高速公路工程高性能混凝土試驗檢測研究

摘 要：高性能混凝土具有較高的流動性能和較好的工作性能，高性能混凝土在實際施工過程中很少出現(xiàn)離析或者分層等質(zhì)量缺陷，而且高性能混凝土還具有較好的泵送性，便于施工中使用地泵或者汽車泵進行輔助施工。高速公路高性能混凝土的質(zhì)量對高速公路整體建設(shè)質(zhì)量有著舉足輕重的作用，所以針對高速公路高性能混凝土進行試驗檢測是十分必要的。本文以某高速公路Ⅲ標(biāo)段內(nèi)互通式立交橋主橋墩身C35高性能混凝土為研究對象，對混凝土混合料中的普通硅酸鹽水泥、粗細骨料以及外加劑等原材料進行檢測的基礎(chǔ)上確定了混凝土最優(yōu)配合比。針對高性能混凝土的和易性、抗壓強度以及抗?jié)B性進行檢測，檢測結(jié)果均滿足設(shè)計規(guī)范要求。

關(guān)鍵詞：高速公路 C35混凝土 和易性 抗壓強度 檢測

1 緒論

高性能混凝土與傳統(tǒng)類型混凝土相比具有較好的流動性和良好的工作性，高性能混凝土無論是在樁基礎(chǔ)施工中、還是在橋梁墩臺施工過程中都很少出現(xiàn)離析或者分層現(xiàn)象，而且高性能混凝土的可泵性較高且自密性能較強，施工過程中可以采用地泵或者汽車泵進行輔助。有些特殊建筑結(jié)構(gòu)需要混凝土的耐久性，而高性能混凝土的耐久性較強，正好適用于這些特殊的結(jié)構(gòu)部位。此外，高性能混凝土硬化早起的水化熱較低，硬化后體積變形較小，確保了混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

高速公路建設(shè)過程中所使用的混凝土等級從C30到C50，這類普通類型混凝土因配合比和原材料的原因存在孔隙率大、水灰比大以及耐久性較差的缺陷，在高等級路面上應(yīng)用這類普通類型的混凝土?xí)蟠罂s短高速公路使用年限[1]。基于此，高性能混凝土在高速公路建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用，做好高性能混凝土原材料、配合比以及標(biāo)養(yǎng)試塊的和易性、抗壓強度以及抗?jié)B性檢測研究是十分重要的，確保高速公路建設(shè)過程中所應(yīng)用的高性能混凝土滿足設(shè)計規(guī)范要求，為交通運輸行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展打下夯實基礎(chǔ)。

2 工程概況

某高速公路Ⅲ標(biāo)段起止樁號為K42+155～K93+379，設(shè)計全長51.224km，雙向6車道，設(shè)計最高時速120km/h。高速公路Ⅲ標(biāo)段內(nèi)設(shè)互通式立交橋3座，服務(wù)區(qū)2座，路基寬度35m。該項目3座互通式立交橋橋面鋪裝材料均采用厚度10cm的瀝青混凝土，互通式立交橋主橋箱梁采用C55高性能混凝土，互通式立交橋主橋墩身采用C35高性能混凝土，互通式立交橋主橋承臺、基樁以及墩柱等部分采用C30高性能混凝土，橋梁支座墊石采用C40高性能混凝土。為了提升高速公路Ⅲ標(biāo)段整體施工質(zhì)量，確保高性能混凝土的所有性能滿足設(shè)計規(guī)范要求，需要對該項目所有使用的高性能混凝土進行試驗檢測，本文選取互通式立交橋主橋墩身C35高性能混凝土進行檢測。

3 主橋墩身C35高性能混凝土原材質(zhì)量檢測

3.1 水泥

作為C35高性能混凝土原材料的重要組成部門，水泥的性能質(zhì)量對高性能混凝土的性能有著舉足輕重的影響。該項目互通式立交橋主橋墩身采用C35高性能混凝土的目的是其可以滿足墩身結(jié)構(gòu)耐久性和高強度的需求。墩身C35高性能混凝土選用PO42.5普通硅酸鹽水泥，其試驗檢測結(jié)果如表1所示。

從表1中的檢測結(jié)果可知，該項目互通式立交橋主橋墩身C35高性能混凝土所選用PO42.5普通硅酸鹽水泥性能指標(biāo)滿足設(shè)計規(guī)范要求。

3.2 粗細集料

集料是高性能混凝土結(jié)構(gòu)的最大組成部分，高性能混凝土中的集料包括粗集料和細集料兩部分，粗集料和細集料共同作用形成混凝土結(jié)構(gòu)的骨架，該項目互通式立交橋主橋墩身C35高性能混凝土中的粗集料和細集料均由石灰?guī)r破碎而成，粗集料性能指標(biāo)檢測結(jié)果如表2所示，細集料檢測結(jié)果如表3所示。

從表2、表3中的檢測結(jié)果可知，該項目互通式立交橋主橋墩身C35高性能混凝土所選用的粗集料、細集料的性能指標(biāo)滿足設(shè)計規(guī)范要求。該項目C35混凝土除普通硅酸鹽水泥、粗集料、細集料外，摻和料選用礦粉和粉煤灰、外加劑根據(jù)實際需求選用減水劑以及拌合用水的性能指標(biāo)均滿足設(shè)計規(guī)范要求。

3.3 C35混凝土配合比設(shè)計

C35混凝土原材料質(zhì)量滿足設(shè)計規(guī)范要求后，采用試驗法進行高性能混凝土配合比計算，計算步驟是先計算理論配合比，然后再將理論配合比轉(zhuǎn)化成施工配合比，然后根據(jù)施工配合比編制C35混凝土配合比設(shè)計方案，最終確定的該項目互通式立交橋主橋墩身C35高性能混凝土配合比設(shè)計如表4所示。

4 主橋墩身C35高性能混凝土質(zhì)量檢測

本文主要從C35高性能混凝土的和易性、抗壓強度以及抗?jié)B性能3個方面進行質(zhì)量檢測。

4.1 C35高性能混凝土和易性試驗

C35高性能混凝土和易性檢測主要包括混凝土流動性檢測、黏聚性檢測以及保水性檢測，流動性檢測方法采用坍落度法，其余兩個指標(biāo)均采用目測法進行檢測[2]。

（1）混凝土流動性檢測。先用清水徹底清洗坍落度筒上殘留的混凝土及雜質(zhì)并將筒內(nèi)水漬擦干，然后將坍落度筒放置在地面平板上。用試驗室專門取混凝土的鏟子分三次向筒內(nèi)放置高性能混凝土混合料，確保每次放入筒內(nèi)的混凝土占坍落度筒的三分之一左右，第三次裝入的混凝土要略高于坍落度筒筒頂，然后用振搗棒手工振搗，振搗次數(shù)控制在25次，振搗過程中坍落度筒內(nèi)的混凝土勢必要有所下降，需立即補充混凝土混合料，振搗結(jié)束后用抹子將坍落度筒頂混凝土抹平。然后將混凝土坍落度筒向上垂直提起，這時坍落度筒內(nèi)的混凝土呈自然坍落狀態(tài)，然后利用標(biāo)準(zhǔn)直尺準(zhǔn)確測量坍落地面的混凝土頂面和坍落度筒頂?shù)拇怪本嚯x，測量值即為C35高性能混凝土的坍落度數(shù)值。（2）混凝土保水性和黏聚性檢測。保水性和黏聚性指標(biāo)采用目測方法進行檢測，當(dāng)坍落度筒提起的瞬間查看混凝土拌合物底部是否有水分流出，如果混凝土拌合物底部幾乎沒有水分流出，說明混凝土的保水性能好，反之亦然。當(dāng)坍落度筒提起后采用小鐵棍敲打混凝土混凝土混合物的側(cè)面，如果混合料緩慢向下坍落，說明混凝土混合料的黏聚性好，如果混合料出現(xiàn)崩裂甚至倒塌，則說明混凝土的黏聚性較差[3]。

該項目互通式立交橋主橋墩身混凝土澆筑過程中，規(guī)定坍落度的檢測頻率為1000m3 C35混凝土做1次坍落度檢測，每次做6組試驗。檢測坍落度的同時進行保水性和黏聚性檢測。具體檢測結(jié)果如表5所示。

從表5的檢測數(shù)據(jù)可知，該項目互通式立交橋主橋墩身C35混凝土的流動性、保水性以及黏聚性指標(biāo)均滿足設(shè)計規(guī)范要求，即C35高性能混凝土的和易性滿足要求。

4.2 C35高性能混凝土抗壓強度試驗

抗壓強度試驗的主要內(nèi)容是將標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護的混凝土試塊放置在試驗室承壓板上，然后調(diào)平壓力機并將壓力機對準(zhǔn)混凝土試塊的非澆筑面，緩慢啟動壓力機做預(yù)壓準(zhǔn)備，當(dāng)壓力機上壓板與混凝土面剛剛接觸且無任何壓力的情況下立即暫停壓力機，充分調(diào)試壓力機球座后，再次緩慢啟動壓力機并均勻連續(xù)施加壓力荷載，直至將標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護的混凝土試件破壞，并記錄混凝土試件破壞時的荷載值，并根據(jù)記錄的荷載值計算出試件的抗壓強度。該項目互通式立交橋主橋墩身混凝土澆筑過程中按照規(guī)定放量送檢混凝土標(biāo)養(yǎng)試塊，選取其中10組試塊的28d抗壓強度進行標(biāo)準(zhǔn)差統(tǒng)計分析，分析結(jié)果表明所有C35高性能混凝土試塊的抗壓強度均滿足設(shè)計規(guī)范要求。

4.3 C35高性能混凝土抗?jié)B性試驗

本項目采用逐級加壓法對標(biāo)養(yǎng)混凝土試塊進行抗?jié)B性試驗。每組試驗隨機選取6個28d標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護試塊，在擦拭干凈的試塊表面均勻涂抹一層密封材料，然后采用抗?jié)B儀進行檢測，抗?jié)B儀啟動后開始增加水壓，試樣初始水壓力為0.2Mpa，每過8h將水壓增加0.1Mpa，增加水壓的過程中時刻關(guān)注試塊表面滲水情況，當(dāng)6個試塊中有3個試塊的表面出現(xiàn)滲水后，停止增加水壓，試驗結(jié)束，并記錄停止試驗時的水壓。根據(jù)試驗結(jié)果最終確定C35高性能混凝土的抗?jié)B等級大于P12。

4.4 結(jié)論

本文以某高速公路Ⅲ標(biāo)段互通式立交橋主橋墩身C35高性能混凝土為試驗對象，分析了高性能混凝土試驗檢測的主要內(nèi)容。通過對主橋墩身C35高性能混凝土原材、和易性、抗壓強度以及抗?jié)B性能進行試驗檢測，得出以下結(jié)論：（1）主橋墩身C35高性能混凝土和易性滿足要求，和易性中的流動性指標(biāo)通過現(xiàn)場坍落度檢測后確定其坍落度數(shù)值滿足設(shè)計規(guī)范要求；高性能混凝土的保水性和黏聚性用目測方法進行檢測，其質(zhì)量均滿足設(shè)計規(guī)范要求。主橋墩身C35高性能混凝土和易性滿足要求的主要原因是混合料配比中加入了粉煤灰，粉煤灰因其自身特性對高性能混凝土的流動性、保水性以及黏聚性均有積極的促進作用。（2）通過對標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護的試塊進行抗壓強度試驗，確定主橋墩身C35高性能混凝土的抗壓強度滿足設(shè)計規(guī)范要求且混凝土強度比較穩(wěn)定。（3）通過對標(biāo)養(yǎng)試塊進行抗?jié)B性能試驗，根據(jù)試驗結(jié)果確定主橋墩身C35高性能混凝土抗?jié)B等級大于P12，說明高性能混凝土具有非常優(yōu)秀的抗?jié)B性能，這主要是因為水泥與礦粉的水化產(chǎn)物均勻的分布在混凝土孔隙內(nèi)，有效的改善了高性能混凝土的孔隙分布情況，提升了高性能混凝土的抗?jié)B性能。

5 結(jié)語

高性能混凝土與普通類型混凝土相比，具有更高的強度和更好的耐久性，在高速公路建設(shè)過程中采用此類混凝土可以大幅度提升公路施工質(zhì)量。在實際施工中，要重點關(guān)注高性能混凝土原材料質(zhì)量控制、配合比設(shè)計情況；施工過程中按照規(guī)范要求做好混凝土和易性、抗壓強度以及抗?jié)B能力的檢測工作，按照規(guī)定量取樣頻率進行取樣送檢，確保施工現(xiàn)場所使用的高性能混凝土質(zhì)量滿足設(shè)計規(guī)范要求，高效完成高速公路施工建設(shè)任務(wù)。

參考文獻：

[1]宋環(huán)環(huán).高性能混凝土在復(fù)雜環(huán)境條件下的耐久性檢測與評估[J].工程技術(shù)研究，2025，10（02）：119-121.

[2]陳金蘭.公路工程高性能混凝土試驗檢測關(guān)鍵技術(shù)分析[J].交通世界，2024（07）：75-77.

[3]王秋榮，易斐.公路高性能混凝土試驗檢測[J].運輸經(jīng)理世界，2023（19）：160-162.