关于铁路高性能混凝土的应用及质量控制初探

摘要：

我国近年来在铁路上取得了举世瞩目的大成就，本文就以铁路的高性能混凝土施工技术为研究对象，通过笔者多年的实践经验与研究总结，就一系列相关的技术问题，做出了详细的分析阐释。

关键词：铁路；混凝土；质量控制；技术

因为人们对于铁路建设上的期望已经越来越高了，因此对于其施工中的各项技术要求也越来越高了。尤其是在混凝土结构的一系列指标和质量要求上，都做出了严格的规定。根据相关的规范标准，高性能混凝土材料已经是一个发展的必然趋势了。不过在施工中的各项管理环节都还不是很成熟，因此对高性能混凝土的施工技术带来了一定的困难。本文就针对此问题，从高性能混凝土的定义、特征，以及相关的配合比设计问题，原材料的控制等方面进行了深入的解析。

一、高性能混凝土概述

从定义上说，高性能混凝土就是基于普通的混凝土技术，大幅度的提高其性能，同时采用现代技术制作而成，其主要的指标就是具有较好的耐久性，且针对不同的用途还会呈现不同的特征，例如较高的适用性和强度，以及高度的稳定性和经济性、工作性等。以预应力混凝土为例，这是一种为了防止过早的出现钢筋混凝土结构的裂缝，从而使得高强度的钢筋以及高强度的混凝土的能效可以得到充分的发挥，并且在混凝土的构件可以承受其荷载之前，就设法先在受拉区的混凝土施加压力，形成预应力混凝土。并且主要具备以下特点：1）强度和高抗渗能力是高性能混凝土的基本特征，但是在强度上却并不一定是拥有高强度性的，只要满足实际施工所需即可。2）在使用的寿命上，高性能混凝土无疑是最长的。根据我国的对于铁路发展的规划以及相关的设计规范可知，我国的高速铁路在设计上，将其分为三个级别，对于一般的客运专线要求有五十至一百年的使用寿命，普通的混凝土当然是很难达到这一标准的。3）高性能混凝土还拥有较好的工作性能。这也是其首要的性能条件，同时还具备较高的抗分离性以及流动性能、高稳定性等。4）在发生硬化的过程中，或者硬化后，高性能混凝土都具备较高的体积稳定性，而且不会产生微细的裂缝，在收缩后，也不会产生较大的变形。

二、高性能混凝土的应用

（1）应用发展

因为我国高速铁路的快速发展，而高性能混凝土的大规模使用和推广也还处在起步的阶段，但从目前得到的成果来看，普遍反映都比较好。而且因为相关的标准制定及时的纳入了法规范围，使得高性能混凝土的耐久性等性能特点能够得到保证。而在具体的施工方面还要进一步完善冬期施工和土质环境等条件较为恶劣的情况下的高性能混凝土的相关功能，比如抗裂和耐久性等。还要注意随手收集整理施工现场的数据信息，使得其技术标准得到有效提高。对于准确的混凝土结构物的寿命，目前还没有办法进行预测，但是完全可以参照其混凝土的耐久性等指标进行监控检测工作，使得其结构物能够真正具备设计使用的寿命。

（2）配合比的设计问题

在配合比的设计方面，高性能混凝土与普通的混凝土也是存在一定的异同的，主要有以下几个方面：1）在原材料的要求方面有所不同。因为耐久性的要求，所以高性能的混凝土对于原材料的品质上对于可以与耐久性想适应的要求会更高。2）设计强度的取值有所区别。一般的混凝土的设计强度主要就是为了使用荷载效应的实际需要，只要能够其需求即可，而对于高性能的混凝土来说，就要使其可以在适应环境效应下，满足混凝土的耐久性的需求。3）高性能的混凝土还增加了一个试验性的要求，就是抗裂性对比。配合比间的此项试验主要是为了选择可以在标准的条件下，具有更好的抗裂性的配合比。4）对于高性能的混凝土来说，其耐久性在任何的环境中都更高。并且还有抗氯离子水泥头以及耐蚀和耐磨等性能，在配合比的试验中，除了一些必需的拌和物的性能，以及力学性能的试验外，还要根据实际的设计要求进行其中的一种或者几种的耐久性试验。5）在配合比的试验周期上，普通的混凝土和高性能的混凝土也有所不同。因为对于耐久性的要求较高，所以高性能的混凝土在设计周期上通常要长一到两个月。

（3）材料控制的问题

在普通混凝土的基础上，高性能的混凝土还添加了一些外加剂以及矿物的掺合料，使其在特定的性能上可以满足更高的要求，因此对于其原材料的要求也就更高，比较突出的特点主要有：对于水泥以及粗细骨料和水等原材料的指标要求更高，在外加剂和矿物掺合料方面的使用标准也非常严格，在整体的标准上都更加全面和详细。这其中外加剂和矿物掺合料的作用是格外重要的，而其它的一些原材料在进行配合比的设计和质量的选择方面也是相当重视的。对于高性能的混凝土原材料，主要的要求有以下几点：1）水泥，因为对于水泥来说，其强度是没有流变性能重要的，而且还要求其可以与外加剂具有较好的相容性。在指标上有表面积、碱含量以及氯离子含量等等。2）细骨料，对此的指标要求主要有颗粒级配、坚固性、细度模数、泥块含量、轻物质和有机物等有害物质含量以及吸水率、碱活性、人工砂的压碎指标或者混合砂的压碎指标等。3）粗骨料，对此的指标主要有最大粒径、坚固性以及有害物质含量、吸水率和级配等。4）拌和用水在技术指标上主要有氯离子含量和碱含量、PH值、硫酸盐含量等。5）化学外加剂，在外加剂方面，因为其具有较高的分散水泥颗粒以及消除絮凝结构的作用，因此使得混凝土的水胶比突破了理论水胶，而且还能比理论水胶更低，也完全不用担心其工作性。6）掺合料，在选用矿物掺合料时务必要选择品质上更加稳定的种类，可以根据实际的需求选用磨细粉煤灰或者粉煤灰、硅灰等。

三、对高性能混凝土于质量控制的分析

对于高性能混凝土的质量控制主要在三个阶段，即配合比的控制阶段、生产控制阶段以及验收控制阶段，具体的控制控制程序及方法如下：1）按照相关标准严格执行。根据相关的设计规范编制相关的实施大纲，或者组织一些培训学习；2）对于原材料的控制主要就是通过优选和试验检验以及储存、场地堆放的管理等方面；3）配合比的控制就是主要在配制强度、标准差的计算、外加剂的用量以及水胶比和基准配合比调整、选定等方面要严格按照要求进行；4）在混凝土的生产阶段，对于相关机具的选择，以及配制和布置、试拌、原材料的配合比调整等方面进行严格的组织施工；5）浇筑施工，在按照施工组织的具体方案进行浇筑，在输送和工艺试验等方面也要按程序进行，然后是进行现场的测试，还有确定捣固的工艺以及升温和降温措施，制作养护试件和表面、接缝的处理等程序；6）对于混凝土的养护工作主要是在时限和方式要运用得当，在环境和温度上也要进行严格的监控，对于环境发生剧变时要有应对的措施；7）对于混凝土的拆模工作主要是要控制拆架的时间、顺序以及严格监控其弹性模量，然后观测分析其徐变和上拱变形；8）在建设的期间，要对其缺陷进行及时的修复，主要是结构物的缺陷，还有对其变形进行监控和监测，对于已经发生的变形进行分析和修复。

结论：

综上所述，本文中对于这些具体的质量控制方法以及相关的指标要求并未叙述完整，因为在相关的文件中和具体的工程项目中，对于其指标要求和施工工艺、操作规范以及兖州的规定都会有详细的描述，在此不再赘述。本文着重介绍了高性能混凝土的一些施工技术上的关键指标要求和质量控制的内容，以及对其原材料的控制要点，对其与普通混凝土的异同性也进行了重点介绍。对于高性能混凝土的具体施工技术方面也还有很多区域有待进一步的开发研究，期待所有的同行或者爱好者共同努力，为我国的混凝土施工技术发展做出贡献。