高性能混凝土在梧州至柳州高速公路中的应用

赵鹏飞

(广西桂东高速公路有限公司，广西 平南 537300)



高性能混凝土在梧州至柳州高速公路中的应用

赵鹏飞

(广西桂东高速公路有限公司，广西 平南 537300)

文章以梧州至柳州高速公路为例，探讨高性能混凝土的应用，从材料的运输储存及混凝土的拌合、浇筑与养护等方面介绍了高性能混凝土的施工工艺，为类似高速公路建设施工(尤其在施工材料的选取上)提供参考。

高性能混凝土；梧州至柳州；高速公路；应用价值

0 引言

高性能混凝土与矿物质超细粉以及高效减水剂配合使用，能够有效减小混凝土内部的空隙，从而减少用水量，而且高性能混凝土具有较强的耐久性，混凝土拌合物具有较强的流动性，高性能混凝土在成型过程中，不需要实施分层、离析，便可以形成密实的混凝土，其耐久性是普通混凝土的3～10倍。基于此，本文对高性能混凝土在梧州至柳州高速公路的应用展开论述，期望能够产生一定的积极效用。

1 工程概况

梧州至柳州高速公路起始点位于梧州市长洲区倒水镇附近，紧邻桂林至梧州高速公路(已经建成)和梧州环城公路(拟建)，并且梧州至柳州高速公路途经经岭脚、古龙、太平、和平、东华、安怀、官成，最终与荔浦至玉林公路相接(拟建)，另外，整条沿线经大鹏、王钳、百丈、寺村、运江、里雍、江口、柳州古亭山，最终止于笔架山附近(柳州市柳州东互通式立交以北约3 km处)。梧州至柳州高速公路主线全长214.248 km，并且全线设置了13处设置互通式立交(分别为倒水南、岭脚、太平、和平、平南东、官成、大鹏、百丈、寺村、象州、白沙、江口、古亭山)，另外，预留了一处王钳互通式立交，在倒水、太平、平南、王钳、象州、柳州等处均设置了服务区。

梧州至柳州高速公路主线采用标准建设(四车道高速公路)。其中起点梧州至象州段(K150+807)，时速采用100 km/h，路基宽度为26 m；终点象州至柳州段(K150+807)，时速采用120 km/h，路基宽度为28 m。

2 高性能混凝土的构成(原材料)

梧州至柳州高速公路在建设施工上采用高性能混凝土，而且在原材料上使用天然洁净的河砂(符合质量要求的机制砂)。在碎石配置上，根据实际情况，选用了5～10 mm、10～15 mm、15～26.5 mm三种规格的碎石；在水泥的选用上，首选硅酸盐Ⅱ型42.5级水泥，在特殊情况下，选用普通硅酸盐42.5级水泥；在粉煤灰的选用上，需要采用Ⅰ级风选低钙灰；在矿粉选用上，需要采用活性指数高的S95级磨细矿粉；在减水剂选用上，需要采用聚羧酸型高性能减水剂，并且保证减水率≥25%。另外，为了保证高性能混凝土相关材料达到掺量准确(或者不影响混凝土的性能稳定)，梧州至柳州高速公路本规定不得采用普通硅酸盐水泥(或者不可以利用普通硅酸盐水泥来代替高性能材料——硅酸盐Ⅱ型水泥)。

以下对梧州至柳州高速公路高性能混凝土的构成展开具体分析：

(1)粉煤灰。梧州至柳州高速公路施工，采用燃煤工艺对低钙Ⅰ级粉煤灰进行筛选(不得使用二次加工的磨细灰)。梧州至柳州高速公路施工所采用的粉煤灰，细度较小，均≤12%，而且其需水量也均在100%以下、烧失量以及三氧化硫含量均在3%以下。所有的数据指标均要符合《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011)、《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB/T1596-2005)国家标准。

(2)磨细矿渣粉。梧州至柳州高速公路施工选用稳定且优质磨细矿渣粉，其指标符合《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011)的标准要求，且其等级不低于《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》(GB18046-2008)中所规定的S95级。

(3)减水剂。本工程所选用的减水剂与水泥具有良好的相容性，而且其减水率高、坍落度损失小，能明显改善或提高混凝土耐久性能，另外，减水剂的减水率>25%。

(4)粗集料。梧州至柳州高速公路施工对粗集料的选用标准为：粒形良好、质地均匀坚硬、线胀系数小、级配合理的洁净石料(摒除卵石加工的碎卵石以及砂岩加工成的碎石)。另外，利用反击破工艺对粗集料进行加工率，并且保证不破坏粗集料良好的粒形以及堆积密度。除此之外，还要检测粗集料的碱活性(包括岩石的抗压强度检验)，混凝土的强度与岩石的抗压强度之比>2。本工程所选用的粗集料，其中粒径最大的为25 mm，并且根据施工实际情况，进行了三级分配，即：5～10 mm、10～15 mm、15～25 mm。

(5)细集料。本工程在细集料的选用上，其标准为：级配良好、吸水率低、质地均匀坚固、细度模数在2.5～3.2之间且空隙率小的洁净天然河砂(摒除山砂、海砂、淡化海砂和机制砂)。本工程细集料的其它指标均符合《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011)的标准要求。

(6)水。本工程所选用的水均符合《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011)的标准要求。

3 高性能混凝土的施工

高性能混凝土施工，以梧州至柳州高速公路为例，其施工主要包括以下几方面：

3.1 材料的一系列工作(包括运输、贮存等)

(1)利用运输工具将散装的施工材料运送到特定的施工场地，并且在运输的过程中保证运输材料中不渗入其他规格、其他类型的材料，如不同规格的水泥。另外，在水泥运输的控制中，需要将水泥进场温度控制在60 ℃以下，控制水泥进场温度的目的为避免温度过高损伤刚出厂水泥的新鲜度，从而影响工期。

(2)在运输材料的贮存上，其贮存数量需要满足混凝土浇筑的特定需要。

(3)实时检测水泥的品质，避免使用变质的水泥，严禁与水泥等其他粉状材料混淆。

(4)根据实际情况，针对性地选取原材料的贮存方式以及贮存场所，并且保证每天开动循环装置，避免减水剂长期不用底部沉淀。

(5)粗细集料储存场地应做硬化处理，严禁地面泥土等杂质混入其中。

(6)集料应按不同规格运抵工地，并贮存在相互分开的不同料堆中，不同来源的集料不得混合或储存在同一料堆。

(7)各种原材料进场必须进行严格检验。含泥量、级配和针片状不符合要求的集料不得进场。

(8)高性能混凝土采用大掺量矿物掺和料，应特别重视矿物掺和料的质量波动，在按规定频率检测同时，还应对每车进场的矿物掺合料抽样进行检测和快速判别，重点检测为矿料的颜色、粉煤灰的细度、粉煤灰和矿粉的需水量比、粉煤灰和矿粉的烧失量，确保粉料在使用前无品质缺陷。

3.2 高性能混凝土的拌合(制造)

(1)高性能混凝土的拌合(制造)采用单盘≥2 m3的大型强制式搅拌设备完成，并且在衡量各种各样的相关要求的基础上，定期标定且计量准确，与此同时，配置2个减水剂储存罐以及4～5个80 t粉料储存罐，采用自动称量装置检测水与减水剂的计量。除此之外，利用先进的互联网技术，自动进行全程记录，分析、归纳、总结存储配合比数据和搅拌信息，以便指导现场施工。

(2)高性能混凝土的拌合(制造)需要利用先进的搅拌、运送设备进行，并且在拌合的过程中，需要实时检测集料的含水率(为了确定施工配比)。

(3)对集料的含水率进行实时动态监测，根据监测结果及时调整集料的用量，并且在粗集料和细集料的称量上，允许±2%的误差。

(4)混凝土搅拌过程中应有专职试验检测人员在拌合站观察和值守，非试验检测人员不得擅自调整施工配合比。当混凝土拌合物坍落度或流动性不满足要求时，严禁只采取单纯加水的措施增加流动性。

(5)高性能混凝土应在浇筑现场测定拌合料的空气含量，以及泵送和振捣过程造成的混凝土含气量损失。对同批量混凝土每台班≥1次。

(6)需要对混凝土塌落度进行现场取样测定，并且其波动范围均要控制在±2 cm。

3.3 混凝土浇筑(施工的关键)

(1)混凝土浇筑是整个高速公路施工的关键环节，在具体的工作中，需要详细而客观地记录好混凝土浇筑的日期、条件等等，形成完备的原始档案，并且在整个混凝土浇筑的过程中，需要根据实际情况对混凝土浇筑温度加以控制。炎热的夏天，温度控制在30 ℃以下，寒冷的冬季温度控制在5 ℃以上。除此之外，在进行大面积的混凝土浇筑时，需要先计算好温度、应力，并且确定好适用的养护方法，以便及时调整施工方案。

(2)混凝土浇筑应连续进行，这是因为：若间断性浇筑，容易导致浇筑时间低于凝固时间，造成重复施工，不仅影响整个施工工期，而且对施工质量造成严重的不良影响。

(3)为了避免离析的产生，需要将混凝土的落下高度控制在2 m以下，并且保障安装槽的洁净。

(4)为有效防止裂缝现象的产生，混凝土浇筑需要连续性进行，并且在整个浇筑-静置过程中，需要采取一系列的措施，如涂抹防护层等，尽可能地降低混凝土表面的干裂，从而避免裂缝现象的产生，缩短工期。

(5)混凝土浇筑需要利用泵送机制，且在搅拌的过程中，保持匀速均匀搅拌，促使混凝土各种原材料充分地融合，减小空隙，从而避免各种潜在隐患的发生。

(6)在整个混凝土浇筑的过程中，保证每一细节操作的规范性、专业化，尽可能避免出现露筋、空洞、冷缝、夹渣、松散等现象，从而全面提升混凝土浇筑质量，推动整个施工工期的缩短，降低施工成本。

(7)混凝土浇筑所有环节均符合《混凝土泵送施工技术规程》(JGJ/T10-2011)的标准要求。

(8)混凝土浇筑的最小壁厚控制在300 mm以上，并且在预制构件的安排上，需要事先进行各个节点的温度控制，将温度控制在合理范围内，避免高温影响混凝土浇筑质量。

(9)混凝土浇筑水平直接关系到整个工程的施工质量、工期、成本等，梧州至柳州高速公路在混凝土浇筑上均符合相关要求，浇筑水平较高，因此，整条公路的使用寿命较长。

3.4 混凝土养护

(1)混凝土养护是公路使用寿命延长的手段，能够增加公路使用的耐久性。在混凝土养护上，不仅需要高素质的专业人士负责养护，同时，在现如今高科技发展的社会，可以利用先进的自动化技术，结合先进的互联网，实时监测公路的实际状态，根据实际情况，提高养护的精准度，从而提高混凝土养护效率。

(2)混凝土养护，在很大程度上取决于自然条件，因此，在养护之前，需要充分衡量当时当地的自然条件如温度、地形、人文等等，并且在拆模的养护上，可以利用自动喷雾系统进行，在表面喷水、涂养护剂或者外表面紧贴包裹薄膜，起到表面的保湿效果，避免混凝土干裂。混凝土的养护均需要满足相关标准要求。

(3)混凝土养护是一项长期坚持的工作，需要持续性地进行检测、修复、养护等，并且需要定期安排专业人士负责整个混凝土养护质量考评，及时解决存在的问题。

(4)混凝土的掩护具有季节性划分，与温度影响具有密切的联系。

(5)混凝土养护材料的选用，一般采用宽幅产品，并且根据公路的实际情况，及时进行科学合理的调整，可以利用胶带、胶水或其它方法将混凝土表面进行紧密粘合，形成一个完整的防水层，避免潜在隐患的发生。梧州至柳州高速公路的混凝土养护工作做得十分到位，各方面举措均起到了加快施工工期，延长公路使用寿命的作用。

4 结语

总而言之，高性能混凝土的应用，能够有效缩短高速公路的施工工期，提高高速公路的使用寿命，最大限度减少普通混凝土所带来的局限及隐患，且在不需要实施分层、离析的状态下，密实的高性能混凝土，可以充分发挥良好的耐久性(其耐久性是普通混凝土的3～10倍)，全面提升施工效率及质量，因此，高性能混凝土在梧州至柳州高速公路的应用具有重要的参考价值。

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Application of HPC in Wuzhou-Liuzhou Expressway

ZHAO Peng-fei

(Guangxi Guidong Expressway Co.，Ltd.，Pingnan，Guangxi，537300)

With Wuzhou-Liuzhou Expressway as the example，this article discussed the application of high performance concrete，and introduced the HPC construction technology from materials storage and transportation，concrete mixing，pouring and curing，thereby providing the reference for the construction of similar expressways(especially in the selection of construction materials).

High-performance concrete(HPC)；Wuzhou-Liuzhou；Expressway；Application value

U412.36+6

A

10.13282/j.cnki.wccst.2016.09.012

1673-4874(2016)09-0045-03

2016-08-02

赵鹏飞(1978—)，工程师，研究方向：公路工程试验检测。