高速公路高性能混凝土试验检测

高盼

（河北慧锦工程检测有限公司，河北 石家庄 050000）

1 工程概况

某高速公路于2012年建成投用，路线全长244km，包括大量的桥梁和隧道，混凝土用量较大，使用的最高等级混凝土为C80，归属于高性能混凝土的范畴。因此，为确保高性能混凝土的整体质量，施工中要做好试验检测工作。

2 高速公路高性能混凝土试验检测

高性能混凝土试验检测的主要项目包括和易性试验、力学性能试验以及耐久性试验等，具体的试验检测技术要点如下。

2.1 和易性试验

2.1.1 试验方法

和易性是高性能混凝土的重要性能之一，与该性能关系较为密切的指标有流动性、保水性以及黏聚性，每个指标各具特性，需要以不同的试验方法评定。常规做法是先检测混凝土的流动性，通过目测方法，判定混凝土的保水性及黏聚性，从而综合评定混凝土的和易性。可以采用坍落度试验检测混凝土的流动性。该试验方法使用的仪器为坍落度检测仪，适用于坍落度在10mm以上的混凝土[1]。

2.1.2 操作要点

（1）试验正式开始前，先用清水将坍落度筒冲洗干净，用毛巾擦干筒内多余的水分，然后用水湿润装载混凝土拌和物的钢板，将坍落度筒置于钢板上踩紧，之后向筒内装入混凝土拌和物，共分三次装入，每次以筒高的1/3为宜，装好后振捣密实。需要注意的是，最上层的混凝土拌和物要略高于筒口，振捣后将多余的拌和物抹平，以垂直向上的方式将坍落度筒提起，置于混凝土试样旁，此时拌和物呈现为自然坍落状态，通过直尺量取垂直高度，即为坍落度值。当试样的坍落度值超过220mm，可用直尺量取扩展终止后的最大和最小直径，差值在50mm以内，取平均值作为坍落度扩展值。若差值超过50mm，则试验无效，必须重做[2]。

（2）在测定混凝土拌和物的坍落度时，通过目测的方法观察保水性及黏聚性并如实记录，黏聚性的评定方法为用捣棒对拌和物的侧面轻轻敲击，若椎体缓慢向下坍落，表明混凝土拌和物的黏聚性良好，崩裂、倒塌或是离析，则表明黏聚性比较差。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为多量，反之则为少量，无水流出则保水性为最佳。

2.1.3 检测结果

混凝土拌和物经和易性检测后得出如下结果：黏聚性与保水性较少，这与材料的优选、配合比的科学设计以及拌制环节的严格控制有着密不可分的关联，保证了高性能混凝土的和易性。

2.2 力学性能试验

高性能混凝土的力学性能具有非常重要的技术指标，包括抗压强度、劈裂抗拉以及弹性模量等。

2.2.1 抗压强度试验

抗压强度是评定高性能混凝品质的关键指标，可以采用如下方法对混凝土的抗压强度试验检测：取出经过标准养护的混凝土试件，在规范标准规定的时间内开展抗压强度试验，擦净试件表面，去掉黏附在其上的各种杂质，然后将试件放置在压力机下方的承压板上，需要注意的是，试件的浇筑表面不得作为承压面，放好后，将试件调平、对中；压力机通电开机，调整承压板使其与混凝土试件表面接触，随后调整球座使承压板与试件表面完全接触，开启压力机，按照规范标准给出的速率，施加荷载，直至试件破坏为止，对此时的荷载值准确记录，根据相关公式计算出混凝土试件的抗压强度值。本次选取36 组试件做28d抗压强度试验检测，最终得到的平均值为37.4MPa，标准差为1.471MPa，研究表明，标准差的值越大，高性能混凝土的生产水平越低，本次试验的标准差为1.471，小于4.0MPa（规定值），表明混凝土的生产质量达到优秀水平，质量波动非常小，稳定性高[3]。

2.2.2 劈裂抗拉强度

混凝土归属于脆性材料的范畴，其抗拉强度为抗压强度的5%～10%左右，若混凝土所受的拉应力超过抗拉极限强度，易产生裂纹、变形等缺陷，影响混凝土构件的性能[4]。因此需要对高性能混凝土进行劈裂抗拉强度试验，具体方法如下：劈裂抗拉强度试验可采用圆柱体试件，按照标准养护的方法，将试件养护到试验龄期；随后对试件的直径和高度准确测量，并对外观全面细致检查好，绘制出劈裂面的位置线；组装试件、夹具及垫条，置于承压板上，对中后开启压力机，调整球座使其与试件表面均匀接触，依据规范规定的速率连续施加荷载，直至试件破坏为止，对破坏时的极限值准确记录，结合相关公式计算出试件的劈裂抗拉强度。由试验检测结果可知，高性能混凝土施工中，劈裂抗拉强度比温度应力值高，抗裂安全系数超过1.6，由此表明施工中采取的温控措施合理、有效，避免了混凝土开裂的情况发生[5]。

2.2.3 弹性模量试验

高性能混凝土具体试验检测方法如下：将标准养护的试件取出后，擦净表面及承压板面，随后先取一组试件，做轴心抗压强度试验，再取另外一组试件，做抗压弹性模量试验；试件置于压力机球座上，对中后开启压力机，开启压力机并调整球座确保接触均匀，预压不得少于2次，最后一次预压后，在该压力下保持规定的时间，对测点的变形读数值准确记录，然后以相同的施加荷载速度，增加至荷载值，持续规定时间后，读取测点的变形值。试验检测结果表明，高性能混凝土的抗压弹性模量为3.6×104～4.4×104MPa，满足施工要求。

2.3 耐久性试验检测

高性能混凝土的耐久性试验主要包括抗渗性及抗氯离子渗透性试验等，具体的试验方法及操作要点如下：

2.3.1 抗渗性试验

选用圆柱形混凝土试件，依据规定要求，养护至标准龄期，将表面晾干后，在侧面均匀涂抹一层密封材料，使用压力机将试件压入试验模具中，完全冷却后卸掉荷载，连同试模一并装入抗渗仪。启动抗渗仪并增加水压，先从规定水压开始，不断增大水压，观察试件表面的渗水情况，当表面渗水的试件达到3个，便可停止试验，对水压力如实记录[6]。本次试验检测共配制高性能混凝土试件三组，每组的水胶比均不相同，分别为0.5、0.4和0.3，水泥均为42.5普硅水泥，掺入硅粉及高效减水剂。试验结果表明，随着硅粉和高效减水剂的加入，使混凝土的密实度得到显著提升，其强度和抗渗性都相应提高，达到0.3的水胶比，抗渗性最佳，说明水胶比越小越好[7]。

2.3.2 抗氯离子渗透性试验

为加快试验检测速度，选用RCM 法，测定高性能混凝土的抗氯离子渗透性，具体操作要点如下：先将试件切割为标准尺寸，放入标养池浸泡4d，向试验槽内注入相应的试剂，通电后测量电压、电流及电解液的温度，取出试件从中剖开，滴定氯离子扩展深度，依据相关公式，计算出扩展系数[8]。试验结果表明，矿物掺和料的加入，使氯离子的渗透路径被有效阻断，浓度随之降低，钢筋锈蚀时间得到显著延长。

3 结语

为使高性能混凝土的各方面性能达到高速公路工程项目建设要求，可在混凝土施工过程中采用有效的方法开展试验检测工作，将重点放在和易性、力学性能及耐久性等方面，从而为混凝土的整体质量提供保障。