶比

低水胶比是高性能混凝土的配制特点之一。为达到混凝土的低渗透性以保证其耐久性，无论设计强度是多少，高性能混凝土的水胶比一般都不能大于0.40，以保证混凝土的密实。实践证明，当水胶比降到0.40以下时，随水胶比的降低，混凝土强度却能继续提高。其原因是，尽管水泥水化不完全，但较低的水胶比能够降低混凝土孔隙率并减小孔隙尺寸，而未水化的水泥颗粒则作为一种坚强的细微集料发挥其作用。在较低的水胶比(镇0.40)范围内，水胶比的稍微变化就可使混凝土强度发生较大的变化，所以严格控制水胶比是保证高性能混凝土质量的一个关键。水胶比确定后，用矿物细掺料的掺量来调节强度。2.3.2浆集比

水泥浆和集料的比例为浆集比。美国Mehta和Aitcin认为，采用适宜的集料时，固定浆集体积比35：65可以很好地解决强度、工作性和尺寸稳定性(弹性模量、干缩和徐变)之间的矛盾，配制出理想的高性能混凝土。

根据经验，高性能混凝土中胶凝材料总用量应不超过550kg/m3，并随混凝土强度等级下降而减少。其中水泥用量应尽量减少，而以干缩小的矿物细掺料部分取代之，以减少混凝土的温升和干缩，提高抗化学侵蚀的能力，增加密实度，降低造价。但是，为了保证高性能混凝土的耐久性，胶凝材料总用量也不能低于300kg/m3。

根据国内外有关研究报告和工程实践资料，建议配制C50 ~C70的高性能混凝土，可单独掺加15%~30%的优质粉煤灰或20%~50%矿渣代替水泥;配制C80以上的混凝土，可用5%~10%的硅灰和15%~35%的优质粉煤灰或矿渣混合掺入。

2.3.3砂率

砂率主要影响混凝土的工作性。高性能混凝土中的粗集料用量应该比中低强度等级混凝土中多一些。当水胶比不同时，高性能混凝土中的最优砂率也有所不同。一般而言，随着混凝土砂率的增加，强度呈增长的趋势，而弹性模量则呈下降趋势。高性能混凝土的砂率可根据胶凝材料总用量，粗细集料的颗粒 级配及泵送要求等因素来选择。2.3.4高效减水剂掺量

高性能混凝土的高强度、高耐久性是以低水胶比和低用水量为保证的，高效减水剂是实现大流动性的唯一途径。高效减水剂的掺量要根据混凝土坍落度来确定。一般情况下，用量越大，坍落度增加越高，但超过一定量后效果不再显著，也不经济。高效减水剂均有其最佳掺量，大多数在1%~2%之间，以此为参照可以确定高效减水剂掺量。2.4高性能混凝土配合比设计方法

高性能混凝土由水泥、矿物细掺料、砂、石子、水和超塑化剂等多种成分按严格的比例关系组成，传统配合比设计方法不可能得到优化的配合比，而“全计算法”在设定条件下能精确计算出每个组分的用量和相互比例。HPC配合比全计算法设计步骤如下：

1、配制强度

fcu.p=fcu.o+1.645σ

式中:fcu.p—配制强度，MPa；

fcu.o—混凝土立方体抗压强度标准值，MPa；

σ—混凝土强度标准差。

2、水胶比

W/(C+F)= 1/[(fcu.p/（Afcu.o+B)] 式中：A,B-回归系数

3、用水量

W=Ve-Va/[1+0.335/(W/B)] 式中：Ve—浆体体积，L； Va—空气体积，L.4、胶凝材料的用量

C+F=W/[W/(C+F)]=Q

C=(1-a)Q F=a*Q 式中：Q-胶凝材料用量（kg/m3)； a-细掺料掺量（％)； C-水泥用量（kg/m3)； F-细掺料用量（kg/m3).5、砂率及集料用量

Sp=(Ves-Ve+W)/(1000-Ve)*100％

S=(D-W-C-F)*Sp G=D-W-C-F-S 式中：D-混凝土容重（kg/m3)； G-石子用量（kg/m3)； S-砂的用量（kg/m3)； Ve-浆体体积，L； Ves-干砂浆体积，L.6、复合超塑化剂（CSP)掺量

µ=[(VWo-VW)/VWo+Δη]*3.67％

式中：VWo一坍落度为7cm ~9cm基准混凝土用水量，与石子最大粒径有关，L； Vw—用水量，L；

Δη—减水剂增量系数，取决与高性能混凝土的初始坍落度；

当SL一16cm~18 cm时，Δη=0.04；

当SL一20cm~22cm时，Δη= 0.06.3、高性能混凝土质量的施工中控制

（1）振捣方式的质量控制。施工方要根据设计图纸及其施工规范等做好施工方案,并且及时向所有操作人员做好技术交底,预防因振捣方式不对而造成混凝土分层、离析、表面浮浆、麻面等质量问题,进而尽可能降低混凝土成型硬化后出现裂缝的概率,保证混凝土的耐久性。

（2）二次振捣或多次搓压表面。高强、高性能混凝土在拌制过程中,掺加多种外加剂及掺和料,一般情况下缓凝4小时左右,这段时间已浇混凝土表面因环境及水泥水化作用失水较多,容易产生收缩裂缝,经初凝前二次振捣或多次搓压表面,能有效防止表层裂纹,且通过留置的混凝土试块进行强度试验,强度提高5%左右。

（3）在施工过程中出现下列情况之一应挖出混凝土。不能保证混凝土振捣密实或对水工建筑带来不利影响的级配错误的混凝土料；长时间凝固、超过规定时间的混凝土料；下到高等级混凝土浇筑部位的低等级混凝土料。（4）浇筑完的混凝土必须遮盖来保温或者防雨。

（5）加强高性能混凝土的养护。混凝土养护有两个目的：一是创造使水泥得以充分水化的条件，加速混凝土硬化；二是防止混凝土成型后因日晒、风吹、干燥、寒冷等自然因素的影响而出现超出正常范围的收缩、裂缝及破坏等现象。混凝土的标准养护条件为温度（20± 3）℃，相对湿度保持90％以上，时间28d。在实际工程中一般无法保证标准养护条件，而只能采取措施在经济实用条件下取得尽可能好的养护效果。混凝土养护从大的范围可分为自然养护与加热养护两类。

4、总结

高性能混凝土的研究与开发应用，对传统混凝土的技术性能有了重大的突破，对节能、工程质量、工程经济、环境与劳动保护等方面都具有重大的意义。配制高性能混凝土的方法有很多，在原材料和生产工艺不变的条件下，采用加入活性矿物细掺料和高效减水剂的技术途径来配制高性能混凝土，有利于高性能混凝土的大规模推广和应用。高性能混凝土科学地大量使用矿物细掺料及其它工业废渣，有利于降低成本，保护环境。因此，高性能混凝土是可持续发展的混凝土，其配合比设计也将得到更深入的研究。

参考文献

高性能混凝土施工技术 篇3

【关键词】高性能混凝土；桥梁；施工技术

高性能混凝土为一种能满足特殊性能和特殊用途的混凝土，仅采用常规材料、普通拌和、浇筑和养护等措施达不到高性能混凝土的要求，而是必须通过提高浇筑、捣实的方法，来提高混凝土的长期力学性能、初期强度、刚度和体积稳定性能，延长其在恶劣环境下的使用寿命。

高性能混凝土往往被人们将其与高强度混凝土联系起来，其实质高性能混凝土不仅仅是高强度，而且具有相当高的刚度、弹性模量和耐久性，普通混凝土不能长久作用，如许多混凝土车道在不该开裂的地方开裂或者由于冰冻和融化而脱落；许多桥面遭受严重破坏；许多混凝土桥梁在地震中倒塌。因此，只有采用高性能混凝土才有可能避免这些不该发生的事故。

1.高性能混凝土的优越性

1.1高强度

多数学者认为高性能混凝土必须是高强的，将其强度限制在50-60MPa；也有学者认为，高性能混凝土应根据具体的工程要求，允许向中等强度的混凝土(30-40MPa)适当延伸。

1.2高耐久性

高性能混凝土具有优异的抗渗和抗介质侵蚀能力。因为要求混凝土的高体积稳定性和高抗裂性，使它具有高弹模、低收縮和低温度应变的特性。且在三硬化过程中体积稳定，水化热低，温升小，冷却时温度收缩小，干燥收缩小，具有致密的细观结构，不易产生宏观及微观裂缝，抗透性能优良。

1.3高工作性

即高流动度、可泵性好，或自密实、免振捣。上海金茂大厦、东方明珠电视塔工程施工实现一次泵送C60混凝土达到380米高度。高性能混凝土的拌合物除高流动性外，还必须具有良好的填充和抗离析能力。

1.4经济合理性

由于高性能混凝土中运用大量的工业废渣，副产品等，节约能源并且保护了环境。虽然其单价成本高于普通混凝土，但从总体造价来讲，由于显著减少了“非材料”费用（人工，机械费用）等，建设成本还是比普通混凝土低。另外，利用高性能混凝土建造大跨度的桥梁和高层、超高层建筑，可以大大减轻结构自重，降低基础荷载，减少材料用量和运输量，带来了可观的经济效益。

2.高性能混凝土在桥梁中的应用

高性能混凝土达到了使结构强度高、刚度大、耐久性好的要求，同时能满足工业化预拌生产和机械工化泵送施工，在世界范围内是一项比较成熟的技术。

高性能混凝土广泛用于很多离岸结构物和长大跨桥梁的建造，包括长大跨桥梁所用的拌合物。它们主要用于主梁、墩部和墩基，硅粉混合水泥。高性能混凝土有广泛的应用性，具有易于浇注、捣实而不离析、高超的、能长期保持的力学性能，早期强度高，韧性高和体积稳定性好，在恶劣的使用条件下寿命长、高强度、高流动性与优异的耐久性、养护的难易程度以及建设的经济性已成为工程建设的目标。

我国于70年代中后期，开始在公路桥梁界较大范围内应用预应力混凝土，只不过应用的混凝土标号以C40为主。到80年代，随着交通事业的迅猛发展，我国的公路桥梁用混凝土也在不断发生变化和快速发展，混凝土的强度等级逐步提高。在各市地多的跨江、跨河和跨海的大型桥梁工程中，应用了C50-C65级的泵送混凝土。如：浙江杭州钱塘江二桥（80米跨预应力混凝土连续箱桥梁），广东番禺洛溪大桥（180米跨预应力混凝土连续刚构桥）等。到了90年代，我国公路桥梁上已开始应用C55-C60级的泵送混凝土。如：杨浦大桥主塔（C50泵送混凝土），四川万县长江公路大桥（420m跨劲性骨架箱形拱桥），广东虎门大桥（888m跨悬索桥，中孔270m跨的预应力混凝土连续刚构桥），南京长江二桥（如采用英国专家的设计方案，可将主跨提高到1100多米，但需提供C80-C100的泵送混凝土），杭州湾大桥（70米箱梁采用C50高性能海工混凝土）、东海大桥等。

高性能混凝土技术在国外的发展与应用以北欧和北美为先导，很快在全球范围内展开，目前已在大量工程中应用，尤其是大跨度桥梁。如：丹麦的大贝尔特海峡大桥、丹麦与瑞典之间的欧上海峡大桥、加拿大联盟大桥、日本的明石海峡大桥等，这些跨海大桥的设计例用寿命均在100年以上。

高性能混凝土应用在桥梁工程中的优点是：跨径更长、主梁间距更大、构件更薄、耐久性增强、力学性能加强。

3.高性能混凝土的施工技术

由于高性能混凝土用水量少，水胶比低，拌合时较稠，因此需要采用拌合性能好的搅拌设备。卧轴式搅拌机或逆流式搅拌机能在较短时间内将其搅拌均匀，采用其设备时须经过试验验证拌合物的均匀性。

设备性能混凝土时，各种原材料的计量要量准确。使出机口拌合物的工作度稳定，波动小，除对堆料和称量装置有较高要求外，一个重要的控制因素是砂石含水量，即使搅拌制备上装有篝的含水量测定及控制设备，操作人员仍应密切注意正在搅拌的混凝土，在其稠度发生波动时，及时加以调整。

高性能混凝土运输与浇筑宜采用罐车和泵送，用手推车运输及浇筑时不仅操作困难，而且也无法实行外加剂的后添加。

由于高性能混凝土的水灰比小，通常泌水少或不泌水。因此，须在浇筑后立即进行温养护，以防止塑性收缩裂缝产生，由于其胶凝材料用量较大，为防止内外温度过大出现温度裂缝，必须采取保温措施。

4.提高高性能混凝土发展的措施

4.1加强技术研究

建筑材料的更新换代，最终要依靠技术创新。今后应该将高性能混凝土的研究，特别是针对高性能混凝土耐久性的研究，纳入国家重大科研计划，通过理论研究、模型试验和试点、示范工程等多种措施，加速技术创新和研究成果的推广。

4.2制定相关行政法律法规

推广应用高性能混凝土，同时需要相关的法律法规作保障。建设主管部门应当尽快建立、健全与高性能混凝土应用相关的建设法规，以使设计、施工单位在应用高性能混凝土过程中有据可循，为推广应用高性能混凝土创造一个良好的环境。

4.3组织推广应用工作

推广应用高性能混凝土需要建设参与单位共同努力，需要引起政策制订者、建设主管部门和设计、施工等单位的高度重视，并达成共识，确实认识到推广应用高性能混凝土是我国建设行业实现可持续发展的一项重大举措。

5.结语

总之，高性能混凝土以其优异的性能使得普通混凝土向高性能混凝土发展成为必然趋势。高性能混凝土是混凝土技术进步的标志。我国在发展高性能混方面才刚刚起步，需要科研、教学、设计、施工部门携手协作，共同促时高性能混凝土的发展。

【参考文献】

［１］黄松．混凝土结构的耐久性措施[J]．腐蚀与防护，2007（03）．

［２］白健．高性能混凝土和外加剂技术[J]．工业建筑，2008（04）．

［３］徐建国．高性能混凝土现场生产配制研究[J]．混凝土，2006（03）．

论高速铁路高性能混凝土施工技术 篇4

在《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》中, 对工程施工质量的定义是:“包括其在安全、使用功能及其耐久性能、环境保护等方面的特征总和”。由此可见, 高性能混凝土是高速铁路材料发展的必需品。近几年, 随着我国社会经济的发展和人们生活水平的提高, 高速铁路成为社会进步的一个重要标志也成为大众出行的首选。由于铁路建设的标准、技术、质量目标要求较高, 所以对建设高速铁路的基础材料—混凝土自然要求更高。在高速铁路施工过程中, 由于配合比设计不合理, 施工技术不到位, 后期的养护不科学等一系列的问题都会导致高性能混凝土不能满足高铁建设的需要。因此, 做好高性能混凝土的配置、施工、养护对充分发挥混凝土的高性能具有重要的意义。

1高性能混凝土概述

1.1 高性能混凝土的定义

高性能混凝土是一种新型高技术混凝土, 是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土。它以耐久性作为设计的主要指标, 针对不同的用途要求, 对“耐久性、工作性、实用性、强度、体积稳定性和经济性等”给予保证和重视。因此高性能混凝土在配置上的特点是采用低水胶比, 选用优质原材料, 并且必须掺加足够数量的矿物细掺料和高效外加剂。

1.2 高性能混凝土的独特性能

(1) 高性能混凝土具有一定的强度和高抗渗透能力, 但是不一定具有高强度, 在《高性能混凝土暂行技术条件》中, 把高性能混凝土强度规定为满足混凝土结构耐久性要求的最低强度。一般情况下, 中、低强度亦可。

(2) 高性能混凝土具有良好的工作性, 混凝土拌和物应具有较高的流动性, 混凝土在成型过程中不分层、不离析, 易充满模型;泵送混凝土、自密实混凝土还具有良好的可泵性、自密实性能。

(3) 高性能混凝土具有较长的使用寿命, 对于一些特护工程的特殊部位, 控制结构设计的不是混凝土的强度, 而是耐久性。能够使混凝土结构安全可靠地使用50年以上, 是高性能混凝土应用的主要目的。

(4) 高性能混凝土具有较高的体积稳定性, 混凝土在硬化初期应该具有较低的水化热, 硬化后期具有较小的收缩变形。

2高性能混凝土配合比设计研究

2.1 高性能混凝土配合比设计方法

高性能混凝土使用的原材料比较多, 技术要求较高。到目前为止还没有一个统一计算的方法。但是根据混凝土配置的经验和实践, 我们总结出一个常用的方法。该方法也是一个经验试验法, 主要的思路是把混凝土按照密实体积分为了两个部分:其一是由水泥、水、外加剂和掺合料构成了胶结材料浆体;其二是砂和石子构成了骨料基体。具体的步骤为:①首先计算出空白混凝土的初步配合比;②根据经验初步确定外加剂和细掺料的掺量, 通过流动性的实验调整, 和抗裂性的对比实验确定基准配合比;③对强度和耐久性实验进行调整, 以确定实验室理论的配合比, 最后再通过换算确定施工配合比。

2.2 高性能混凝土配制的关键技术

高性能混凝土在配合比设计的过程中试验调整是很重要的环节, 要做好实验调整, 需要掌握高性能混凝土配制的关键技术:①掺合料的合理使用。包含了掺合料的选择, 各种掺合料之间的复合, 掺合料的掺量, 可确定不同的方案, 通过抗裂性、流动性、强度和耐久性等的对比实验进行优化, 其中抗裂性和流动性对比试验是最为关键的;②各种添加剂的合理使用。包含了外加剂的选用, 各种外加剂之间的复合, 外加剂的最佳掺量, 如何达到和水泥间的良好相容性。通过水和水泥的相容性的对比实验, 进行优选。所以相容性对比实验是最为关键的;③混凝土开裂和防裂的控制。包含了原材料的选用, 水化热的控制, 配合比参数的控制, 在施工的过程中, 温度的控制, 养护措施保证等, 通过抗裂性对比实验进行优选。

综上所述, 能否配置出合格的高性能混凝土的关键, 就是掌握好以上三个关键技术。

3高性能混凝土对原材料的要求

3.1 水 泥

水泥应选用硅酸盐水泥或普硅酸盐水泥。水泥中C3A含量应不大于8%, 细度控制在10%, 碱含量小于0.8%。为了更好地达到各项指标, 水泥的存放时间以3 d为宜。

3.2 矿物掺和料

矿物掺合料选用品质稳定的产品, 矿物掺合料的品种宜为粉煤灰、磨细粉煤灰、矿渣粉或硅灰。其中粉煤灰的细度≤20%, 烧失量≤5%, 含水量≤0%, 氯离子含量≤0.02%。

3.3 外加剂

高速铁路外加剂宜采用聚羧酸系列产品, 其中, 减水率不应低于20%, 硫酸钠含量小于10%, 碱含量不得超过10%, 硫酸钠含量小于10%, 外加剂中的氯离子含量不得大于0.2%, 含气量不小于3%。

3.4 细骨料

对于高速铁路工程来说, 细骨料应选用处于级配区的中粗河砂, 砂的细度模数要求为2.6～3.0。

3.5 粗骨料

在选择粗骨料时, 要控制大骨料的含量, 大骨料的含量超标, 将直接影响保护层外侧混凝土的质量, 会导致混凝土的表面产生干裂纹。碎石粒径宜为5～20 mm, 最大粒径不应超过25 mm, 级配良好, 压碎指标不大于8%, 含泥量低于1.0%, 骨料水溶性氯化物折合氯离子含量不超过集料质量的0.02%。

4高速铁路高性能混凝土施工技术

4.1 施工前的准备工作

施工前确定并且对从事混凝土关键工序施工的操作人员和试验检验人员进行培训;对整个施工过程, 要制定严密的施工技术方案, 尤其是制定明确的混凝土养护措施方案;明确施工质量的检测防范, 质量的检测方式和标准应该符合国家和铁道部的相关标准要求, 保证检验结果的真实可靠;对于不同混凝土结构的特点和施工季节、环境条件等, 对混凝土进行试浇筑, 验证并完善混凝土的施工工艺, 及时处理发现的问题等。

4.2 原材料的储存

混凝土原材料进场以后, 对原材料的品质、规格和数量以及质量等都要进行检查验收, 并按照相关标准的规定取样调查, 经过检验合格的原材料才能使用;对混凝土要按照种类、强度等级分批堆垛, 堆垛的高度要小于1.5 m。堆垛应该离地面0.2 m以上, 并且距离四周墙壁0.2 m, 或者要预留出通道;对散装的水泥储存的过程中, 要采取措施降低水泥的温度或者避免放置在温度过高的地方。

4.3 混凝土的搅拌

首先, 混凝土原材料要严格按照施工配合比要求进行准确的称重, 称重最大的偏差应该符合以下标准:外加剂±1%;骨料±2%;水泥±1%;拌合用水±1%;其次, 在混凝土搅拌之前, 要严格的对粗细骨料的含水率进行测定, 测定因为天气的变化而引起的粗细骨料含水量的变化, 以便及时的对施工中配合比进行调整;最后, 使用强制搅拌机对混凝土进行搅拌, 使用电子计量系统称量原材料。在搅拌的过程中, 先把细骨料、矿物掺合料、水泥和外加剂放入搅拌机中, 搅拌均匀, 再加入适量的水, 带砂浆充分搅拌之后, 然后放入粗骨料, 直至搅拌均匀。搅拌时间在2～3 min为最佳。

4.4 混凝土的浇筑

混凝土在浇筑之前, 要根据建设的高速铁路工程特点, 施工环境和施工条件等设计浇筑的方案, 这包括浇筑起点、浇筑进展方向以及浇筑的厚度等;此外还要检查钢筋保护层垫块的位置、数量以及紧固的程度, 对于构件侧面和地面的垫块至少要安排4个;钢筋的铁丝头和绑扎垫块不能伸入到保护层中。混凝土浇筑时的自由倾落高度不能大于2 m, 混凝土的浇筑采用分层连续推移的方式进行, 间隙时间不得超过90 min, 不能随意的预留施工缝;对混凝土每一次摊铺厚度不应大于400 mm。对竖向结构的混凝土进行浇筑时, 底部应该先浇入50～100 mm后的水泥砂浆。在对大体积混凝土结构进行浇筑的过程之前, 要根据混凝土结构的截面尺寸的大小采取必要的降温防裂措施。

4.5 混凝土的振捣

在高速铁路工程建设的过程中, 对混凝土的振捣主要采用的是插入式振动棒、表面平板式振捣器等设备对混凝土进行振捣。在振捣的过程中应该避免对模板、钢筋以及预埋件的碰撞;在混凝土浇筑过程中及时将入模的混凝土均匀振捣密实, 不得随意加密振点或者漏振, 每点的振捣时间以表面泛浆或者是不冒大气泡为准, 一般不超过30 s。在振捣混凝土的过程中, 应该对模板支撑的稳定性和接缝的密合的情况进行检查, 以防止出现漏浆的情况。混凝土浇筑完成以后, 要把混凝土暴露面压实并且抹平, 抹面过程中要严禁洒水。

5高速铁路高性能混凝土的养护

鉴于高性能混凝土和普通混凝土的不同, 高性能混凝土有其自身特殊的养护方法。

5.1 轻骨料吸水养护

现阶段, 常用的多孔陶粒等轻质材料, 在经过浸泡饱和以后加入到混凝土中, 其作用是将内部粗大孔隙中的水分供给水泥石体系。这样不但能够促进胶凝材料的进一步水化, 还能减少因为水化引起的内部湿度的降低。这种轻质材料吸水养护对抑制高性能混凝土的自收缩有较好的效果。

5.2 带模供水养护

在使用钢模板施工时, 和钢模板相互接触的混凝土面, 在拆除钢模前是无法进行供水养护的。所以, 在高性能混凝土进行浇筑的过程中, 采用可带模供水养护的内衬憎水塑料钢模板。其原理是利用模板内衬的多孔材料可以吸收大量的水分, 与此同时, 钢模板的憎水性, 还能释放出一定的水分, 提供给混凝土的养护。在混凝土初凝以后, 向内衬的多孔材料进行水分的供应, 能够达到对混凝土的养护作用。

6总结

在高速铁路工程建设的过程中, 对高性能混凝土的耐久性、强度、质量、技术等有较高的要求, 这也是为适应我国高速铁路的运行。因此, 对高速铁路高性能混凝土的材料、配制、配合比、施工前的准备、搅拌、浇筑、振捣、养护等都要严格遵守《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》中的规定, 只有这样才能保证高速铁路工程的高质量施工, 促进高性能混凝土在高铁工程上应用的发展趋势。

参考文献

[1]吴志宏.客运专线铁路高性能混凝土施工技术[J].混凝土技术, 2009, (8) .

[2]李洪亮.高性能混凝土配合比设计及施工技术[M].长春:吉林大学出版社, 2008.

高性能混凝土施工技术 篇5

1.高强高性能自密实混凝土的特点

高强高性能自密实混凝土是混凝土的`一个发展方向，与普通混凝土相比，有着众多优点和施工应用优势。首先，高强高性能混凝土结构强度较高，材料颗粒较小，并且混凝土中添加有减水剂和粘合剂，混凝土具有较强的稳定性。其次，在减水剂的作用下，混凝土的水胶比较低，具有良好的流动性，能够通过自身重力自由下落完成浇筑施工，并且在浇筑过程中不会有离析现象发生。同时，在施工过程中不需要进行振捣操作，不会对钢筋结构造成破坏，可以有效加快施工进度，还不会产生噪音污染，混凝土会均匀、密实的填满整个模板，混凝土凝结之后表面比较光滑，不会出现蜂窝、麻面等质量问题。除此之外，施工混凝土浇筑施工可以采用机械完成，能够节省大量人力，可以有效缩短工期，对环境造成的影响较小，能够减少人工成本及环境治理成本的投入，总工程造价较低。

2.高强高性能自密实混凝土的质量控制

原材料质量以及配合比，是影响高强度高性能自密实混凝土质量的主要因素，所以便需要从这两方面人手，加强对混凝土质量的控制。

目前国内关于自密实混凝土的技术标准有以下3个：JGJ/T283-《自密实混凝土应用技术规程》，CCES02-2004《自密实混凝土设计与施工指南》，CECS203-《自密实混凝土应用技术规程》；高强高性能混凝土标准如下：JGJ，q"281-2012《高强混凝土应用技术规程》，JGJ/T 385-《高性能混凝土评价标准》，CECS 207-2006《高性能混凝土应用技术规程》，GB/T18736-《高强高性能混凝土用矿物外加剂》。

2.1原材料质量控制

上述标准规定了对原材料的要求，实验检测方法等，但是不同的标准对同一指标可能要求高低不一样，比如细集料含泥量，需要合理的进行选择，宜尽量满足其中的最高要求标准；不同标准对同一项混凝土性能有不同的测试表征方法，宜根据混凝土设计要求和实验室具备的仪器设备进行选择测试表征评价方法，一般可采用比较简单的坍落扩展度（流动性）、T500（粘聚性）、J型环（通过性）及静态沉降柱（抗离析性）来进行表征。

高强高性能自密实混凝土的原材料主要包括水泥、粗骨料、细集料、掺和料和外加剂等。所用原材料质量必须满足现行相关标准要求。首先，在选择水泥的时候，应该优先选择水化热较低的普通硅酸盐水泥，最大限度地降低混凝土在水化硬化过程中释放出的水化热，避免混凝土在凝结硬化过程中产生较大的温度梯度、产生过大温度应力而出现裂缝。选定所用水泥后，应在生产前提前至少3天储备水泥，使水泥温度降低到环境温度或40°：E以下，不得使用刚从水泥厂出厂的热水泥。其次，粗骨料颗粒不宜过大，最大粒径应该严格控制在25mm以下，粗骨料必须选用颗粒级配良好的连续级配，必要时，采用5-10mm和10-25mm两种颗粒级配的粗骨料配制，应先通过试验确定两种粗骨料的最佳比例以保证达到最好的颗粒级配状态，并将骨料中的杂质筛选干净，粗骨料不得有泥块含量，泥含量控制在0.5%以下，严格控制粗骨料针片状颗粒含量不大于5%，粗骨料不得含有风化石子，粗骨料母岩抗压强度不低于80MPa，压碎值指标不得大于8%；然后，应该控制好细集料的细度模数，细度模数2.7-2.8最为合适，控制细度模数的同时，细骨料必须有良好的颗粒级配，严格控制含泥量小于2%。砂石骨料堆场应设置大棚或覆盖，以免太阳暴晒造成物料温度升高。另外，在选择掺和材料的时候，应选用活性指数高、需水量比小、烧失量小的掺合材料，掺合材料宜采用双掺。粒化高炉矿渣微粉宜采用$95级及以上等级，28d活性指数宜大于100%；粉煤灰应采用电厂电收尘而得到I级灰，不得采用磨细粉煤灰，0.045mm负压筛筛余小于12%，烧失量应小于4%，需水量比小于95%。最后，应该利用外加剂将混凝土的水灰比定控制在0.40之内，高强高性能自密实混凝土中常用的外加剂主要是聚羧酸类高效减水剂。聚羧酸减水剂应与所用胶凝材料进行适应性试验后选用，减水剂宜选用高浓低掺的减水剂，减水率不得小于28%；通过试验确定最佳掺量，合理调整缓凝剂用量保证混凝土凝结时间合理正常，应先通过试验确定聚羧酸减水剂各组分的用量，保证混凝土初始坍落度不小于220mm、坍落扩展度不小于600mm，坍落度经时损失满足要求，不得有离析、抓底、泌水、泌浆分层现象，慎用或不用引气剂，严格控制混凝土含气量不大于2%，生产时严格控制掺量。混凝土拌合用水同样应引起高度重视，宜用自来水或可饮用的干净的深井水，不得采用回收污水、含泥的河水，更不得使用受化学污染高含化学物质的污染水。

2.2科学设计配和比

近年来，配合比设计方法不断改进，自密实混凝土更是出现了很多的设计方法，一般有以下几类：第一类直接引用高性能混凝土配合比计算的一些方法，如全计算法或改进全计算法。第二类为根据堆积填充理论模型和级配理论进行设计；第三类为引入参数法建模设计，引人粗骨料系数，细集料系数，掺合料系档冉立模型设计；第四类为固定砂石体积含量的计算方法；第五类是采用正交试验或所谓的析因法；第六类为经验推导法，即以经验数据为基础确定单位粗集料用量、用水量和胶凝材料用量、细集料体积；第七类为基于净浆流变或砂浆流变，或者净浆厚度或砂浆厚度设计的方法。但是无论采用何种方法，均需要不断试配进行调整优化，避免设计和实际脱节。

在确定合格混凝土原材料之后，需要按照JGJ 55等相关规范性文件、工程需要结合技术人员经验就行配合比设计、试拌、调整、再试拌，以确定符合要求的最佳配合比。试配搅拌时应该使用与大生产同类型的卧轴式强制式搅拌机进行机械搅拌，不宜人工搅拌。试配时，依据GB50080要求测试混凝土初始坍落度、坍落扩展度，观测混凝土和易性、包裹性、粘聚性、保水性以及坍落度经时损失、初终凝结时间是否满足要求，观测混凝土是否离析、泌水、分层，观测出机混凝土自流平效果，是否有石子裸露、骨浆分离情况，否则重新调整参数反复试配，直至满足要求。混凝土拌合物性能满足要求后，严格按照GB50081要求制作、养护混凝土试件，检测各龄期混凝土力学性能，包括抗压强度、弹性模量、收缩等。拌合物性能和后期力学性能满足相关标准及工程要求之后才能确定最终理论配合比。一般情况下，粗骨料的体积要小于混凝土体积的36%，单位含量要小于950kg/m3，细集料含量大约集料总量的40%-50%，含水量以160kg/m3最为合适，水胶比控制在0.32±0.03。

3.高强高性能自密实混凝土的施工应用

3.1工程概况

某超高层建筑工程，需要应用C60高强高性能自密实混凝土，施工地点玉溪市。用到的混凝土原材料主要有普通硅酸盐水泥、当地砂石、聚羧酸类高效减水剂、一级粉煤灰等。借鉴以往工程经验，结合工程实际情况及要求，经过多次试配并对混凝土各项性能进行比较之后，确定了最为合适的配比方案，水泥、砂、石子、水、减水剂和粉煤灰的比例为1：1.447：2.340：0.351：0.032：212。

3.2混凝土搅拌

确定合适的配合比之后，严格按照配合比方案进行生产。生产时，及时准确测定砂石骨料含水率，根据含水率换算成生产配合比，严格按照生产配合比投料生产，做好开盘鉴定，确保生产时各材料用量、规格型号、技术要求与试配时一致，当一种或多种原材料与试配时不一致时，不得生产，应重新进行试配。生产时，确保搅拌设备和计量设备满足相关标准要求，确保计量误差满足要求，胶凝材料、水、聚羧酸减水剂单盘计量误差小于1%，单盘骨料计量误差小于2%。搅拌时间的控制是混凝土生产搅拌过程中的尤为注意的问题，因为高强高性能自密实混凝土中所用的外加剂主要是聚羧酸类高效减水剂，与普通混凝土所用的萘系和氨基磺酸系减水剂相比，这种类型的减水剂分子聚合度较高，搅拌充分才能发挥其性能，所以应该适当延长搅拌时间。由于高强自密实混凝土胶凝材料用量大、用水量少、水胶比小，与普通混凝土比较需要延长搅拌时间才能确保混凝土搅拌充分均匀，经多次测试之后，要想保证混凝土质量符合要求，其搅拌时间至少为90s。

3.3混凝土浇筑

在浇筑混凝土之前，首先应该对模板及其支护进行检查，确保模板的刚度与稳定度，保证模板表面光滑润湿，确保模板不漏浆。浇筑过程中应该控制好传输泵的传输速度，避免因空气进入到传输泵中，造成混凝土表面存在气泡。对该工程的混凝土浇筑总量进行计算后，确定每小时浇筑混凝土总量为36m3。混凝土浇筑施工过程中，确保混凝土生产供应和泵送施工持续进行，混凝土生产供应速度应和泵送施工速度高度配合，避免泵送浇筑间歇时间过长造成输送泵堵管和混凝土结构施工冷缝，避免混凝土到达施工现场等待时间过长、坍落度损失而改变混凝土性能。尽最大可能减小泵送管道混凝土出口处与混凝土浇筑面的高程差，避免了混凝土出现沉降、分层现象。混凝土泵送浇筑过程中，严禁向混凝土搅拌运输车或泵车中加水或其它任何物料。

3.4混凝土养护

在完成混凝土浇筑之后，混凝土终凝时，需要及时采取必要的养护措施。因为该工程施工阶段室外温度较低，所以为了加强温度控制，混凝土浇筑完成之后在其表面覆盖了一层毛毡，在起到保温作用的同时，还能减缓混凝土表面热量散发速率，减小混凝土结构内外温差而产生的温度应力。同时，还需要进行洒水养护，根据混凝土凝结时间的长短及天气情况，调整洒水频率，确保混凝土表面不失水长期处于潮湿状态。高强自密实混凝土应延长养护时间和模板拆除时间。

4.结语

高性能混凝土施工技术 篇6

关键词：高性能;道路及桥梁建设;应用技术;混凝土

目前，国内外有关人士就围绕高性能混凝土技术进行了一次研讨，经过实践得出，高性能混凝土技术的使用价值非常的高，这并且其优点比较多值得我们去使用。以下文章就围绕公路桥梁动工之中怎样更好的使用高性能混凝土进行了探讨，期望可以为以后公路桥梁动工行业的深入研究与发展提供帮助。

1高性能混凝土的特殊性质

1.1稳定性比较好

稳定性较好是高性能混凝土得以被使用的重要标准。混凝土的稳定性突出体现在以下几方面上：不变形、不收缩、不疏松、不剥落、不开裂等等。导致公路桥梁混凝土出现变形的因素比较多，例如烈日的暴晒、雨雪的侵袭、碳化等等。经过使得混凝土的水泥用量加大，用水量会相应的减少，这样会使得混凝土的密实度与耐久性得到增强，进而实现其稳定性。

1.2耐久性比较好

高性能混凝土的耐久性比较好，其原因在于其抗自然老化，抗人为开裂性能比较强。混凝土与空气、土壤长久的作用，伴随时间的增长，混凝土的性能也会产生极大的变化，会使得其出现裂缝、疏松等现象，严重的会危及人们的生命。此外，混凝土动工工程在酸雨和二氧化碳的作用下，会发生碳化现象，这样会抑制公路工程的正常实施。因为高性能混凝土的物理性能比较好良，一旦混凝土接触到空气或是土壤等自然环境，它的性能不会产生太大的变化，其耐久性不会受侵蚀、磨损的影响，除此之外，温度、雨水对混凝土的危害也比较小，这样其高耐久性就可以持续一段时间。

1.3工艺性较好

公路桥梁建造的质量与高性能混凝土的高工艺性有之间的关联。它的动工工艺标准十分的高，混凝土需要经过以下几道程序，例如搅拌、浇灌、振捣等，这样在各个程序动工期间一定要严格遵守规定，这样才会使得其质量与公路桥梁建设的标准相符。对于高性能混凝土动工标准要严格的遵守，要确保混凝土密实度与完整性有所保障，而这样可使得其在振捣中不会出现离析、稳定性较强，建成的路面也会非常的整齐、干净、耐久性较好。

1.4强度较大

高性能混凝土被广泛的使用到桥梁建设之中，主要因为其强度较大。混凝土强度要求和结构特点有紧密的联系性，此外还和混凝土使用环境有关。在桥梁建造的时候，位置不同，混凝土强度性能要求也不一样，有很多工程对高强度有短暂的要求，此外还对抗压、抗剪性能有较大的要求，还有的对抗磨、抗疲劳的性能有要求，所以，在公路桥梁建造的时候，混凝土的各个部分使用标准一定要认真的把握。

2在公路桥梁工程动工中高性能混凝土应用前景分析

2.1对工程渗透性有较高要求的时候可采用高性能混凝土

高性能的混凝土因其强度、耐久性等优点，这些是普通的混凝土不具备的特点，这也是高性能的混凝土在道路及桥梁建设之中广泛使用的原因之一，并且也收到了较大的成绩。在混凝土动工技术使用期间，高性能混凝土使用的原理是利用高效的减水剂使得水灰比降低，这会使得普通混凝土在道路及桥梁建设中的渗透性得到有效的改善，会促进动工过程中的孔隙的减少，进而使得道路及桥梁建设中安全性得到保障。

2.2在高性能混凝土钢筋表面涂上一层防腐涂层

将混凝土钢筋表面实施一层防腐涂层，这样混凝土表层的密闭性就会比较好，这对于水分、氧、腐蚀性等介质的进入起到一定的阻隔作用。假如对道路及桥梁建造中不使用钢筋涂层，水分和氧就会融合产生电解质，长久下去钢筋的腐蚀和氧化现象就会出现。除此之外，混凝土钢筋表面的防腐涂层的粘合性要好，有一定的抗摩擦、抗变形的物理性能。

2.3混凝土的表面构造进行涂层处理

道路和桥梁建造中的混凝土表层结构要实施涂层，这样可预防氯离子对混凝土的腐蚀，使得混凝土不被碳化。在对混凝土表层结构实施涂层的时候，涂层的弹性和稳定性要有所保障，如此一来道路及桥梁在使用中就可以避免产生裂缝现象，这样可使得道路及桥梁的安全性得到保证。

2.4在高性能混凝土当中可融入引气剂

在道路和桥梁建造的时候，使用混凝土技术在混凝土中融入引气剂，其性能比较稳定。融入引气剂，可使得混凝土的密实性、抗冻性和动工性得到提高。然而，中国对道路和桥梁建造高性能混凝土技术使用中融入外加剂这种方法使用的比较少，因此，要想使得高性能混凝土技术更好的发展，加大此种方法的使用力度很有必要性，特别对于北方来说效果比较显著。

3公路桥梁动工中高性能混凝土的质量控制方案

（1）对于钢筋保护层实施厚度控制。在动工期间，钢筋保护层垫块的使用形式多样，例如变形形式，多面形式。然而，在垫块期间，要想使得垫块的强度、抗渗性能有所保障、使其可以与特殊设计标准相符，这样要比有关参数标准和技术指标高一些。

（2）高性能混凝土实施保养与维护的方案。高性能混凝土动工以后一个主要的工作就是保养与维护。一旦动工完成，对工程表面就要使用保温保湿方法，一般我们可选用加用塑料薄膜铺盖其上。此外，在高性能混凝土初凝以后，实施浇水养护是首要工作，保这样可使其性能和质量得到保障。

综上所述，在中国现代化建设快速发展的推动下，公路桥梁等工程在不断的增多。要想使得其动工质量与安全得到保障，对于公路桥梁动工中的高性能混凝土的使用就要引起重视.在公路桥梁动工之中高性能混凝土施动技术的使用意义重大，在道路及桥梁建设中的研究价值比较高，因此对于动工期间的每个细节要严格的把握，使得公路桥梁的安全性得到保障，进而维护人民群众的财产安全，在实践中对于动工技术要不断的实施创新与完善，这样才会为中国建筑事业的发展创造一定的条件。

参考文献：

[1]梁世达.谈路桥施工中高性能混凝土的应用[J].黑龙江科技信息，2013（29）.

高性能混凝土施工技术 篇7

关键词：钢纤维,高性能混凝土,工程应用

1前言

纤维混凝土又称纤维增强混凝土, 是以普通混凝土作为基材, 以非连续的短纤维或连续的长纤维作为增强材料, 均匀地掺合在混凝土中而形成的一种新型水泥基复合材料的总称。

与普通混凝土相比, 加入一定量的钢纤维后, 不仅可以提高混凝土的抗拉强度、抗折强度和韧性, 而且能够明显地提高混凝土的抗裂性能、抗收缩性能、极限拉应变、抗冲击等性能[1~7]。在使用过程中, 钢纤维混凝土因为能够充分满足工程所要求的高拉应力、复杂受力、 抗裂、增强和增韧等普通混凝土难以达到的受力性能要求, 因而具有良好的社会效益、经济效益和广阔的应用前景。

虽然钢纤维混凝土比普通混凝土在力学性能方面更优越, 但是已有的研究表明, 钢纤维的掺入会使混凝土的流动性能变差[8]。由于钢纤维在搅拌的过程中易结团而造成分布不均匀, 从而影响钢纤维混凝土的质量; 同时掺入钢纤维后, 混凝土易干涩、坍落度损失大导致混凝土和易性差, 浇筑容易分层, 从而给施工带来很大的麻烦。这是钢纤维混凝土在实际应用中存在的普遍问题, 既给施工带来了极大的困扰, 又会影响结构质量, 极大地阻碍了钢纤维混凝土的应用与推广。

本文针对钢纤维高性能混凝土在施工过程中容易结团的问题, 结合工程应用实践, 解决钢纤维高性能混凝土在施工中的问题。

2原材料与实验方法

2.1原材料

⑴水泥

选用清远市英德海螺有限公司生产的P.O42.5R水泥, 主要性能指标见表1。

⑵粉煤灰

选用黄埔电厂的煤灰, 其主要性能指标见表2。

⑶减水剂

选用强达QC聚羧酸型高性能外加剂, 其物理性能见表3。

⑷细骨料

选用西江河砂, 其物理性能见表4。

⑸搅拌水

使用饮用自来水, 符合国家现行标准《混凝土拌和用水标准》 (JGJ 63) 的要求。

⑹钢纤维

根据初步实验结果, 所选钢纤维的主要性能指标见表5。

2.2试验方法

本试验采用一种离析率的检测指标, 对钢纤维进行匀质性检测与评价, 相应检测仪器为自行研制的离析率试验仪器, 已获得实用新型专利授权, 原理图详见图1, 实物图详见图2。试验时混凝土拌合物装入钢模, 经插捣、刮平, 擦干钢模表面, 称取钢模和混凝土总重, 然后在钢模底部放入一根直径为20mm的铁棒, 左右各振25次, 完成后, 分别取出上、下层拌合物, 用水冲刷干净水泥砂浆, 分出拌合物中的钢纤维, 烘至面干后, 分别测量上下层拌合物中钢纤维的质量。

匀质性采用混凝土中钢纤维离析率来表示, 其中钢纤维离析率为上下两层钢纤维的质量之比。计算式为:

钢纤维的离析率=m1/m2

式中:m1、m2分别为钢模内上、下两层拌合物内钢纤维的质量。

离析率值越接近1, 表示拌合物的匀质性越好, 拌合物的抗分层、抗离析性能越强。

3钢纤维混凝土的配合比

经过大量的试配试验, 确定的混凝土配合比见表6。

4钢纤维混凝土的生产与施工

由于钢纤维在搅拌过程中易结团, 使得拌合物中钢纤维分布不均匀, 形成局部聚集。为了使钢纤维在混凝土中分散均匀, 采用“三次投料离散搅拌法”进行生产, 即先将钢纤维和石子干拌1min, 再将砂、水和胶凝材料加入再干拌1min, 最后将外加剂和部分水注入搅拌2min, 总搅拌时间控制在5min以内, 且每次的搅拌量宜在搅拌机公称容量的1/3以下。

生产后, 试验员对每一车钢纤维混凝土进行出厂检验, 包括:坍落度检测以及坍落度1h坍损记录、钢纤维混凝土离析率检测、留样试块制作等, 保证出厂的钢纤维混凝土各项性能均达标。

每次浇筑钢纤维混凝土时, 试验室派技术人员到现场对混凝土质量进行跟踪, 到现场人员应记录好混凝土的运输、等待用卸料时间, 并且记录好到场混凝土的坍落度、钢纤维离析率等。如遇到异常情况, 应及时与搅拌站联系, 根据情况由试验室对混凝土进行调整。

经多次实验检验, “三次投料离散搅拌法”的运用, 大大提高了钢纤维混凝土的均匀度。钢纤维混凝土出厂和现场性能对比见表7。

5工程应用

新洲至化龙快速路工程, 由中交路桥华南分公司负责承包建设, 全长12.2公里, 设计时速80公里以及双向六车道, 其中包括建设官洲河大桥和新造珠江特大桥两座特大跨度桥。建成后将是广州南部地区未来道路主骨架网络的重要组成部分, 是广州市南出口的主要通道之一。其桥面铺装按设计要求均采用C50钢纤维混凝土, 增强其抗折、抗弯强度以及耐久性。

5.1钢纤维混凝土的施工

钢纤维混凝土拌合物经搅拌车运至施工现场后, 在泵送前, 必须先高速搅拌2min, 待搅拌均匀后, 对每一搅拌车混凝土拌合物进行坍落度、和易性等性能检测, 坍落度严格控制在180±20mm的范围内, 和易性要好, 不能泌水、离析, 钢纤维离析率不能低于0.85, 超出此范围严格做退料处理。

钢纤维混凝土拌合物运至浇筑地点检测合格后, 应尽快浇筑入模。支模时要求使用水平仪严格控制槽钢顶标高。钢纤维混凝土所需的捣实工作量, 比普通混凝土大, 为避免边角处位置产生蜂窝, 应先在边角部分用捣棒捣实, 采用插入式振动器振捣, 并用夯梁板来回整平。 同时, 用金属圆滚将表面竖起的钢纤维和石子压下去, 再作平整处理。

在钢纤维混凝土振捣结束后, 采用重型钢滚进行辗压, 及时将表层的钢纤维压入混凝土内, 并起到提浆的作用, 最后用木抹反复搓平、压实, 避免混凝土收缩裂缝的产生;若钢纤维上浮面积较大, 可用振动器复振, 使砂浆返上, 再做抹面, 局部表面缺陷可及时用水泥砂浆修补。

5.2钢纤维混凝土的养护

钢纤维混凝土浇筑成型后, 应加强湿度与温度控制, 尽量减少表面混凝土暴露时间, 应及时对混凝土进行塑料薄膜或麻袋覆盖, 防止表面水分蒸发, 造成裂缝, 影响工程质量。覆盖保湿养护应在浇筑完毕后的12h内进行, 且钢纤维混凝土的养护时间不应少于14d, 且应保持混凝土始终处于湿润状态。

5.3效果评价

通过优选原材料以及生产配比, 并采用创新的生产工艺、检测仪器与评价指标, 保证了钢纤维混凝土的匀质性以及施工性能, 达到设计方、施工方的要求完成施工浇筑。如今, 该项目分部桥面铺装已全部浇筑完毕, 并完成验收, 得到了业主、施工单位的一致好评。

6结束语

钢纤维在搅拌的过程中易结团而造成分布不均匀, 导致混凝土易干涩、坍落度损失大, 浇筑容易分层, 从而给施工带来很大的麻烦。这是钢纤维混凝土在实际应用中存在的普遍问题, 既给施工带来了极大的困扰, 又会影响结构质量, 极大地阻碍了钢纤维混凝土的应用与推广。采用“三次投料离散搅拌法”进行生产, 可以使得钢纤维混凝土在一定的时间内使用性能处于最佳状态, 在实际生产应用中, 解决了泵送钢纤维混凝土因为钢纤维的加入导致性能变差的难题, 从而保证了钢纤维混凝土的工作性能。

参考文献

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[7]A.Lau, M.Anson.Effect of high temperatures on high performance steel fibre reinforced concrete.Cement and Concrete Research, 2006, 36 (6) :1698-1707.

高性能混凝土施工技术 篇8

石太客运专线双线简支箱梁为单箱单室等高度预应力混凝土结构,箱梁顶板宽度为13.0 m、梁底宽5.68 m、梁高3.0 m、梁重880 t。客运专线建设首次使用的大型预应力混凝土箱梁,因施工环节多,控制难度大,多采用预制方式施工,但由于石太客运专线Z7标段桥隧相连,地形复杂,隧道施工控制全线工期,经充分论证,双线简支箱梁采用移动模架法现浇施工。

1 配合比设计

1.1 现浇箱梁高性能混凝土配制特点

1)原材料上,除了常规的水泥、水、砂、石四种材料外,必需使用化学外加剂和矿物细掺料六种必不可少的材料,而且后两种可以是一种也可以是多种复合,这在选材上就要求与水泥具有良好的相容性;2)配比上,为了适应高耐久、高强的要求,使用的是低用水量(<180 kg/m3),低水胶比(一般为0.28～0.30),控制胶结材总量不大于500 kg/m3;3)性能上,具有高耐久性;良好的施工性(大流动、可灌性、可泵性、均匀性等);良好的力学性能,早强后强均高;良好的尺寸稳定性;合理的适用性与经济性等。

客运专线现浇箱梁高性能混凝土配制要达到以下几点要求:

a.选用优质原材料,尤其注重原材料中影响碱—骨料反应、钢筋锈蚀的化学成分不能超标,从而提高混凝土耐久性。b.采用大掺量掺合料及粉煤灰、磨细矿渣粉双掺技术,首先混凝土掺入粉煤灰有以下四种功效:火山灰效应的增强作用、形态效应的减水作用、微集料效应的增密作用、稳定效应的益化作用。混凝土中掺入磨细矿渣可以取代部分水泥,可提高流动度,降低泌水性,降低混凝土粘度,早强相当,后强高,耐久性好,另外将粗细不同种类的掺合料复合使用可以利用各自的特点,取长补短,发挥各自的优势、优势互补,起到叠加效应。c.选用国内先进的聚羧酸系高效减水剂,减水率达30%左右,降低水胶比,同时调整合适的含气量,阻断混凝土内部孔隙,增加抗冻性,提高混凝土耐久性。d.采用全计算法配合比设计方法复核,按JGJ 55-2000普通混凝土配合比设计规程设计的配合比,水泥浆体与骨料体积比更为合理,混凝土砂率达到最佳,混凝土更密实,耐久性更好。e.特别关注高性能混凝土的可泵性,泵送混凝土要求混凝土具有良好的抗分离性、与管壁的摩擦力小。但是高强度高性能混凝土粘度大、流动慢、与管壁摩阻大、泵压高,混凝土难以泵送,当泵送高度大时更是如此。因此必须增加混凝土流动性、降低混凝土粘性。

1.2 现浇箱梁高性能混凝土技术指标

使用年限:100年,强度等级:C50,弹性模量:≥35 GPa,电通量:≤1 000 C,碱含量:≤3.0 kg/m3,氯离子含量:≤0.06%,抗冻性能:≥F200,抗渗性能:≥P20,含气量:≥2.0%,抗裂性:良好,其他要求:胶凝材料不超过500 kg/m3,水胶比不大于0.35。

1.3 现浇箱梁高性能混凝土配合比选定

1)根据设计要求及供应商提供的水泥熟料的化学成分和矿物组成、混合材种类和数量等资料,初步选定混凝土的水泥、矿物掺合料、骨料、外加剂、拌合水的品种以及水胶比、胶凝材料总用量、矿物掺合料和外加剂的掺量。2)依据水灰比(或灰水比)法则、最大密实度法则、最小单位用水量法则,参照JGJ 55-2000普通混凝土配合比设计规程的规定及王栋民全计算法配合比设计方法计算单方混凝土中各原材料组分用量,并核算单方混凝土的总碱含量和氯离子含量是否满足要求。最大水胶比、最小水泥用量、最低胶凝材料用量和最大胶凝材料用量是否满足要求。否则重新选择原材料或调整计算的配合比,直至满足要求为止。3)当试验配合比的混凝土总碱量和Cl-含量满足要求时,按照JGJ 55-2000普通混凝土配合比设计规程进行选配配合比。

经过上述步骤,混凝土配合比拌合物的性能、抗压强度、抗裂性以及耐久性能试验、外加剂掺量、掺合料掺量、掺合料中粉煤灰与磨细矿渣粉不同比例的试验,选定的客运专线现浇箱梁高性能混凝土配合比及其技术性能见表1。

2 混凝土施工

石太客运专线冶河特大桥、小寨大桥、黑水坪大桥客运专线现浇箱梁工程。其中冶河特大桥全长1 688 m,为45-32 m双线筒支箱梁、4-24 m双线筒支箱梁、1-(32+48+32)m预应力混凝土连续梁;小寨大桥全长470 m,主线为14-32 m双线筒支箱梁;黑水坪大桥全长332 m,为10-32 m双线筒支箱梁。C50高性能混凝土23 000 m3,泵送高度为5 m～45 m,黑水坪大桥距混凝土搅拌站20 km。

2.1 原材料质量控制

各种原材料除在进场时加强检测,保证各种材料符合相关标准要求外,重点控制水泥熟化时间与水泥温度。一方面,当前水泥市场供应紧张,出厂水泥均为当天生产的新水泥,未经熟化或熟化不完全的水泥容易造成混凝土用水量、坍落度、保水性等施工性能不稳定,影响混凝土施工,另一方面,新出厂水泥温度在70 ℃以上,而掺聚羧酸外加剂的混凝土出机温度超过28 ℃时,坍落度损失非常快。因此,每个拌合站设置两个以上水泥储存罐,水泥进场熟化7 d以上且温度降到40 ℃以下才能使用。

2.2 水泥外加剂适应性控制

尽管聚羧酸外加剂被公认为减水率高,坍落度保持性好,适应性良好的外加剂,但目前市场上的聚羧酸产品与水泥仍存在适应性不良的现象与温度适应性现象,有时水泥与外加剂按水泥标准与外加剂标准检验合格,而混凝土有可能产生用水量猛增、坍落度损失大及流动性不良的现象。

2.3 坍落度控制

现浇梁混凝土施工对坍落度的要求范围比其他混凝土要小得多,一方面移动模架施工均是原位现浇,泵送高度高,冶河特大桥最高泵送高度达45 m,混凝土只能从顶板经过腹板下流后浇筑底板,并且出于安全考虑,模板不能增加辅助振动设备,要求入模坍落度大,小于200 mm坍落度的混凝土泵送与浇筑比较困难,另一方面,掺聚羧酸外加剂的混凝土凝结时间长,坍落度达到220 mm时会造成翻浆。混凝土坍落度只有在200 mm～210 mm时能够正常施工。这就要求对砂、石原材料的含水率加大检测频率,对每车混凝土坍落度进行控制。

2.4 坍落度损失的控制

黑水坪大桥浇筑箱梁混凝土使用小寨大桥拌合站搅拌,中间运输距离为20 km。沿线经过村庄多,道路状况不良,在不堵车的情况下运输时间也需要1.5 h左右,除安排专人负责同沿线相关政府和村镇负责人进行了协商沟通,施工期间配置专车在沿途巡视,防止人为阻工和交通事故堵车外,混凝土的保坍性要达到2 h无坍损,3 h坍损不大于30 mm,以保证箱梁浇筑过程中混凝土的连续。

3 结语

1)优选混凝土配合比是实现高性能混凝土正常施工的前提。通过掺入聚羧酸高效减水剂、细磨矿渣、Ⅰ级粉煤灰配制出了满足设计要求的C50强度等级高性能混凝土。2)施工过程中对原材料应严格进行控制。水泥的使用温度应控制在40 ℃以下,水泥与外加剂之间应有好的相容性,掺合料之间的配置应通过试验确定。3)有效地控制新拌混凝土的坍落度和坍落度损失。通过控制外加剂掺量微超饱和点的方式,使其初始坍落度比设计值高20 mm的措施来解决坍落度损失的问题。

摘要：详细论述了客运专线高性能、耐久性混凝土配合比的设计原理与方法,并特别针对远运距、大体积箱梁混凝土施工的特点,从原材料质量、水泥与外加剂适应性、坍落度、坍落度损失等方面的控制,结合石太客运专线现浇箱梁的施工,阐述了高性能混凝土的施工控制重点。

关键词：客运专线,现浇箱梁,高性能混凝土,施工

参考文献

[1]吴中伟,廉慧珍.高性能混凝土[M].北京:中国铁道出版社,1999.

[2]陈建奎,王栋民.高性能混凝土(HPC)配合比设计新法——全计算法[J].硅酸盐学报,2000,28(2):66-67.

高性能混凝土施工总结 篇9

1 在高性能混凝土的学习上

我们采取走出去请进来的方法, 一方面派出相关技术人员参加培训学习, 另一方面请相关混凝土专家来工地指导。通过这一年的工作实践和不断总结, 使我们对高性能混凝土有了一些较全面的认识。

2 在高性能混凝土配合比上

2.1 原材料的选用

原材料的选用考虑两方面:1) 各原材料生产厂家的产品质量、生产工艺以及各项技术指标是否能满足高性能混凝土的验标要求。2) 供货能力是否能满足现场施工需要, 材料价格是否能保证质优价廉。

2.2 配合比设计

配合比设计需注意几点:1) 在拟选定的原材料中做水泥与外加剂的相溶性试验。2) 根据施工规范、设计要求制定合理的配合比。3) 优化配合比 (确定最佳配合比) 。4) 打破以往配合比 (理论配合比) 一用到底的习惯, 更新施工理念, 不断深入施工现场, 结合生产需要在原有的基础之上及时调整、重新试验, 以确定新的最佳配合比。

3 高性能混凝土施工过程的质量控制

3.1 混凝土的原材料

1) 水泥。水泥中的C3A含量过高、使用温度过高以及细度过高, 比表面积就会增大, 混凝土的用水量也会增加, 从而造成混凝土坍落度损失过快, 有时甚至会出现急凝和假凝现象。如采用二次加水搅拌, 就会出现混凝土离析、泌水等现象, 造成大量的游离水, 由于粉煤灰的密度小于水泥密度, 致使大量的粉煤灰与游离水一起存在于混凝土表面, 影响粉煤灰的均匀分布, 它不仅影响混凝土的外观质量, 同时也将直接影响其耐久性。因此使用水泥品种以普通硅酸盐水泥为宜, 存放时间以3 d为宜。2) 细骨料。含泥量、泥块含量也是影响高性能混凝土各项技术指标的重要原因之一, 含泥量、泥块含量过高, 不仅能降低混凝土强度, 同时易造成内部结构的毛细通道不能有效的阻止有害物质的侵蚀。因此要严格按照检测项目标准和配合比设计的要求, 对细骨料的各项技术指标进行及时检验。3) 粗骨料。主要是保证级配连续, 特别是控制大砾径含量不超标, 大砾径超标将直接影响保护层外侧混凝土的质量, 会导致混凝土的表面干裂纹, 影响表观质量。良好的级配能增加混凝土强度, 因此, 宜选用二级配、三级配碎石。4) 粉煤灰。粉煤灰的大量使用, 对混凝土具有减水、致密、活化、免疫、润滑、填充的作用, 它能延缓水泥水化过程中水化粒子的凝聚, 减轻坍落度损失。因此它的各项技术指标也是影响混凝土质量的主要原因之一。烧失量过大, 会吸附大量的外加剂, 将直接影响混凝土的坍落度和流动度;采用二次加水搅拌时, 就会出现混凝土离析、泌水等现象, 造成大量的游离水, 影响混凝土的外观质量;粉煤灰质量不稳定, 需水比较大, 都能够导致混凝土在施工过程中有泌水现象发生, 引起粉煤灰的分布不均, 造成混凝土的颜色差异。因此在选用粉煤灰厂家时, 一定要准确试验以上指标, 并在过程中及时检查检验。5) 外加剂。外加剂与水泥相适应性、减水率、流动性、含气量、掺量都将影响混凝土的工作性。因此, 在施工过程中一定要对所使用的原材料严格按照标准进行检验, 确保原材料质量的稳定, 特别是含气剂的含量, 要经常抽验。

3.2 混凝土的制作、运输

3.2.1 混凝土的制作

现在客运专线铁路建设全部要求电子计量, 强制式搅拌机拌和, 施工中一般不会再出现混凝土本身的质量问题, 但是在施工中要注意如下几个细节问题:1) 坍落度控制, 每次拌制混凝土前, 必须测算原材料含水率, 计算施工配合比, 及时下发到操作人员手中。拌合站必须设置坍落度量测制度, 专人每班量测不少于两次, 根据结果及时调整施工用水, 保证坍落度符合设计配合比要求。2) 搅拌时间, 耐久性混凝土对搅拌时间提出了具体要求, 因此, 在搅拌作业时, 必须按照要求进行搅拌, 不能因为抢进度等原因而减少搅拌时间。采用强制式搅拌机拌合时间必须控制在2 min以上。3) 计量鉴定和经常性复查, 计量的准确程度会直接影响混凝土的配合比, 导致混凝土的稳定性差, 影响混凝土的质量。在施工过程中, 拌合站维修人员要经常检查保养搅拌设备, 保证功能正常。

3.2.2 运输

现在采用罐车运输, 正常操作, 对混凝土产生的影响不大, 但要注意运输的时间性, 保证灌注的连续性, 要随到随浇, 罐车不能在现场停留, 建议3 m3～4 m3运送一次。减少混凝土在罐车中的存放时间, 从而降低坍落度值, 严禁现场坍落度不足加水处理, 超限混凝土严禁使用在工程实体中。

3.3 混凝土的灌注

采用泵车或吊车入模, 分层浇筑, 人工捣固的方法, 在混凝土的灌注过程中, 容易混进空气, 混凝土拌合物中的气泡既不能自行逸出, 也不会靠自身的重量将气泡挤出, 所以振捣是混凝土密实、排除气泡的重要手段, 通过振捣使骨料颗粒互相靠拢紧密。将空气带着一部分水泥浆挤到上部, 气泡借助振动力冒出。振捣是否密实、气泡能否排出与使用振捣器的类型、振捣方法及模板表面处理等许多因素有关。对于不同类型的混凝土构件要选用不同的振捣器。厚墩台身用插入式振捣器。

振捣时间的长短与气泡的排出有直接的关系。一般来讲, 振捣时间越长, 力量越大, 混凝土越密实。对于流动性较大的混凝土, 振动力不能过大, 时间不宜过长;对于干硬性混凝土, 则必须强力振捣。因此, 要根据不同类型的混凝土构件, 确定混凝土振捣时间的长短。振实的标志是:在振捣过程中, 混凝土无显著下沉、不出现气泡、表面泛浆并不产生离析。

在桥梁工程施工中, 混凝土构件主要使用大型钢板整体成型, 以便于模板的立拆。但大面积整块钢模无接缝, 不利于多余水及空气的排出, 易形成气泡。

同时为便于脱模, 常在钢模表面刷油。在混凝土振捣过程中, 由于自由水往两边及上面走动, 使得不吸水的钢模与混凝土接触面含水较多。同时钢模刷油后有一定的粘滞力, 使得接触面的水不易跑动, 这样混凝土表面形成水泡 (最终形成气泡) 的几率较大。因此, 钢模面积太大和油的粘滞力对气泡的排出是不利的。

混凝土分层厚度、摊铺密度对混凝土的质量都存在影响, 在施工中要特别注意控制。分层厚度不能超过振捣棒的振捣范围, 一般不超过50 cm, 混凝土摊铺必须均匀, 不能靠混凝土自流或振捣棒输送, 泵车、吊车一定要输送到位, 要有专人检查落实。

3.4 拆模养护

混凝土达到强度要求后, 要及时拆模, 使混凝土早日进行养生工作, 确保混凝土所需温度、水分等外部环境条件满足要求。拆完模板的混凝土, 要由安质、技术有关负责人及时检查, 发现问题研究对策及时解决, 严禁私自干灰或用其他方法涂抹。必须是先清理再养生, 并且是立即养生, 墩身裸露时间不应超过8 h。

在养护方法上一般是:夏季混凝土的水化热受气温影响, 需水量大, 不宜采用化学养护法养生, 宜采用浇水覆盖的方法养生;冬季混凝土的水化热受气温影响小, 内部水分能够保证水化热需求, 可以采用化学养护结合保温蓄温养生。养生要及时、到位, 避免遗漏。

3.5 质量检查自控体系

在以上施工中, 每一步做得是否到位, 都会直接或间接对混凝土工程造成危害, 因此要建立完善的质量检查自控体系, 使位于质量运转体系中的每一位员工都能做到职责明确, 责任清楚, 认真负责。但要强调在质量活动过程中, 领工员、技术员、质检员责任更大, 要发挥他们的作用, 真正使墩身混凝土质量处于受控状态。

摘要：结合工程实例, 对高性能混凝土原材料的选用及配合比设计进行了研究, 从混凝土的原材料、制作、运输、灌注及拆模养护等方面阐述了高性能混凝土施工过程的质量控制要点, 以使墩身混凝土质量处于受控状态。

关键词：高性能混凝土,配合比设计,施工,质量控制

参考文献

高性能混凝土超高泵送技术 篇10

一、工程概况

京基金融中心总用地面积为42353.96m2, 由京基金融大厦及5栋附楼组成, 其中京基金融大厦地下4层, 地上98层, 高度达440米左右, 采用混凝土核心筒+钢结构框架结构体系, 内部为矩形混凝土核心筒, 外筒为箱形钢管混凝土柱, 钢-混凝土组合楼盖将内外部结构连接成一整体。

本工程混凝土浇筑沿立面标高分成四个层次, 核心筒墙体 (第一作业层) →核心筒水平楼盖 (第二作业层) →外筒型钢混凝土柱 (第三作业层) →外筒水平楼盖 (第四作业层) , 混凝土强度等级及泵送高度状况见表1。核心筒剪力墙、外围型钢混凝土柱等构件采用C60-C80的高性能混凝土, 浇筑量将近10万方, 最高泵送高度为420米, 属于高性能混凝土超高泵送施工。高性能混凝土超高泵送一般采用“一泵到顶”的施工方式, 由于高性能混凝土粘性大, 泵送过程中阻力大, 对超高泵送压力、泵送管道密封性要求极高, 将极难泵送的高性能混凝土一次性超高泵送至指定高度, 对混凝土泵送施工设备提出了极大考验。为了保证高性能混凝超高泵送施工顺利, 混凝土工作性能 (包括可泵性) 、泵送设备性能及管道布置是施工中需重点控制的三个关键要素。

二、混凝土工作性能

本工程高性能混凝土使用量大, 混凝土泵送高度达到420米, 将高强高性能混凝土泵送到如此高度是本工程一大难点, 如何科学合理处理好混凝土强度与可泵性能间的关系十分关键。为此项目部联合建设、监理、设计、供货商等单位, 并邀请混凝土行业专家, 成立高强高性能混凝土攻关小组, 对砂、石、水泥、外加剂等原材料质量进行严格控制和管理, 并进行大量的坍落度、扩展度、L型流动性、倒筒时间、压力泌水性等试验, 在保证强度基础上不断优化配合比, 提高可泵性, 并进行耐久性、收缩性、防火性等性能研究。

通过大量的试验对比, 本工程原材料确定为:小野田P·O 42.5级水泥, 粒形好、含泥量少、空隙率小的5~25mm碎石, 细度模数5~25间、级配良好的河砂, 东莞沙角电厂的Ⅰ级粉煤灰和柳钢S95级矿粉, 清华大学冯乃谦教授研发的减水率高、黏聚性好、坍落度损失小的KJ-JS聚羧酸减水剂。最后配制出坍落度240mm、扩展度大于600mm、倒置坍落度流出时间小于10s的高性能混凝土, 混凝土配合比及试验性能指标详见表2、3。

三、混凝土泵送设备选择

混凝土泵送设备的选型与混凝土的浇筑量、浇筑进度、泵送高度、强度等级及坍落度等密切相关。一般先估算泵送管道的阻力, 按计算的压力值初选混凝泵型号;再根据施工实际情况, 对泵送压力、输送量等进行核验确认;若满足型号, 则型号确定, 否则需重新选择, 直至满足要求为止。

(1) 计算出口压力

先按JGJ/T10-2011《混凝土泵送施工技术规程》推荐的方法计算△PH (混凝土在水平输送管道内流动每米产生的压力损失值) :

式中r (混凝土输送半径) =0.0625m;K1 (粘着系数) =300-S1;K2 (速度系数) =400-S1;S1=混凝土坍落度;t2/t1 (分配阀切换时间与活塞推压混凝土时间之比) =0.2;V2=混凝土在输送管内的平均流速;a2 (混凝土径向压力与轴向压力之比) =0.9。则:

输送管道垂直管压力损失值:

输送管道水平管压力损失值:

空机压力值P3=3MPa

(2) 确定泵送设备型号

按照计算结果, 再结合类似工程施工经验, 最后选定中联重科HBT90.40.572RS超高压混凝土泵, 该泵泵送压力高, 采用阀块式高低压切换来减少液压系统压力损失, 输送泵理论出口压力达40MPa, 大于计算出口压力30.45MPa, 并有一定余量, 所以能满足施工要求, 该泵基本参数见表4。

根据本工程浇筑量及实际进度安排, 每小时输送量不小于80m3, 1台输送泵输送量41m3, 所以必须2台泵同时泵送。泵送设备具体配置为:HBT90.40.572RS泵送设备3台, 其中1台备用; HG19Y (液压式) 布料机2台;高压液压泵站4台, 单孔管道截止阀4套;管道及管道附件2套。

(3) 混凝土泵管选择

高性能混凝土超高泵送, 由于混凝土粘性大、泵送压力高、泵送路径长, 泵管的选择要从材质、管径、壁厚、连接密封性等多方面综合考虑。通过计算, 混凝土泵管选用45Mn2钢、内表面高频淬火处理, 直径125mm、壁厚12mm的合金钢耐磨管, 弯管采用耐磨铸钢。泵管连接采用法兰连接, 为了保证密封性, 防止混凝土在连接间隙中流出, 密封圈采用带骨架的超高压O型密封圈, 可耐100MPa的高压。

四、泵送系统布置

根据工程现场特点, 科学合理布置泵送系统, 对泵机的选位与固定、泵管的布置、弯头设置等进行详细设计, 施工过程中采用GPS跟踪记录输送泵机的相关参数, 对存在问题持续改进并指导后续泵送施工。

(1) 输送泵布置

混凝土输送泵的布置考虑众多因素, 如现场平面布置情况、混凝土运输车行车路线、泵机与管道清洗衣水源压力、水平管道长度、泵机同时工作时干扰度、备用泵机启用转换便捷性等, 结合本工程实际情况, 3台泵机布置在现场西南侧, 具体布置情况见图1。

(2) 泵管布置

在超高层混凝土泵送施工中, 为了减少管道内混凝土对泵的反冲击力, 在水平泵管的设计上, 要求水平管长度≧垂直高度/4, 通过水平管来缓冲压力, 对本工程水平管道长度至少达到105m以上, 受场地所限, 地面水平管铺设长度58 m, 无法满足要求, 为此项目部采用增设弯管和空中楼层水平移位的方式补充水平管长度, 1套泵送系统90°弯管10个左右, 折算水平管长度90m, 则水平管总长超过150m, 满足要求。地面水平泵管布置时, 其中心标高应与混凝土输送泵的出口部位保持一致。每套泵送系统配备2个截止阀, 1个安装在泵出口10米处, 在泵机出现故障、零配件磨损维修保养、管路清洗拆卸时对管路系统进行控制, 另外1个安装在管道水平转至垂直处, 以减少停机时垂直混凝土回流对水平管的冲击。

垂直泵管的布置即要考虑混凝土施工便利, 同时对后续施工影响尽可能少, 所以一般选择楼板结构简单靠近剪力墙的部位, 本工程综合各方面因素, 最后选择在核心筒电线井内沿着墙体向上敷设。为减小对底层垂直泵管底弯管的压力, 分别在39层、40层、76层、77层设置缓冲段, 缓冲段由10个90°弯管组成, 有效地减少了底部弯管的压力。管道布置详见图2。

(3) 管道固定

混凝土超高泵送施工时泵机出口压力对管道附加冲击力很大, 为保证混凝土输送过程安全可靠, 管道布置必须稳固牢靠, 特别是首层水平管、90°弯管、垂直管道等的固定。本工程水平泵管固定采用U型卡箍, 对标高较低部位, 预浇筑混凝土底座。对90°弯管采用U型卡箍、混凝土底座或现场配搭脚手架的方式固定, 垂直管采用钢架固定。管道固定方式具体见图3。

(4) 布料机布置

本工程混凝土浇筑面包括核心筒竖向构件、核心筒内水平构件、外框钢管混凝土、核心筒外楼盖结构等四个作业面, 四个作业面之间高差最大达40m左右, 为了合理组织施工, 选用2台HG19Y液压式布料机, 混凝土浇筑时用塔吊将布料机吊运至作业面进行布料作业, 立柱与基础采用4个销轴快装。

五、泵送施工过程控制

混凝土泵送过程应实行全过程控制, 对泵送前准备、泵送过程、余料回收、泵管清洗等各个环节进行严格控制, 保证混凝土泵送施工顺利, 其中泵送前和泵送将完时是施工过程控制的重点。

泵送施工前对与混凝土接触的泵料斗、泵室、输送管道等先泵送清水湿润, 清水泵送量根据输送管路长短进行调整, 一般在1~2料斗左右;清水泵送结束后, 对整个泵送系统进行检查, 检查无异常后进行水泥砂浆的润滑压送, 为了保证后泵送混凝土强度等级及防止外加剂混用产生凝结效应, 导致堵管, 润管用的水泥砂浆配合比应与随后浇筑混凝土配合比保持一致。

起泵时泵机应处于低速运转状态, 密切关注泵压是否正常, 各部分运转是否正常, 待一切正常可有序提高到正常运转速度。在泵送过程中出现泵送困难、泵压突增等情况导致泵送管路产生不正常振动时, 用槌敲击输送管道方法查找堵管部位, 再用正反泵点动处理或拆卸清理, 处理完检查无堵塞后方可继续泵送。若一次浇筑多个等级的混凝土时, 应先泵送高性能混凝土, 后泵送普通混凝土, 且在泵送普通混凝土前, 须用清水彻洗泵管, 再用同配合比的砂浆润管。若在泵送过程中出现混凝土供应中断, 需每隔5分钟开泵一次, 以防止泵管内混凝土凝结而造成堵管。

余料回收及泵管清洗是超高层混凝土泵送一个非常重要环节, 因管路长, 当浇筑完成时管路中还会存有大量混凝土, 若处理不当, 第一会余料过多浪费严重, 第二影响环境, 第三清洗不彻底从而影响泵管的使用寿命。本工程采用混凝土泵送直接水洗的方式, 计算混凝土量时应包括泵管内的混凝土量;在最后一料斗混凝土泵入管内后, 控制截止阀, 泵入同混凝土配合比的砂浆于管内, 作为隔离层;再用清水注满料斗, 利用高压水泵送管内的混凝土, 直到泵送出砂浆后再停止泵送;最后拆除泵车与截止阀间的泵管, 利用重力将水排出泵管。本工程将余料回收和泵管清洗有机结合在一起完成, 既节省了混凝土, 又避免了余料处理, 从而有效降低了施工成本。

六、结语

高性能混凝土施工技术 篇11

【关键词】高性能混凝土；工程施工；应用

1.高性能混凝土的定义

高性能混凝土是一种代技术制作的混凝土，它以耐久性作为设计的主要指标。针对不同用途要求，新型的高技术混凝土，是在大幅地提高普通混凝土性能的基础上采用现高性能混凝土对下列性能有重点地予以保证：耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性和经济性。

2.高性能混凝土的性能

高性能混凝土是，易于浇注、捣实而不离析；能长久保持的力学性能；高早期强度；体积稳定性。混凝土应具备的性能是：在新拌状态有良好的工作性，即高流动以耐久性为主要目标进行设计的混凝土，它以优异的耐久性（而不是高强度）为主要特性，具备良好的工作性、又有优异的力学性能与耐久性性而不离析、不泌水，以便成型均匀、密实；水化硬化早期的沉降收缩和水化收缩小、低温升，硬化过程低干缩，以达到无初始裂缝；硬化后的渗透性低，有高抗外部因素侵蚀能力。

3.高性能混凝土的原材料选择

3.1要求

A.水泥。（1）配制宜超过350㎡高性能混凝土宜选用标号不低于32.5的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，其余性能应符合GB175的规定。不宜采用早强水泥。（2）水泥碱含量不宜超过0.6%。（3）游离氧化钙含量不宜超过1.5%。（4）泥熟料中C3A含量应不宜超过8%。

B.细集料。细骨料应选择级配合理、质地均匀的天然中粗河砂。2度模数宜为2.6～3.2。

C.粗集料。（1）粗骨骨料最大粒径不大于31.5mm，且不超过钢筋保护层厚度的2/3，不超过钢筋最小间距的3/4，强度高的混凝土颗粒粒径不大于25mm。（2）粗集料的松料应选择级配合理、粒形良好、质地均匀坚固、线胀系数小的碎石。也可采用碎卵石和卵石，不宜采用砂岩碎石。（3）骨料宜采用二级配石，粗散堆积密度应大于1500kg/cm3，紧密空隙率宜小于40%，吸水率易小于2%（用于干湿交替或冻融循环下的混凝土应小于1%）。

D.粉煤灰等其它掺加料。

应选用来源固定、品质稳定、来自固定的产品。产品质量要符合技术条件的要求。

E.水。拌制高性符合饮用水标准能混凝土的水，其质量应符合《混凝土拌合用水标准》JGJ63的规定。

F.外加剂。采用符合《混凝土外加剂》GB/T8076及《混凝土泵送剂》JC473的规定或经部级鉴定的产品，并经检验合格后方可使用。

3.2说明

A.水泥：由于高性能混凝土中都掺有高效减水剂，水胶比低于0.4，掺入大量矿物细掺料，都使高性能混凝土不同于普通混凝土的流变性能。B.高性能能混凝土对砂石料的级配也比较敏感。因此，在选择砂石料时，要综合考虑材料混凝土对石子的颗粒形状很敏感。针片状含量要小于7%，用于泵送时，要小于5%，以免影响混凝土的抗堵塞性能，要符合泵送要求。C.高性情况，以所选用的砂石料的空隙率最小为目的。D.在高性能混凝土中，由于水胶比都比较小，特别是低标号混凝土，在水胶比较小时试配更难达到所要求的工作性，更要选择好所采用的各种材料，特别是外加剂（复合型）的选择。

4.高性能混凝土设计依据

混凝土的配合环境、化学侵蚀环比设计根据设计及《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》要求进行，具体地应根据混凝土的设计年限，混凝土环境类别（碳化环境、氯盐境、冻融环境及磨蚀）及作用等级，强度等级、混凝土用原材料品质以及施工工艺对工作性的要求。

5.高性能混凝土设计法则

（1）胶水比法则凝土的耐久性。混凝土的强度与水泥强度成正比，与胶水比成正比。胶水比一经确定：可塑状态混凝土水胶比的大小决定了混凝土的强度，并影响硬化混，绝不能随意变动。

（2）混凝土密实体积法则：混凝土的组成是以石子为骨架，以砂子为填充石子间的空隙，又以浆体填充砂石空隙，并包裹砂石表面，以减少砂石间的摩擦阻力，保证混凝土有足够的流动性。这样，可塑状 态混凝土总体积为水、水泥（胶凝材料）、砂、石的密实体积之和。

（3）最小单位加水量或最小胶凝材料用量法则：在灰胶比固定、原材料一定的情况下，使用满足工作性的最小加水量，可得到体积稳定的、经济的混凝土。

（4）最小水泥用量法则。

6.高性能混凝土施工工艺

6.1混凝土拌合

材料計量必须准确，搅拌必须采用卧轴式、行星式或逆流式强制搅拌机搅拌。外加剂后，并继续搅拌至均匀。

①拌合时先向搅拌机加入细集料、粗集料、部分拌合水喷淋掺法：拌合时先向搅拌机加入细集料、水泥、矿物掺合料和外加剂，搅拌均匀后，在加所需用水量，待砂浆充分搅拌均匀后在投入粗骨料搅拌均匀后，在加胶凝材料和剩余水及外加剂，并继续搅拌至均匀。每一阶段的搅拌时间不小于30s，总搅拌时间不宜小于2分钟，也不宜超过3分钟。外加剂后掺法有利于发挥外加剂的利用率。

②净浆裹石法：用部分拌合时在砂石料表面形成一层水胶比很低水泥浆裹层，第二次拌合形成的混凝土中的界面过渡层的Ca（OH）2生成量不再富集，取向性不再出现胶凝材料以极低的水胶比拌合成 净浆和石子进行第一次搅拌，然后在加入砂子，用其余的胶凝材料和正常的水胶比进行第二次拌合。第一次，空隙率大大减小。

6.2浇筑与振捣

混凝土入模前应测定混凝土的温度、坍落度和含气量，混凝土浇筑的自由倾落度不得大于2m，当大于2m时应有辅助 器具输送混凝土，保证混凝土不离析。混凝土的浇筑应采用分层连续推进的方法进行，浇筑可加大振捣点间距，缩短振捣时间，不得随意加密和漏振，每点的振捣以表时间间隙不超过90分钟，不得随意留施工缝。

高性能混凝土流动性较好，易于流平和密实，故不需强力振捣，只需用低频振捣器振捣，且面乏浆或不冒泡为准，一般不超过30s，避免过振。但对钢筋间距小而密集等仍需酌情加振捣，避免漏振。浇筑完毕，应仔细将混凝土表面压实抹平，抹平时严禁洒水。此外，还有混凝土的养生等施工工艺。

7.高性能混凝土的检测

高性能混凝土试配时的工作性检测包括：坍落度检验、经时坍落度检验、扩展度（流动度）检验、含气量检验、泌水率检验。

试配完成后的力学及耐久性检验包括：强度检验、弹性模量检验、抗裂性能检验、电通量检验、抗冻性检验、抗腐蚀检验及耐磨性对比试验。 [科]

【参考文献】

[1]黄士元.混凝土结构抗冻融（包括盐冻）侵蚀耐久性设计的建议.

[2]郝挺玉.混凝土碱—骨料反应及其预防.

高性能混凝土基本技术要求 篇12

采用优质的原材料、低水胶比、掺加适宜的掺合料和高效外加剂, 保证耐久性、工作性、适用性、强度及体积稳定性的混凝土。它是一种新型的高技术砼, 是在大幅度提高普通砼性能的基础上, 采用现代化制作技术制作, 以耐久性作为设计的主要指标, 针对不同用途要求, 保持砼的适用性和强度, 并达到高耐久性、高工作性, 高体积稳定性和经济性, 在配制上的特点是低水胶化, 选用优质原材料 (石子、砂、水泥和水) , 并除水泥、水、集料外, 掺加足够数量的磨细矿物掺和料和高性能外加剂, 一般高性能砼指砼标号为C50及以上砼。

2 高性能混凝土的结构特征

(1) 孔隙率低, 有良好的孔分布, 不存在或有极少量的100nm以上的有孔。

(2) 水化物中C-S-H (凝胶) 多而Ca (OH) 少, 不易与其他化合物 (盐类) 反应而溶失破坏。

(3) 包括矿物掺和料在内的未水化颗粒多, 是具有最佳空隙率和最佳水泥结晶度。

(4) 消除了集料和水泥石界面薄弱层, 使界面强度接近于水泥石或集料强度。

(5) 水泥石:水泥石加水拌和后, 成为可塑的水泥浆, 逐渐变稠失去塑性, 然后产生明显的强度。

3 高性能混凝土的技术内容

(1) 综合水泥的流变性能, 强度和耐久性等指标, 对水泥的原材料组分进行优化。

(2) 使用硅酸盐或普通硅酸盐水泥再掺用磨细矿物掺和料。

(3) 掺用第三代聚羧酸盐高性能减水剂。

(4) 粗集料要求:粒形应选用针片状含量少的碎石, 最好不用表面光滑的卵石, 强度越高, 最大粒径越小。例如:C50最大粒径25mm, C80最大粒径16mm

(5) 细集料 (砂) :宜选用石英含量高, 颗粒形状浑圆且有平滑筛分曲线的中粗砂, 细度模数在3.0左右。

4 高性能混凝土配合比设计的基本要求

(1) 高耐久性:抗掺性、抗冻性、抗化学侵蚀性、抗碳化性、体积稳定性好, 碱--集料反应小等。混凝土的耐久性指标一般是指混凝土的抗裂性、护筋性、耐蚀性、抗冻性、耐磨性及抗碱--骨料反应性等。

(2) 强度满足设计要求。

(3) 高工作性、在运输, 浇筑及成型中不分离。

5 高性能混凝土基本控制指标

(1) 水胶比:C30以下一般不大于0.45, C35～C40不大于0.40, C50及以上不大于0.36。

(2) 胶凝材料用量:C30及以下混凝土的胶凝材料总量不宜高于400kg/m3, C35～C40混凝土不宜高于450kg/m3, C50及以上混凝土不宜高于500kg/m3。

(3) 用水量:一般小于160kg/m3。

(4) 矿物掺合料掺量:通过试验确定, 非预应力混凝土中粉煤灰掺量可大于30%, 但混凝土的水胶比不得大于0.45。预应力混凝土以及处于冻融环境的混凝土中粉煤灰的掺量不宜大于30%。

(5) 混凝土最大总碱含量:小于3.0kg/m3。

(6) 混凝土氯离子总含量: (包括水泥、矿物掺合料、粗骨料、细骨料、水、外加剂等所含氯离子含量之和) 不应超过胶凝材料总量的0.10%。预应力混凝土的氯离子总含量不应超过胶凝材料总量的0.06%。

(7) 混凝土含气量:大于4.5%。

(8) 混凝土电通量:C50以下小于1500C, C50及以上小于1000C。

(9) 混凝土强度:满足设计要求。

(10) 施工工作性:满足施工工艺性要求。

(11) 混凝土拌和物入模温度:5～30℃。

(12) 抗冻性:满足设计要求。

(13) 抗渗性:满足设计要求。

6 高性能混凝土拌和工艺

(1) 混凝土原材料应严格按照施工配合比要求进行准确称量, 称量最大允许偏差应符合下列规定 (按重量计) :胶凝材料 (水泥、掺合料等) ±1%;外加剂±1%;骨料±2%;拌合用水±1%。

(2) 搅拌混凝土前, 应严格测定粗细骨料的含水率, 准确测定因天气变化而引起的粗细骨料含水量变化, 以便及时调整施工配合比。一般情况下, 含水量每班抽测2次, 雨天应随时抽测, 并按测定结果及时调整混凝土施工配合比。

(3) 应采用卧轴式、行星式或逆流式强制搅拌机搅拌混凝土, 采用电子计量系统计量原材料。搅拌时, 宜先向搅拌机投入细骨料、水泥、矿物掺合料和外加剂, 搅拌均匀后, 再加入所需用水量, 待砂浆充分搅拌后再投入粗骨料, 并继续搅拌至均匀为止。上述每一阶段的搅拌时间不宜少于30s, 总搅拌时间不宜少于2min, 也不宜超过3min。

(4) 冬季搅拌混凝土前, 应先经过热工计算, 并经试拌确定水和骨料需要预热的最高温度, 以保证混凝土的入模温度符合规定。应优先采用加热水的预热方法调整拌合物温度, 但水的加热温度不宜高于80℃。当加热水还不能满足要求或骨料中含有冰、雪等杂物时, 也可先将骨料均匀地进行加热, 其加热温度不应高于60℃。水泥、外加剂及矿物掺合料可在使用前运入暖棚进行自然预热, 但不得直接加热。

(5) 炎热季节搅拌混凝土时, 宜采取措施控制水泥的入搅拌机温度不大于40℃。应采取在骨料堆场搭设遮阳棚、采用低温水搅拌混凝土等措施降低混凝土拌合物的温度, 或尽可能在傍晚和晚上搅拌混凝土, 以保证混凝土的入模温度符合规定。

7 第三代聚羧酸盐高性能减水剂在高性能混凝土中的应用特点

(1) 小掺量, 高减水率, 0.6～1.0%, 可达到20～35%的减水率。

(2) 与水泥适应能力强, 利于调整。

(3) 属水剂, 环境适应性较强, 稳定性好, 易于电子计量。

(4) 显著增强混凝土的密度性, 提高其抗侵蚀能力。

(5) 聚羧酸盐系外加剂对温度敏感性极强, 过高的温度将直接导致外加剂失效。

(6) 选用聚羧酸盐系外加剂必须使用质量稳定且品质良好的原材料。