高速公路高性能混凝土試驗檢測

高盼

（河北慧錦工程檢測有限公司，河北 石家莊 050000）

1 工程概況

某高速公路于2012年建成投用，路線全長244km，包括大量的橋梁和隧道，混凝土用量較大，使用的最高等級混凝土為C80，歸屬于高性能混凝土的范疇。因此，為確保高性能混凝土的整體質量，施工中要做好試驗檢測工作。

2 高速公路高性能混凝土試驗檢測

高性能混凝土試驗檢測的主要項目包括和易性試驗、力學性能試驗以及耐久性試驗等，具體的試驗檢測技術要點如下。

2.1 和易性試驗

2.1.1 試驗方法

和易性是高性能混凝土的重要性能之一，與該性能關系較為密切的指標有流動性、保水性以及黏聚性，每個指標各具特性，需要以不同的試驗方法評定。常規(guī)做法是先檢測混凝土的流動性，通過目測方法，判定混凝土的保水性及黏聚性，從而綜合評定混凝土的和易性?？梢圆捎锰涠仍囼灆z測混凝土的流動性。該試驗方法使用的儀器為坍落度檢測儀，適用于坍落度在10mm以上的混凝土[1]。

2.1.2 操作要點

（1）試驗正式開始前，先用清水將坍落度筒沖洗干凈，用毛巾擦干筒內(nèi)多余的水分，然后用水濕潤裝載混凝土拌和物的鋼板，將坍落度筒置于鋼板上踩緊，之后向筒內(nèi)裝入混凝土拌和物，共分三次裝入，每次以筒高的1/3為宜，裝好后振搗密實。需要注意的是，最上層的混凝土拌和物要略高于筒口，振搗后將多余的拌和物抹平，以垂直向上的方式將坍落度筒提起，置于混凝土試樣旁，此時拌和物呈現(xiàn)為自然坍落狀態(tài)，通過直尺量取垂直高度，即為坍落度值。當試樣的坍落度值超過220mm，可用直尺量取擴展終止后的最大和最小直徑，差值在50mm以內(nèi)，取平均值作為坍落度擴展值。若差值超過50mm，則試驗無效，必須重做[2]。

（2）在測定混凝土拌和物的坍落度時，通過目測的方法觀察保水性及黏聚性并如實記錄，黏聚性的評定方法為用搗棒對拌和物的側面輕輕敲擊，若椎體緩慢向下坍落，表明混凝土拌和物的黏聚性良好，崩裂、倒塌或是離析，則表明黏聚性比較差。若坍落度筒提起后，底部有很多水流出，表明拌和物的保水性為多量，反之則為少量，無水流出則保水性為最佳。

2.1.3 檢測結果

混凝土拌和物經(jīng)和易性檢測后得出如下結果：黏聚性與保水性較少，這與材料的優(yōu)選、配合比的科學設計以及拌制環(huán)節(jié)的嚴格控制有著密不可分的關聯(lián)，保證了高性能混凝土的和易性。

2.2 力學性能試驗

高性能混凝土的力學性能具有非常重要的技術指標，包括抗壓強度、劈裂抗拉以及彈性模量等。

2.2.1 抗壓強度試驗

抗壓強度是評定高性能混凝品質的關鍵指標，可以采用如下方法對混凝土的抗壓強度試驗檢測：取出經(jīng)過標準養(yǎng)護的混凝土試件，在規(guī)范標準規(guī)定的時間內(nèi)開展抗壓強度試驗，擦凈試件表面，去掉黏附在其上的各種雜質，然后將試件放置在壓力機下方的承壓板上，需要注意的是，試件的澆筑表面不得作為承壓面，放好后，將試件調(diào)平、對中；壓力機通電開機，調(diào)整承壓板使其與混凝土試件表面接觸，隨后調(diào)整球座使承壓板與試件表面完全接觸，開啟壓力機，按照規(guī)范標準給出的速率，施加荷載，直至試件破壞為止，對此時的荷載值準確記錄，根據(jù)相關公式計算出混凝土試件的抗壓強度值。本次選取36 組試件做28d抗壓強度試驗檢測，最終得到的平均值為37.4MPa，標準差為1.471MPa，研究表明，標準差的值越大，高性能混凝土的生產(chǎn)水平越低，本次試驗的標準差為1.471，小于4.0MPa（規(guī)定值），表明混凝土的生產(chǎn)質量達到優(yōu)秀水平，質量波動非常小，穩(wěn)定性高[3]。

2.2.2 劈裂抗拉強度

混凝土歸屬于脆性材料的范疇，其抗拉強度為抗壓強度的5%～10%左右，若混凝土所受的拉應力超過抗拉極限強度，易產(chǎn)生裂紋、變形等缺陷，影響混凝土構件的性能[4]。因此需要對高性能混凝土進行劈裂抗拉強度試驗，具體方法如下：劈裂抗拉強度試驗可采用圓柱體試件，按照標準養(yǎng)護的方法，將試件養(yǎng)護到試驗齡期；隨后對試件的直徑和高度準確測量，并對外觀全面細致檢查好，繪制出劈裂面的位置線；組裝試件、夾具及墊條，置于承壓板上，對中后開啟壓力機，調(diào)整球座使其與試件表面均勻接觸，依據(jù)規(guī)范規(guī)定的速率連續(xù)施加荷載，直至試件破壞為止，對破壞時的極限值準確記錄，結合相關公式計算出試件的劈裂抗拉強度。由試驗檢測結果可知，高性能混凝土施工中，劈裂抗拉強度比溫度應力值高，抗裂安全系數(shù)超過1.6，由此表明施工中采取的溫控措施合理、有效，避免了混凝土開裂的情況發(fā)生[5]。

2.2.3 彈性模量試驗

高性能混凝土具體試驗檢測方法如下：將標準養(yǎng)護的試件取出后，擦凈表面及承壓板面，隨后先取一組試件，做軸心抗壓強度試驗，再取另外一組試件，做抗壓彈性模量試驗；試件置于壓力機球座上，對中后開啟壓力機，開啟壓力機并調(diào)整球座確保接觸均勻，預壓不得少于2次，最后一次預壓后，在該壓力下保持規(guī)定的時間，對測點的變形讀數(shù)值準確記錄，然后以相同的施加荷載速度，增加至荷載值，持續(xù)規(guī)定時間后，讀取測點的變形值。試驗檢測結果表明，高性能混凝土的抗壓彈性模量為3.6×104～4.4×104MPa，滿足施工要求。

2.3 耐久性試驗檢測

高性能混凝土的耐久性試驗主要包括抗?jié)B性及抗氯離子滲透性試驗等，具體的試驗方法及操作要點如下：

2.3.1 抗?jié)B性試驗

選用圓柱形混凝土試件，依據(jù)規(guī)定要求，養(yǎng)護至標準齡期，將表面晾干后，在側面均勻涂抹一層密封材料，使用壓力機將試件壓入試驗模具中，完全冷卻后卸掉荷載，連同試模一并裝入抗?jié)B儀。啟動抗?jié)B儀并增加水壓，先從規(guī)定水壓開始，不斷增大水壓，觀察試件表面的滲水情況，當表面滲水的試件達到3個，便可停止試驗，對水壓力如實記錄[6]。本次試驗檢測共配制高性能混凝土試件三組，每組的水膠比均不相同，分別為0.5、0.4和0.3，水泥均為42.5普硅水泥，摻入硅粉及高效減水劑。試驗結果表明，隨著硅粉和高效減水劑的加入，使混凝土的密實度得到顯著提升，其強度和抗?jié)B性都相應提高，達到0.3的水膠比，抗?jié)B性最佳，說明水膠比越小越好[7]。

2.3.2 抗氯離子滲透性試驗

為加快試驗檢測速度，選用RCM 法，測定高性能混凝土的抗氯離子滲透性，具體操作要點如下：先將試件切割為標準尺寸，放入標養(yǎng)池浸泡4d，向試驗槽內(nèi)注入相應的試劑，通電后測量電壓、電流及電解液的溫度，取出試件從中剖開，滴定氯離子擴展深度，依據(jù)相關公式，計算出擴展系數(shù)[8]。試驗結果表明，礦物摻和料的加入，使氯離子的滲透路徑被有效阻斷，濃度隨之降低，鋼筋銹蝕時間得到顯著延長。

3 結語

為使高性能混凝土的各方面性能達到高速公路工程項目建設要求，可在混凝土施工過程中采用有效的方法開展試驗檢測工作，將重點放在和易性、力學性能及耐久性等方面，從而為混凝土的整體質量提供保障。