高速公路高性能混凝土试验检测研究

摘要：高性能混凝土是一种新型高技术混凝土，可以结合现代混凝土制作技术提高普通混凝土的性能，目前已经在高速公路工程中得到广泛应用。高性能混凝土可以显著提高工程质量，而且稳固性和耐久性都得到改善，为保证高性能混凝土质量标准必须做好试验检测工作。为此，本文针对高速公路工程中高性能混凝土试验检测相关问题进行了研究，提高试验检测质量，保证高性能混凝土质量符合施工要求。

关键词：高速公路；高性能混凝土；试验检测

目前，我国高速公路网路日益完善，质量水平显著提升，在施工过程中高性能混凝土已经得到广泛的应用，在高速公路稳定性、耐久性方面发挥了重要作用，而且对实现高速公路质量目标起到了重要作用，大力推广高性能混凝土技术具有重要意义。但是为了保证高性能混凝土质量规范，必须做好全过程试验检测工作，包括施工之前、施工过程中以及施工以后等，确保高性能混凝土中的胶凝材料、粗细骨料以及高性能减水剂等都能达到配比要求。随着高速公路事业不断发展，对于工程质量要求越来越高，加强高性能混凝土试验检测研究对提高高性能混凝土的质量起到重要作用。

1高性能混凝土概述

高性能混凝土指的是在普通原材料、常规工艺的基础，在混凝土中掺加外加剂和掺和料配制成具有高强度、高稳定性、高耐久性的优质混凝土，尤其是在高等级公路建设中高性能混凝土材料得到了广泛应用，对提高高速公路耐久性，延长使用寿命以及实现工程最大化投资效益起到了重要作用[1]。

高性能混凝土的特点：1）拌合料成高塑或者流态，可以采取泵送的方式，不会出现离析等问题，便于浇筑密实；2）高性能混凝土在凝结硬化以后，体积要比普通混凝土更加稳定，水化热底，不容易产生微细裂缝，可以有效坚强高速公路在使用一段时间以后出现严重裂缝病害等质量问题，保证道路良好的性能[2]；3）抗渗性能较高，可以避免高速公路投入使用以后出现渗漏等问题。

高性能混凝土必须具备高流动性、高抗分离性、高密实性以及高稳定性，在高速公路工程施工阶段中具有良好的经济性，而且技术比较成熟，保障了施工质量标准。

2高性能混凝土原材料选择

2.1水泥

高性能混凝土主要特点在于低水灰比，使其具有较高的流动性，这也决定了高性能混凝土中的水泥必须具有一定流变性，同时要注意水泥的用量不能过多，当水泥用量增加到一定值时会影响混凝土的胶凝强度，甚至会降低胶凝强度，因发生水化热问题[3]。当混凝土强度在42.5MPa时，可以使用硅酸盐水泥，如果是C25、C40或者C50等级混凝土，要用P·O42.5水泥制备。

，需要在水泥中加入高质量掺合料。

2.2碎石

在高性能混凝土中使用的石子级配与粒形会直接影响到最终的配制性能，一般使用5~20mm的碎石，压碎指标在5%。在混凝土强度不断增加的情况下，石子粒径会减少，骨料增加，水泥将界面应力差减少，在破碎时石子的强度就越大。

2.3砂

高性能混凝土的配制需要使用干净的河砂，如果是普通混凝土当满足强度等性能要求时，应该使砂率尽可能的低，在水泥浆量达到一定值时，砂的主要作用就是影响新拌混凝土的和易性,要根据水泥用量、水灰比、单位用水量、集料的粒径、粒形等将砂率进行调整。

2.4高效减水剂

高性能混凝土的减水率要在25%以上，选择可以增加水泥粒子表面电位，降低拌和水的表面张力，保证水泥粒子分散好的外加剂，比如高效减水剂、引气减水剂、缓凝剂的复合外加剂等，并且要保证低水胶比、高流动度、高耐久性，还要考虑与矿物掺合料的适应性问题。

2.5矿物掺合料

常用的矿物掺合料有粉煤灰、磨细矿渣以及硅粉等，其中粉煤灰必须保证含碳量低、细度低以及需水量低，不超过水泥用量的30%。

3高性能混凝土试验检测

3.1施工之前检测

高速公路工程中高性能混凝土的试验检测包括抗冻性、抗渗性、抗裂性以及抗碱性等各种性能的检测，在达到相关要求情况下才能用于施工。

耐久性试验：不超过C30的混凝土应该将其胶凝材料总量控制在 400 kg /m3 以内，等级提升，相应的胶凝材料总量也要提升，如果是C50混凝土，其胶凝材料总量控制在500kg/m3以内[4]。另外，矿物掺合料量在20%以上，如果粉煤灰数量在30%以上，水胶比控制在0.45以内。

抗冻性试验：如果设计年限是100年，各种环境条件下混凝土的抗冻等级都必须达到F300以上；设计年限在60年，抗冻等级应该在F250以上；设计年限在30年，抗冻等级应该在F200以上，应该根据高速公路工程设计要求确定抗冻等级，以便更好的适应不同地区环境条件，确保高速公路使用寿命和性能[5]。

抗碱性试验：高性能混凝土的碱含量必须根据设计要求确定，在没有明确的设计要求情况下，当骨料砂浆棒膨胀率保持在0.2%~0.3%范围内，碱含量必须达到以下要求(在干燥环境中，高速公路各级设计使用年限的混凝土碱含量都必须控制在3.5kg/m3以内；潮湿条件下一二级使用年限的混凝土碱含控制在3kg/m3以内),并且在混合料中还要添加一定量的外加剂，并根据试验检测确定外加剂的抑制效果.

3.2施工过程检测

在高速公路施工阶段中也需要对混凝土的水泥、骨料、外加剂、掺合料以及拌合水等原材料进行抽检，确定各原材料的品质等级。

水泥要根据厂家、批号、品种、强度等级以及进场日期等每200t为一批进行检测，如果不确定生产日期超过三个月的水泥是否有质量问题，可以采取复检的方式。对于水泥的试验检测内容主要包括强度、细度以及凝结时间等。

外加剂需要根据厂家、批号、品种、规格等每100t为一批，主要检验外加剂的均质性和掺外加剂混凝土性能。

骨料要按照同料源连续进场数量不超过400m3为一批，主要针对骨料的外观、细度模数、含泥量、泥快含量、有机物含量等进行检测。

掺合料的检测主要包括细度、含水率、烧失量、需水量比、抗压强度比以及三氧化硫含量等，保证含量均达到标准。

另外，在每次拌制混凝土时需要对混凝土坍落度、含气量以及0.5泌水率进行检验，保证每50m3至少进行一次试验，并根据不同结构物及所处的环境条件，对混凝土的耐久性进行抽检，确保混凝土良好的耐久性，满足高速公路施工要求。

3.3施工之后检测

在高速公路施工之后，也需要对高性能混凝土进行试验检测，确保混凝土各项性能达到要求，针对混凝土存在的质量问题必须及时整改，以免对后续高速公路投入使用造成影响，还会缩减使用年限，增加裂缝等病害发生几率。在施工之后的试验检测主要是用肉眼观察实体混凝土表面是否存在非外力裂缝，如果有非外力裂缝问题，裂缝的宽度必须控制在0.2mm以内，否则不予通过。

4高性能混凝土试验优化

高速公路工程混凝土配制过程中，搅拌体系对混凝土各项指标要求有着很大的影响，必须定期做好检验，保证搅拌设备的良好性能与安全。同时可以在搅拌过程中添加聚羧酸减水剂，由于减水剂对水量变化较为敏感，可以避免因为水量控制不好影响混凝土强度。为提升混凝土的性能还应该将搅拌系统进行升级改造，购置自动化搅拌设备，尽量减少人工搅拌，确保混凝土搅拌均匀和混凝土的性能优良。同时，在自动化搅拌设备中还应该完善原材料投放功能设定，比如原材料投放时间控制以及在合适的时间投放其他原材料等，使原材料得到充分的混凝土，避免混凝土搅拌过度。另外还应该在浇筑工艺中进行优化，比如输送混凝土要用专门的车辆输送，浇筑时使用吊斗运送，浇筑过程控制在5h，方便工作人员在浇筑过程中及时发现问题，避免混凝土质量问题对施工造成影响。

结语

高性能混凝土在高速公路施工阶段中是不可缺少的材料，而且对工程质量有着很大的影响，尤其是等级越高的公路对于混凝土的性能要求越高。为了保证混凝土性能，满足设计要求，必须做好混凝土试验检测工作，保证混凝土良好的耐久性、稳定性，同时可以根据试验检测结果对混凝土性能进行优化和改进，减少高速公路质量问题，也能起到延长公路寿命的作用。本文对于高速公路高性能混凝土试验检测的研究，希望对提高试验检测工作质量，保证混凝土达到施工要求以及通过提升混凝土性能实现高速公路工程质量控制起到有价值的参考。

参考文献

[1]周春风,黎斌.高速公路高性能混凝土试验方法[J].交通世界,2021(34):35-36+43.

[2]姜美华.高速公路高性能混凝土试验检测研究[J].交通世界,2021(18):22-23.

[3]黎斌.高速公路高性能混凝土试验检测方法[J].交通世界,2020(32):11-12.

[4]柯睿.高速公路高性能混凝土试验检测研究[J].科技创新与应用,2020(21):68-69.

[5]陈体永.高速公路高性能混凝土试验检测研究[J].工程建设与设计,2019(18):78-79.