公路高性能混凝土试验检测

王秋荣、易斐

（景德镇市昌盛公路工程试验检测有限公司，江西景德镇 333000）

0 引言

为有效提升公路工程的总体水平，需要合理应用高性能混凝土材料。为此，检测人员应以工程实际需要为出发点，加强配合比控制，确保其各方面性能都符合工程要求。在高性能混凝土材料的应用中，需要全面落实试验检测，以保证材料性能水平，从而提升公路工程建设质量水平。为此，需要科学组织试验检测工作，及时发现高性能混凝土材料存在的问题，并采取相应的处理措施，确保及时整改相应问题，保证公路工程施工的顺利进行。

1 工程概况

某公路项目长度为35km，路面宽32m，设计速度为100km/h。在该项目建设的过程中，为了提高工程质量水平，检测单位针对高性能混凝土材料特性进行试验检测，总结出合理的混凝土配合比参数，保证高性能混凝土质量，降低项目成本，促进综合效益提升。

2 高性能混凝土试验检测要点

经过对我国以往公路工程项目建设实际情况的分析，发现很多工程存在质量和安全问题，导致路面结构损坏，甚至会出现裂缝、坍塌等问题。为了避免这些问题，需要在公路工程项目实施前进行全面的试验检测，并对现场区域进行全面调查分析，以提高工程施工的质量和安全性。

同时，要以工程施工为出发点，在施工前需要对材料的配合比参数进行检测，并按照要求制作试件，执行相应的规定标准。如果检测数据存在很大的偏差，检测人员应及时总结原因，进行纠正处理，以切实提高混凝土材料的性能，避免引发质量问题[1]。

2.1 胶凝材料控制要点

在高性能混凝土材料的试验检测环节，胶凝材料质量控制尤为重要，为确保质量，应加强对胶凝材料的控制。在混凝土施工中，水泥材料是主要的胶凝材料之一，通常采用普通硅酸盐水泥。为了提高混凝土的质量，检测人员需要加强对水泥强度的检测，将水泥的加入比例控制在合理的范围内，以减少水化热，避免发生裂缝等质量问题。

2.2 粉煤灰控制要点

在高性能混凝土中，粉煤灰是一种重要的原材料。粉煤灰可以代替部分水泥材料，不仅可以降低项目成本，还能提高混凝土的性能。

在高性能混凝土的配制中，粉煤灰具备如下特性：

第一，火山石效应。粉煤灰内含有大量的三氧化二铝和二氧化硅等组分，这些组分在水泥水化反应中会形成氢氧化钙，并直接和活性组分发生反应，从而形成水化铝酸钙等物质，可以有效提升高性能混凝土的性能。第二，润滑效应。粉煤灰内有大量的圆形颗粒，表面光滑度非常高，可以提高混凝土的流动性。第三，填充效应。与水泥颗粒相比，粉煤灰的颗粒比较小，可以提高混凝土的密实度。第四，可抑制碱骨料反应。粉煤灰可以有效减少可溶性碱的含量，提高混凝土结构的性能。

在高性能混凝土的配制中，为了控制水泥材料的用量，可在其中加入适量的粉煤灰材料，一般选择Ⅰ级。不过，如果粉煤灰加入比例过高，容易使混凝土结构发生碳化反应，因此必须做好水灰比的控制。目前，粉煤灰的加入比例一般不超过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 矿渣粉控制要点

在高性能混凝土配制环节，选用高炉矿渣粉作为掺和料，可以提高混凝土的性能。不过，如果高炉矿渣粉的加入比例过大，高性能混凝土容易出现泌浆问题，从而导致结构强度不合格。因此，检测人员需要加强对高炉矿渣粉加入比例的控制[2]。

2.4 骨料材料控制要点

在高性能混凝土的制作中，骨料占总体积的50%以上，为了保证材料质量，检测人员应加强对骨料集配的控制。选择骨料时，应结合高性能混凝土的物理性能和耐久性，选择合适的骨料材料。与此同时，要结合骨料质量和物理性能，加强对骨料粒径的控制。一般来说，可以选择灰岩、碎石或者机制砂等骨料材料。在骨料检测过程中，需要确保骨料的质量符合要求，以保证高性能混凝土输送的性能。

2.5 减水剂控制要点

为了提高高性能混凝土的性能，往往会加入多种矿物质组分，随着矿物质加入比例的升高，高性能混凝土的水胶比会发生变化，黏稠度也会提高，从而对结构强度产生影响。为了保证混凝土结构强度合格，应加入一定比例的减水剂。在使用减水剂之前，工作人员需要进行减水剂性能检测，确保减水剂符合工程标准，进而有效发挥出其性能。

2.6 优化配合比设计

由于公路工程施工规模较大，因此需要全面提升高性能混凝土的施工质量。为此，检测人员应做好配合比参数的控制，并在优化设计环节，落实水胶比控制。为有效降低水胶比，检测人员需要减少水的加入比例，以达到减小空隙率的效果，促进高性能混凝土抗裂性和密实度的提高。此外，较低的水胶比可以改善水泥浆液和骨料之间的界面性能，起到延缓和阻挡气体和水分等物质进入混凝土结构内部的效果，从而促进混凝土的耐久性提高[3]。

2.7 搅拌系统及工艺优化

为全面提升高性能混凝土的质量，检测人员需要加强对搅拌环节的控制，选择高水平的搅拌系统，落实工艺控制措施。以往的搅拌系统通常采用手动控制方式加水处理，但受温度、水压等因素的影响，水的加入比例难以有效控制，从而影响混凝土材料的性能。因此，加强搅拌系统工艺优化非常重要，具体需要做好以下几点：

第一，需要积极改造搅拌系统，升级自动搅拌控制系统，通过系统进行自动化的计量和控制，完成各种材料的称量，分析误差并积极改进。

第二，应用自动化控制系统进行各种材料比例的控制，并加强对材料投入顺序的控制，以免影响混凝土的性能。

进入搅拌环节后，每个环节都必须由专人进行检查，并进行混凝土材料的性能测试，以保证各方面性能和质量合格，避免影响工程的施工总体水平[4]。

2.8 浇筑工艺优化

在高性能混凝土的浇筑施工中，不合理的浇筑施工工艺会导致结构表面出现色差、冷缝等问题。为了提高浇筑水平，必须对浇筑工艺进行优化。在高性能混凝土的检测过程中，工作人员应选择合适的浇筑工艺，并落实试验分析工作，以提升浇筑施工水平。此外，在浇筑过程中还需要控制浇筑速度，避免在浇筑施工之后出现空洞等问题。

2.9 振捣工艺优化

振捣是高性能混凝土成型的关键环节，振捣质量直接影响整个成型质量。如果振捣不能符合标准要求，将会影响混凝土结构的密实度，甚至会造成结构出现蜂窝、麻面等质量问题，如果超出规定标准，还会导致结构分层，进而影响施工性能。为了提升混凝土浇筑施工的总体水平，检测人员需要对浇筑后的振捣工艺进行优化，及时将混凝土结构内部的气泡排出，从而提升结构的性能和耐久性。要注意以下几点：

首先，检测人员应进行振捣工艺优化，切实提升成型质量。

其次，在分层振捣施工过程中，检测人员必须严格控制每一层的振捣时间，应在上一层结构浇筑施工之后，将振捣棒插入下一层混凝土的10cm 左右深度进行振捣处理。

再次，检测人员需要在每一层振捣过程中全面监测和管理，促进振捣效率和质量的提升，从而保证混凝土结构性能达到标准。

最后，应用附着式振捣器进行施工时，检测人员需要加强强度和质量控制，以保证振捣效果。

3 高性能混凝土主要性能及试验检测要点分析

3.1 主要性能

第一，强度和耐久性。高性能混凝土有较强的抗压强度和抗拉强度，能够承受更大的荷载和应力。在公路和桥梁等重要工程中应用高性能混凝土，可以显著提高结构的稳定性和耐久性。其高强度能够保证结构在面对巨大的压力和负荷时的安全性，而优异的耐久性能使混凝土结构长时间承受恶劣的环境条件。使用高性能混凝土，能够延长公路和桥梁等工程的使用寿命，从而降低维修和重建成本，提高公路桥梁的可靠性和持续性。

第二，抗裂性高性能混凝土具有出色的抗裂性能，能够有效抵抗温度变化、荷载作用和湿热环境等因素对结构造成的裂缝。这种抗裂性能是由其特殊的配方和内部微观结构所决定的。结构面临较大变形或冲击负荷时，高性能混凝土也能保持结构的完整性，确保结构的长期稳定性。这种抗裂性能不仅有助于减少裂缝的形成，还能有效防止湿气和有害物质渗入混凝土内部，从而可降低结构的维修和修复成本。

第三，抗渗透性。高性能混凝土具有较低的渗透率，这是由其致密的微观结构和高质量的材料组成所决定的。相比于普通混凝土，高性能混凝土的渗透率更低，能够有效防止水分、盐类和有害化学物质的渗入混凝土内部。这种特性使高性能混凝土能在恶劣的环境条件下保持其强度和耐久性，降低结构受损的风险。

第四，基本性能稳定。高性能混凝土具有较低的收缩和膨胀性，这种特性使得高性能混凝土在极端温度变化或湿度波动的情况下，依然能够保持结构的完整性和稳定性。较低的收缩和膨胀性有助于减少混凝土表面的裂缝和变形，从而降低结构的维护成本。在公路工程中应用高性能混凝土，能够提高路面的耐久性和稳定性，确保行车的平稳性和安全性。

第五，施工可塑性。高性能混凝土在施工过程中有较好的可塑性，能够更好地适应复杂结构的形状和要求。这种可塑性有助于提高混凝土的浇筑质量和施工效率，避免施工过程中的材料损失和质量问题。

第六，环境友好性。高性能混凝土采用优化配方和特殊的掺和材料，能够减少对自然资源的消耗，降低对环境的污染。同时，较少的维修需求也有助于降低对环境的影响[5]。

3.2 试验检测要点

进行公路高性能混凝土试验检测时，需要关注以下要点，以确保试验的准确性和可靠性。

第一，抗压强度测试。使用压力机对高性能混凝土试件进行抗压强度测试。试验过程中，应按照标准要求，确保试件的尺寸、湿度和质量等参数符合规定。测试过程中，逐渐增加加载压力，并记录抗压强度的峰值，以评估混凝土的强度性能。

第二，抗拉强度测试。采用拉力试验机对高性能混凝土试件进行抗拉强度测试，试验过程中需注意合理选择试件的几何形状、尺寸，以及加载方式和速率等参数。根据试验结果，计算混凝土的抗拉强度，并进行性能评估。

第三，动态弹性模量测试。通过频率扫描试验或振动试验，测定高性能混凝土的动态弹性模量。该参数可以反映混凝土的刚度和弹性性能，对结构的抗震性能评估有重要意义。试验过程中，需要注意加载频率、振幅和采样点的选择，以获取准确的动态弹性模量数据。

第四，抗裂性能测试。采用裂缝宽度计或拉伸试验等方法，评估高性能混凝土的抗裂性能。试验中应注意合理控制试件的几何形状和尺寸，以及加载方式和速率等参数。

第五，抗渗透性测试。使用渗透试验装置对高性能混凝土进行抗渗透性能测试。通过施加一定压力的水或气体，观察试件是否发生渗漏或浸透，以评估混凝土的抗渗性能。在试验过程中，需要注意渗透介质、压力和时间等参数的选择，并结合试验结果对混凝土进行性能评估。

4 结语

综上所述，在公路项目施工中，为充分发挥高性能混凝土材料的优势，应严格落实试验检测工作，加强对各方面参数的分析，优化混凝土材料的配合比，以满足施工需要。同时，在高性能混凝土施工环节，应落实对每个环节的管控，有效提升公路工程建设施工质量，降低材料消耗，进而提升总体施工效益，为我国公路工程事业的高质量发展奠定基础。