高速公路高性能混凝土试验检测研究

陈体永

（中交第二航务工程局有限公司，武汉430000）

1 引言

混凝土材料具有使用便利、强度高、易成型、成本低等优势，在工程项目建设中得到了广泛的应用。在高速公路工程项目建设过程中，常用的施工材料是强度等级在C30到C50级的混凝土，这类混凝土的水灰比较大、水泥的孔隙率较大、耐久性能差，严重影响了高速公路工程的使用年限[1]。因此，在高速公路工程建设过程中，相关部门需要引进更多高性能的混凝土，做好高性能混凝土的试验研究，确保混凝土的各项性能满足要求，为交通运输行业的发展提供支持。

2 工程概况

襄阳绕城高速公路南段项目实行设计施工总承包模式，该项目K16+245.907～K47+851.702段全长31.606km，共设有3处互通式立交桥，1处养护工区和1处停车区，设计速度为100km/h，路宽26m，地震动峰值加速度为0.05g，抗震设防烈度为7度。该项目中应用的混凝土材料类型主要包括：（1）沥青混凝土。用于桥面铺装，全桥桥面铺装厚度为10cm。（2）C55混凝土。用于主桥箱梁施工。（3）C40混凝土。用于主墩墩身。（4）C30混凝土。用于主墩承台，过渡墩墩帽、墩柱、系梁，基桩。（5）C40小石子混凝土。用于支座垫石。混凝土施工需要满足JTG/T B07-01—2006《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》的要求。另外，该项目中还有一些其他材料，例如，主桥与引桥间的伸缩缝采用D480型伸缩装置；主桥箱梁与主墩位置的支座采用GCQZ系列支座、过渡墩处采用GCPZ系列支座；预应力管道使用金属波纹管。

在该项目的建设过程中，为了提高高速公路工程项目建设的整体质量，相关部门需要进行高性能混凝土的试验研究，对混凝土材料进行配比试验，确保混凝土的质量，并加强对高速公路项目的成本管理。

3 工程实地调研

为了推动高速公路工程项目建设的顺利实施，相关部门需要做好实地调研工作。首先，应针对高速公路工程建设的各个位置开展调研工作，通过应用相应的调研设备和装置可以发现实际工程建设中存在的很多安全质量问题，例如，外部破损、梁体表层裂缝等；其次，相关人员需要深入分析这一环节中的各项安全质量问题，并对其进行跟踪调查，明确问题的原因，及时解决作业过程中出现的各项问题，同时，引进相应的建筑材料制备混凝土，在检验过程中明确混凝土的配比设计，对混凝土材料的成本进行控制。

4 主要试验研究

4.1 提升混凝土中钢筋的保护层厚度

为了延长混凝土的使用年限，相关人员需要增加钢筋的保护层厚度，这是一种简单、经济、有效的方法，但保护层厚度需要满足相关要求，在保护层过厚的情况下，会出现混凝土裂缝问题，影响对钢筋的保护。

4.2 控制混凝土的水灰比

通常情况下，混凝土的水灰比在接近最低水灰比时，混凝土的密实度会不断提高，使混凝土具备较强的抗腐蚀性，因此，应控制混凝土材料的水灰比，提高混凝土的抗腐蚀性。

4.3 加强桥面排水和防水层设计

为了提高桥梁的防水功能，相关部门需要确保防水层具有抗渗、抗剪和抗拉等性能，还需要合理控制桥面铺装的压实度，确保桥面排水的通畅性。

5 高性能混凝土配合比试验

对高性能混凝土进行配合比试验的过程中，应注意以下事项：

1）胶凝材料。在高性能混凝土的制备过程中，往往需要投入大量的胶凝材料，需要相关人员合理选择胶凝材料。例如，混凝土的强度为42.5MPa时，需要使用硅酸盐混凝土；C25、C30、C40、C50等级的混凝土，需要使用P·O42.5水泥进行制备；C55等级的混凝土需要使用P·O52.5水泥进行制备。因此，在选择水泥材料的过程中，需要根据相关标准和规范进行，在实际使用前，开展相关试验检验，确保水泥材料的性能可以满足该项目的实际需求。

2）粗细骨料的选择。在选择高性能混凝土骨料的过程中，相关人员需要确保骨料能够提升高性能混凝土的耐久性，尤其要注重骨料的种类和工作性能，并对粗细骨料的粒径、碱活性组分含量等进行控制。同时，在工程项目建设过程中，常用的骨料品种是优质的石灰岩碎石、干净的中河砂，使用前，需要对其进行深入分析并检测，以满足施工标准要求。

3）高性能减水剂的选择。高性能混凝土中存在很多矿物掺合料和胶凝材质，将矿物掺合料放入混凝土中时，需要加入胶凝材质，提升混凝土的物理性质，但是，会使混凝土的水胶比例有所降低，导致拌合物黏稠度增加，在使用过程中的流动性也会减弱。因此，在制备高性能混凝土的过程中，相关人员需要加入聚羧酸高性能高减水剂，在实际应用前要在实验室进行检验工作，以提升混凝土的物理性质。

4）压浆配合比。在混凝土的注浆过程中，常使用管道压浆剂进行孔道注浆作业，常用的管道压浆剂主要包括膨胀剂、减水剂、掺合料等。孔道注浆材料主要包括水泥、压浆剂、水等，施工前，应根据工程具体情况确定材料的配合比，使其满足相关设计标准和实际需求。在该高速公路工程项目实际施工过程中，箱梁应用了水胶比为0.28的预应力孔道压浆料，满足了高性能混凝土的实际要求。因此，在注浆过程中，施工人员可以利用真空辅助注浆方式进行施工，根据相关规范中的注浆程序进行，在很大程度上提升了孔道注浆的作业指标。

6 高速公路高性能混凝土试验优化

6.1 搅拌系统及工艺优化

混凝土的搅拌是高速公路高性能混凝土试验中的关键内容，相关人员必须予以高度重视。在混凝土的搅拌过程中，搅拌系统与混凝土搅拌质量息息相关，需要相关部门根据工程建设的实际情况更换搅拌工具或设备，还可以在混凝土的搅拌过程中加入聚羧酸减水剂，减水剂对水量变化比较敏感，能够减少因水量等因素的影响出现混凝土质量不满足相关要求的现象。除此之外，为了提升混凝土的搅拌质量，相关部门还需要不断优化并升级现有的搅拌系统，引进自动化搅拌设备，避免由于人为操作不当影响混凝土的质量，并加入规定比例的混凝土原材料。自动化搅拌设备能够进行自动搅拌，该技术操作便利，已在高速公路建设中得到了有效应用。除此之外，完全自动化搅拌设备可以对原材料的投放顺序进行设定，在合理时间内投放相应的原材料，并使其进行充分混合，进而有效控制搅拌时间。

6.2 浇筑工艺优化

为了优化浇筑工艺，相关人员需要做好以下工作：（1）在浇筑预制梁的过程中，需要合理控制混凝土配比，在适宜条件下进行混凝土配置；（2）在输送混凝土的过程中，应合理选择车辆进行输送，在浇筑过程中，需要利用吊斗进行运送，浇筑过程控制在约5h，以便在浇筑过程中及时地发现并处理问题。

7 结语

综上所述，在现代化高速公路工程项目的建设过程中，高性能混凝土是主要材料之一，具有较强的强度和耐久性，有助于提升工程项目建设的质量。因此，在高速公路混凝土建设中，相关人员需要加强对高性能混凝土试验工作的重视，及时总结施工经验，高效、高质量地完成高速公路工程建设工作，降低施工难度，树立绿色环保理念，建设出满足新时期发展需要和要求的高速公路工程。