高性能混凝土在梧州至柳州高速公路中的應(yīng)用

趙鵬飛

(廣西桂東高速公路有限公司，廣西 平南 537300)

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高性能混凝土在梧州至柳州高速公路中的應(yīng)用

趙鵬飛

(廣西桂東高速公路有限公司，廣西 平南 537300)

文章以梧州至柳州高速公路為例，探討高性能混凝土的應(yīng)用，從材料的運(yùn)輸儲(chǔ)存及混凝土的拌合、澆筑與養(yǎng)護(hù)等方面介紹了高性能混凝土的施工工藝，為類似高速公路建設(shè)施工(尤其在施工材料的選取上)提供參考。

高性能混凝土；梧州至柳州；高速公路；應(yīng)用價(jià)值

0 引言

高性能混凝土與礦物質(zhì)超細(xì)粉以及高效減水劑配合使用，能夠有效減小混凝土內(nèi)部的空隙，從而減少用水量，而且高性能混凝土具有較強(qiáng)的耐久性，混凝土拌合物具有較強(qiáng)的流動(dòng)性，高性能混凝土在成型過程中，不需要實(shí)施分層、離析，便可以形成密實(shí)的混凝土，其耐久性是普通混凝土的3～10倍。基于此，本文對(duì)高性能混凝土在梧州至柳州高速公路的應(yīng)用展開論述，期望能夠產(chǎn)生一定的積極效用。

1 工程概況

梧州至柳州高速公路起始點(diǎn)位于梧州市長(zhǎng)洲區(qū)倒水鎮(zhèn)附近，緊鄰桂林至梧州高速公路(已經(jīng)建成)和梧州環(huán)城公路(擬建)，并且梧州至柳州高速公路途經(jīng)經(jīng)嶺腳、古龍、太平、和平、東華、安懷、官成，最終與荔浦至玉林公路相接(擬建)，另外，整條沿線經(jīng)大鵬、王鉗、百丈、寺村、運(yùn)江、里雍、江口、柳州古亭山，最終止于筆架山附近(柳州市柳州東互通式立交以北約3 km處)。梧州至柳州高速公路主線全長(zhǎng)214.248 km，并且全線設(shè)置了13處設(shè)置互通式立交(分別為倒水南、嶺腳、太平、和平、平南東、官成、大鵬、百丈、寺村、象州、白沙、江口、古亭山)，另外，預(yù)留了一處王鉗互通式立交，在倒水、太平、平南、王鉗、象州、柳州等處均設(shè)置了服務(wù)區(qū)。

梧州至柳州高速公路主線采用標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)(四車道高速公路)。其中起點(diǎn)梧州至象州段(K150+807)，時(shí)速采用100 km/h，路基寬度為26 m；終點(diǎn)象州至柳州段(K150+807)，時(shí)速采用120 km/h，路基寬度為28 m。

2 高性能混凝土的構(gòu)成(原材料)

梧州至柳州高速公路在建設(shè)施工上采用高性能混凝土，而且在原材料上使用天然潔凈的河砂(符合質(zhì)量要求的機(jī)制砂)。在碎石配置上，根據(jù)實(shí)際情況，選用了5～10 mm、10～15 mm、15～26.5 mm三種規(guī)格的碎石；在水泥的選用上，首選硅酸鹽Ⅱ型42.5級(jí)水泥，在特殊情況下，選用普通硅酸鹽42.5級(jí)水泥；在粉煤灰的選用上，需要采用Ⅰ級(jí)風(fēng)選低鈣灰；在礦粉選用上，需要采用活性指數(shù)高的S95級(jí)磨細(xì)礦粉；在減水劑選用上，需要采用聚羧酸型高性能減水劑，并且保證減水率≥25%。另外，為了保證高性能混凝土相關(guān)材料達(dá)到摻量準(zhǔn)確(或者不影響混凝土的性能穩(wěn)定)，梧州至柳州高速公路本規(guī)定不得采用普通硅酸鹽水泥(或者不可以利用普通硅酸鹽水泥來代替高性能材料——硅酸鹽Ⅱ型水泥)。

以下對(duì)梧州至柳州高速公路高性能混凝土的構(gòu)成展開具體分析：

(1)粉煤灰。梧州至柳州高速公路施工，采用燃煤工藝對(duì)低鈣Ⅰ級(jí)粉煤灰進(jìn)行篩選(不得使用二次加工的磨細(xì)灰)。梧州至柳州高速公路施工所采用的粉煤灰，細(xì)度較小，均≤12%，而且其需水量也均在100%以下、燒失量以及三氧化硫含量均在3%以下。所有的數(shù)據(jù)指標(biāo)均要符合《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/T F50-2011)、《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB/T1596-2005)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

(2)磨細(xì)礦渣粉。梧州至柳州高速公路施工選用穩(wěn)定且優(yōu)質(zhì)磨細(xì)礦渣粉，其指標(biāo)符合《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/T F50-2011)的標(biāo)準(zhǔn)要求，且其等級(jí)不低于《用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉》(GB18046-2008)中所規(guī)定的S95級(jí)。

(3)減水劑。本工程所選用的減水劑與水泥具有良好的相容性，而且其減水率高、坍落度損失小，能明顯改善或提高混凝土耐久性能，另外，減水劑的減水率>25%。

(4)粗集料。梧州至柳州高速公路施工對(duì)粗集料的選用標(biāo)準(zhǔn)為：粒形良好、質(zhì)地均勻堅(jiān)硬、線脹系數(shù)小、級(jí)配合理的潔凈石料(摒除卵石加工的碎卵石以及砂巖加工成的碎石)。另外，利用反擊破工藝對(duì)粗集料進(jìn)行加工率，并且保證不破壞粗集料良好的粒形以及堆積密度。除此之外，還要檢測(cè)粗集料的堿活性(包括巖石的抗壓強(qiáng)度檢驗(yàn))，混凝土的強(qiáng)度與巖石的抗壓強(qiáng)度之比>2。本工程所選用的粗集料，其中粒徑最大的為25 mm，并且根據(jù)施工實(shí)際情況，進(jìn)行了三級(jí)分配，即：5～10 mm、10～15 mm、15～25 mm。

(5)細(xì)集料。本工程在細(xì)集料的選用上，其標(biāo)準(zhǔn)為：級(jí)配良好、吸水率低、質(zhì)地均勻堅(jiān)固、細(xì)度模數(shù)在2.5～3.2之間且空隙率小的潔凈天然河砂(摒除山砂、海砂、淡化海砂和機(jī)制砂)。本工程細(xì)集料的其它指標(biāo)均符合《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/T F50-2011)的標(biāo)準(zhǔn)要求。

(6)水。本工程所選用的水均符合《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/T F50-2011)的標(biāo)準(zhǔn)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為例，其施工主要包括以下幾方面：

3.1 材料的一系列工作(包括運(yùn)輸、貯存等)

(1)利用運(yùn)輸工具將散裝的施工材料運(yùn)送到特定的施工場(chǎng)地，并且在運(yùn)輸?shù)倪^程中保證運(yùn)輸材料中不滲入其他規(guī)格、其他類型的材料，如不同規(guī)格的水泥。另外，在水泥運(yùn)輸?shù)目刂浦?，需要將水泥進(jìn)場(chǎng)溫度控制在60 ℃以下，控制水泥進(jìn)場(chǎng)溫度的目的為避免溫度過高損傷剛出廠水泥的新鮮度，從而影響工期。

(2)在運(yùn)輸材料的貯存上，其貯存數(shù)量需要滿足混凝土澆筑的特定需要。

(3)實(shí)時(shí)檢測(cè)水泥的品質(zhì)，避免使用變質(zhì)的水泥，嚴(yán)禁與水泥等其他粉狀材料混淆。

(4)根據(jù)實(shí)際情況，針對(duì)性地選取原材料的貯存方式以及貯存場(chǎng)所，并且保證每天開動(dòng)循環(huán)裝置，避免減水劑長(zhǎng)期不用底部沉淀。

(5)粗細(xì)集料儲(chǔ)存場(chǎng)地應(yīng)做硬化處理，嚴(yán)禁地面泥土等雜質(zhì)混入其中。

(6)集料應(yīng)按不同規(guī)格運(yùn)抵工地，并貯存在相互分開的不同料堆中，不同來源的集料不得混合或儲(chǔ)存在同一料堆。

(7)各種原材料進(jìn)場(chǎng)必須進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)。含泥量、級(jí)配和針片狀不符合要求的集料不得進(jìn)場(chǎng)。

(8)高性能混凝土采用大摻量礦物摻和料，應(yīng)特別重視礦物摻和料的質(zhì)量波動(dòng)，在按規(guī)定頻率檢測(cè)同時(shí)，還應(yīng)對(duì)每車進(jìn)場(chǎng)的礦物摻合料抽樣進(jìn)行檢測(cè)和快速判別，重點(diǎn)檢測(cè)為礦料的顏色、粉煤灰的細(xì)度、粉煤灰和礦粉的需水量比、粉煤灰和礦粉的燒失量，確保粉料在使用前無品質(zhì)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)采用單盤≥2 m3的大型強(qiáng)制式攪拌設(shè)備完成，并且在衡量各種各樣的相關(guān)要求的基礎(chǔ)上，定期標(biāo)定且計(jì)量準(zhǔn)確，與此同時(shí)，配置2個(gè)減水劑儲(chǔ)存罐以及4～5個(gè)80 t粉料儲(chǔ)存罐，采用自動(dòng)稱量裝置檢測(cè)水與減水劑的計(jì)量。除此之外，利用先進(jìn)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，自動(dòng)進(jìn)行全程記錄，分析、歸納、總結(jié)存儲(chǔ)配合比數(shù)據(jù)和攪拌信息，以便指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。

(2)高性能混凝土的拌合(制造)需要利用先進(jìn)的攪拌、運(yùn)送設(shè)備進(jìn)行，并且在拌合的過程中，需要實(shí)時(shí)檢測(cè)集料的含水率(為了確定施工配比)。

(3)對(duì)集料的含水率進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果及時(shí)調(diào)整集料的用量，并且在粗集料和細(xì)集料的稱量上，允許±2%的誤差。

(4)混凝土攪拌過程中應(yīng)有專職試驗(yàn)檢測(cè)人員在拌合站觀察和值守，非試驗(yàn)檢測(cè)人員不得擅自調(diào)整施工配合比。當(dāng)混凝土拌合物坍落度或流動(dòng)性不滿足要求時(shí)，嚴(yán)禁只采取單純加水的措施增加流動(dòng)性。

(5)高性能混凝土應(yīng)在澆筑現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定拌合料的空氣含量，以及泵送和振搗過程造成的混凝土含氣量損失。對(duì)同批量混凝土每臺(tái)班≥1次。

(6)需要對(duì)混凝土塌落度進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)取樣測(cè)定，并且其波動(dòng)范圍均要控制在±2 cm。

3.3 混凝土澆筑(施工的關(guān)鍵)

(1)混凝土澆筑是整個(gè)高速公路施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在具體的工作中，需要詳細(xì)而客觀地記錄好混凝土澆筑的日期、條件等等，形成完備的原始檔案，并且在整個(gè)混凝土澆筑的過程中，需要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)混凝土澆筑溫度加以控制。炎熱的夏天，溫度控制在30 ℃以下，寒冷的冬季溫度控制在5 ℃以上。除此之外，在進(jìn)行大面積的混凝土澆筑時(shí)，需要先計(jì)算好溫度、應(yīng)力，并且確定好適用的養(yǎng)護(hù)方法，以便及時(shí)調(diào)整施工方案。

(2)混凝土澆筑應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，這是因?yàn)椋喝糸g斷性澆筑，容易導(dǎo)致澆筑時(shí)間低于凝固時(shí)間，造成重復(fù)施工，不僅影響整個(gè)施工工期，而且對(duì)施工質(zhì)量造成嚴(yán)重的不良影響。

(3)為了避免離析的產(chǎn)生，需要將混凝土的落下高度控制在2 m以下，并且保障安裝槽的潔凈。

(4)為有效防止裂縫現(xiàn)象的產(chǎn)生，混凝土澆筑需要連續(xù)性進(jìn)行，并且在整個(gè)澆筑-靜置過程中，需要采取一系列的措施，如涂抹防護(hù)層等，盡可能地降低混凝土表面的干裂，從而避免裂縫現(xiàn)象的產(chǎn)生，縮短工期。

(5)混凝土澆筑需要利用泵送機(jī)制，且在攪拌的過程中，保持勻速均勻攪拌，促使混凝土各種原材料充分地融合，減小空隙，從而避免各種潛在隱患的發(fā)生。

(6)在整個(gè)混凝土澆筑的過程中，保證每一細(xì)節(jié)操作的規(guī)范性、專業(yè)化，盡可能避免出現(xiàn)露筋、空洞、冷縫、夾渣、松散等現(xiàn)象，從而全面提升混凝土澆筑質(zhì)量，推動(dòng)整個(gè)施工工期的縮短，降低施工成本。

(7)混凝土澆筑所有環(huán)節(jié)均符合《混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程》(JGJ/T10-2011)的標(biāo)準(zhǔn)要求。

(8)混凝土澆筑的最小壁厚控制在300 mm以上，并且在預(yù)制構(gòu)件的安排上，需要事先進(jìn)行各個(gè)節(jié)點(diǎn)的溫度控制，將溫度控制在合理范圍內(nèi)，避免高溫影響混凝土澆筑質(zhì)量。

(9)混凝土澆筑水平直接關(guān)系到整個(gè)工程的施工質(zhì)量、工期、成本等，梧州至柳州高速公路在混凝土澆筑上均符合相關(guān)要求，澆筑水平較高，因此，整條公路的使用壽命較長(zhǎng)。

3.4 混凝土養(yǎng)護(hù)

(1)混凝土養(yǎng)護(hù)是公路使用壽命延長(zhǎng)的手段，能夠增加公路使用的耐久性。在混凝土養(yǎng)護(hù)上，不僅需要高素質(zhì)的專業(yè)人士負(fù)責(zé)養(yǎng)護(hù)，同時(shí)，在現(xiàn)如今高科技發(fā)展的社會(huì)，可以利用先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)，結(jié)合先進(jìn)的互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)公路的實(shí)際狀態(tài)，根據(jù)實(shí)際情況，提高養(yǎng)護(hù)的精準(zhǔn)度，從而提高混凝土養(yǎng)護(hù)效率。

(2)混凝土養(yǎng)護(hù)，在很大程度上取決于自然條件，因此，在養(yǎng)護(hù)之前，需要充分衡量當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件如溫度、地形、人文等等，并且在拆模的養(yǎng)護(hù)上，可以利用自動(dòng)噴霧系統(tǒng)進(jìn)行，在表面噴水、涂養(yǎng)護(hù)劑或者外表面緊貼包裹薄膜，起到表面的保濕效果，避免混凝土干裂?；炷恋酿B(yǎng)護(hù)均需要滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

(3)混凝土養(yǎng)護(hù)是一項(xiàng)長(zhǎng)期堅(jiān)持的工作，需要持續(xù)性地進(jìn)行檢測(cè)、修復(fù)、養(yǎng)護(hù)等，并且需要定期安排專業(yè)人士負(fù)責(zé)整個(gè)混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量考評(píng)，及時(shí)解決存在的問題。

(4)混凝土的掩護(hù)具有季節(jié)性劃分，與溫度影響具有密切的聯(lián)系。

(5)混凝土養(yǎng)護(hù)材料的選用，一般采用寬幅產(chǎn)品，并且根據(jù)公路的實(shí)際情況，及時(shí)進(jìn)行科學(xué)合理的調(diào)整，可以利用膠帶、膠水或其它方法將混凝土表面進(jìn)行緊密粘合，形成一個(gè)完整的防水層，避免潛在隱患的發(fā)生。梧州至柳州高速公路的混凝土養(yǎng)護(hù)工作做得十分到位，各方面舉措均起到了加快施工工期，延長(zhǎng)公路使用壽命的作用。

4 結(jié)語

總而言之，高性能混凝土的應(yīng)用，能夠有效縮短高速公路的施工工期，提高高速公路的使用壽命，最大限度減少普通混凝土所帶來的局限及隱患，且在不需要實(shí)施分層、離析的狀態(tài)下，密實(shí)的高性能混凝土，可以充分發(fā)揮良好的耐久性(其耐久性是普通混凝土的3～10倍)，全面提升施工效率及質(zhì)量，因此，高性能混凝土在梧州至柳州高速公路的應(yīng)用具有重要的參考價(jià)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

趙鵬飛(1978—)，工程師，研究方向：公路工程試驗(yàn)檢測(cè)。