高性能混凝土施工技术探讨

摘要：高性能混凝土是一项复杂的施工技术。本文介绍了高性能混凝土施工技术的特点及配合比的设计，对高性能混凝土施工技术进行了详细论述，以期指导实践。

关键词：高性能混凝土；施工方法；原材料；技术措施

Abstract: the high performance concrete is a complex construction technology. This paper introduces the construction technology of high performance concrete characteristics and mix proportion design, described the construction technology of high performance concrete in detail, in order to guide practice.

Key words: high performance concrete; construction method; raw materials; technical measures

中图分类号：TU755 文献标识码：A

高性能混凝土(High Peiformanie Concrete，简称HPC)是一种新型高技术混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土，是以耐久性作为设计的主要指标，承受恶劣环境条件的需要，适应了工程结构向大跨度、高层、重载方向发展。

1 高性能混凝土的原材料及其拌合物特性

1.1水泥配制HPC

一般采用标号大于或等于525#的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、早强硅酸盐水泥或特种水泥(调粒水泥、球状水泥等)。水泥加矿物掺合料的总用量控制在300—500kg/m2范围，水泥中C3A含量不应超过8％。

1.2骨料

优质且级配良好骨料可以提高混凝土的密实度，全面提高新拌混凝土的工作性和硬化后的强度及耐久性。此外，骨料的种类对HPC的体积稳定性也有显著影响。

粗骨料的岩石种类、粒径、粒形、表面状况、级配以及软弱颗粒和石粉含量将会影响拌合物的和易性及硬化后的强度，而细骨料的粗细和级配对混凝土流变性能的影响更大。

1.3高性能外加剂

高效减水剂是制各HPC必不可少的。掺入高效减水剂后，能在一定的和易性要求下显著降低用水量，使混凝土更密实，从而提高强度、耐久性等。

为防止混凝离析，泌水还需加入增稠剂，为提高体积稳定性、密实度、抗渗性、耐久性以及补偿收缩，也有加入膨胀剂的。

1.4超细活性掺合剂

HPC用超细活性掺合剂的作用主要有二点：

(1)滚球作用。由于颗粒比水泥细，增加了水分子与水泥颗粒之间的过渡粒级，改善了混凝土的工作性。

(2)微集料作用。HPC中胶凝料用量大，有较大部分不能水化。由于矿物掺合剂很细，能置换出混凝土中更小空间的水。使混凝土更密实，各项性能得以提高。

2 高性能混凝土配合比设计

在高耐久混凝土配合比设计中主要考虑的影响因素有：

2.1工作性

良好的工作性是使混凝土质量均匀、获得高性能且安全可靠的前提。没有良好的工作性就不可能有良好的耐久性。高性能混凝土拌合物具有高流动性、可泵性。同时，拌合物还应具有体积稳定、不离析、不泌水等特性。为了保证施工的质量，配制时还要考虑减小流动性损失。影响高性能混凝土拌合物工作性的因素主要有水泥砂浆用量(包括水胶比、胶凝材料用量以及砂率)、集料级配、减水剂品种及用量等。

2.2强度

影响强度的主要因素有水胶比和矿物细掺料的用量等。受界面的影响，粗集料粒径、砂率和浆体数量也会对强度有一定的影响。

2.3耐久性

高性能混凝土配制的最终目标主要是优良的耐久性，而用于承重结构，则同时强度应满足不同构件的要求。因为大多数造成混凝土劣化的(物理的或化学的)侵蚀都是有害介质通过水的渗入而发生的，所以，低渗透性是混凝土的第一道防线，影响混凝土渗透性的主要因素是混凝土的内部结构。因此，配制混凝土时，影响耐久性的因素是拌合物的均匀性、稳定性、以及硬化混凝土的密实度、中心质网络的形成、界面结构、尺寸稳定性和所用原材料的品质等。

3 施工方法工艺及要点

3.1原材料选择与混凝土配制

原材料选择与混凝土配制除符合国家及铁道部有关标准规定外，还遵循以下原则：

选用C3A和碱含量较低，比表面积不大于350m2/kg，C3A含量不大于8％ 的非早强型硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，尽量减少水泥的水化热和自收缩，有利于提高抗裂性能。

细骨料选用级配合理、质地均匀坚固、吸水率低、空隙率小的洁净天然中粗河砂，选用粒形良好、质地均匀坚固、线胀系数小的洁净的碎石，采用二级配粗骨料，严格控制骨料的针片状颗粒含量和空隙率；尽量降低搅拌用水，减少胶凝材料的用量。普通结构混凝土用碎石的粒径不大于40mm，C50及以上预应力结构混凝土用碎石的粒径不大于25mm，路基支承层混凝土用碎石的粒径不大于31.5mm，保证混凝土整体结构的均匀性。

适量掺加烧失量较小、粉煤灰细度筛余量较小、磨细矿渣粉比表面积适中、品质稳定均匀、来源固定的优质矿物掺合料，降低水化热和减少搅拌水，改善水化产物的微结构，改善浆体及骨料界面结构，并增加混凝土后期强度与密实性，提高混凝土耐久性能。

采用具有高效减水、适量引气、能细化混凝土孔结构、能明显改善或提高混凝土耐久性能的外加剂。

在满足设计、施工要求的情况下，尽量减少水泥和胶凝材料的用量(C30及以下混凝土的胶凝材料总量不高于400kg/m3 ，C35一C40不高于450kg/m 3，C50及以上不高于500kg/m3 )。

3.2混凝土搅拌

混凝土搅拌在搅拌站集中进行。每一工班正式称量前，按配合比核对原材料的产地、规格，检查搅拌设备是否运行正常，并对计量设备进行校核。

搅拌前，严格测定粗细骨料的含水率，准确测定因天气变化而引起的粗细骨料含水量变化，以便及时调整施工配合比。一般情况下，含水量每工班抽测2次，雨天随时抽测，并按测定结果及时调整混凝土施工配合比。

混凝土搅拌时采用二次投料法。搅拌完成的混凝土达到均匀、颜色一致，具有良好的流动性、粘聚性和保水性。混凝土的搅拌时间根据搅拌物的稠度、搅拌机的功率等确定，一般不少于2 min，也不大于3 min。

每次生产混凝土时密切监视与检测开拌初始的前三盘混凝土搅拌物的坍落度、含气量、温度及泌水率，如不符合要求，及时分析处理，直至符合要求后方可持续生产和用于工程。

生产混凝土过程中，按规定的频次和项目对混凝土搅拌物进行检测。

3.3混凝土浇筑

预先制定浇筑工艺，明确结构分段分块的间隔浇筑顺序(尽量减少后浇带或连接缝)和钢筋的混凝土保护层厚度控制措施；明确浇筑进行方向和入模点，尽可能实行对称入模浇筑混凝土。

浇筑混凝土前，由专人认真核实钢筋保护层垫块的位置、数量及其紧固程度。构件侧面和底面的垫块至少为4个/m 2，绑扎垫块和钢筋的铁丝头不得伸入保护层内。

当由高处浇筑混凝土时，混凝土的自由倾落高度不得超过2m，当超过2m时，则采用串筒、溜管或振动溜管等设施辅助下落，保证混凝土不出现分层离析现象。

混凝土的浇筑采用分层连续推移的方式进行，浇筑间隙时间不超过混凝土的初凝时问(一般不超过90min)，不得随意留置施工缝。

采用泵送混凝土时一次摊铺厚度不大于600mm，采用非泵送混凝土时一次摊铺厚度不大于400mm。浇筑竖向结构的混凝土前，底部先浇入500mm厚的水泥砂浆(水灰比略小于混凝土)。

在炎热季节浇筑混凝土时，避免模板和新浇混凝土受阳光直射，控制混凝土入模前模板和钢筋的温度以及附近的局部气温不超过40℃(梁体混凝土入模前模板和钢筋的温度以及附近的局部气温不超过35℃)。尽可能安排在傍晚浇筑而避开炎热的白天，避免在早上浇筑以免气温升到最高时加剧混凝土内部温升。

新浇混凝土与邻接已硬化混凝土或岩土介质间的温差不大于15℃。

混凝土浇筑过程中按要求及时测试混凝土的坍落度、含气量、泌水率、入模温度等搅拌物性能，在浇筑地点取样制作试件，留置足够数量的混凝土试件按规定进行同条件养护或标准养护，及时填写施工记录。

3.4混凝土振捣

（1）根据工程结构或构件的类型及不同工艺需要，混凝土振捣分别选用不同型号规格的插入式高频振动棒、附着式高频振捣器、表面平板高频振捣器或几种组合等方式。振捣时不得碰撞模板、钢筋及预埋铁件。

（2）混凝土振捣按规定的工艺路线和方式进行，在混凝土浇筑过程中及时将浇筑的混凝土均匀振捣密实，不得随意加密振点或漏振，每点的振捣时间以表面泛浆或不冒大气泡为准，一般不超过30s，避免过振。

（3）采用插入式高频振捣器振捣混凝土时，采用垂直点振方式振捣。若需变换振捣棒位置，首先竖向缓慢将振捣棒拔出，然后再将振捣棒移至新的位置，不得将振捣棒放在搅拌物内平拖，也不得用插入式振捣棒平拖驱赶下料口处堆积的搅拌物。

（4）在振捣混凝土过程中，加强检查模板支撑的稳定性和接缝的密合情况，安排专人负责监视模板、管道、钢筋和预埋件，螺栓松动、模板变形时及时采取措施予以处理。混凝土浇筑完后，仔细将混凝土表面压实抹平，抹面时严禁洒水。

3.5混凝土拆模

混凝土拆模时的强度符合设计要求。

结构或构件芯部混凝土与表层混凝土之间的温差、表层混凝土与环境之间的温差不大于20 ℃(构件截面较为复杂时，不大于l5℃)时方可拆模。在炎热和大风干燥季节，采取逐段拆模、边拆边盖、边拆边浇水或边拆边喷涂养护剂的拆模工艺。大风或气温急剧变化时不进行拆模作业。

拆模按立模顺序逆向进行，不损伤混凝土，并减少模板破损。当模板与混凝土脱离后，再拆卸、吊运模板。

拆模后的混凝土结构，在混凝土达到100％的设计强度后，方可承受全部设计荷载。

4 结语

高性能混凝土的研究与开发应用，对传统混凝土的技术性能有了重大的突破，对节能、工程质量、工程经济、环境与劳动保护等方面都具有重大的意义。可以预测，高性能混凝土在工程上的应用领域将迅速扩大，并取得更大、更多的技术经济效益。

参考文献：

[1]洪雷.混凝土性能及新型混凝土技术[M].大连：大连理工大学出版社.

[2]康武文.混凝土施工中新技术的应用[J].山西建筑.