王彥斌

摘要：高性能混凝土這個(gè)概念，首次由1990年美國HPC國際會議提出，指的是采用現(xiàn)代混凝土技術(shù)，將普通性能混凝土制作成耐久性、強(qiáng)度、穩(wěn)定性等水平更高的新型混凝土。高性能混凝土被廣泛應(yīng)用到各種工程項(xiàng)目施工當(dāng)中，譬如高速鐵路，也開始應(yīng)用這種混凝土，并取得了相當(dāng)不錯(cuò)的效果，但由于施工過程中經(jīng)常違背材料科學(xué)基本規(guī)律，使得混凝土的性能無法有效提高。為此，本文將在分析高性能混凝土基本特征的基礎(chǔ)上，從側(cè)面反映出高速鐵路應(yīng)用高性能混凝土的必要性，對如何在高速鐵路施工中應(yīng)用這種材料，展開深入的分析和探討。

關(guān)鍵詞：高速鐵路，高性能，混凝土

一、高速鐵路應(yīng)用高性能混凝土的必要性

筆者結(jié)合實(shí)際工程的施工經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為高性能混凝土的基本特征，主要圍繞其耐久性設(shè)計(jì)的，一方面確保容易澆筑成型，另一方面是防止溫度裂縫和收縮裂縫的出現(xiàn)，并且在硬化之后能夠達(dá)到一定的強(qiáng)度水平。高性能混凝土的這些基本特征，與高速鐵路施工對混凝土的要求如出一轍，具體可如下總結(jié)：

（一）基本參數(shù)

根據(jù)我國制定的相關(guān)規(guī)范，譬如《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》、《混凝土耐久性檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)》、《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性評定標(biāo)準(zhǔn)》等，對高性能混凝土的基本參數(shù)提出了一定的要求：1.容易澆筑；2.可搗實(shí)；3.長期力學(xué)性質(zhì)；4.不離析；5.滲透性強(qiáng)；6.密度大；7.韌性強(qiáng)；8.體積穩(wěn)定性強(qiáng)；9.服務(wù)環(huán)境中運(yùn)行壽命長。在高速鐵路施工中，對混凝土耐久性指標(biāo)是在抗裂、耐磨、耐蝕、護(hù)筋等方面達(dá)到設(shè)計(jì)使用年限，而且根據(jù)鐵路不同的運(yùn)行服務(wù)環(huán)境，確定混凝土不同等級的性能，很多高速鐵路工程實(shí)例證明，高性能混凝土性能與鐵路工程混凝土性能要求基本吻合，因此高速鐵路有必要應(yīng)用高性能混凝土，并結(jié)合施工的實(shí)際需求，對其性能進(jìn)行不斷改善。

（二）混凝土使用問題

高速鐵路工程施工當(dāng)中，混凝土開裂是最為常見的問題，從側(cè)面反映出結(jié)構(gòu)耐久性的不足。筆者結(jié)合高速鐵路施工周圍的環(huán)境特征，認(rèn)為冷熱和干濕循環(huán)是最大的影響因素，另外外界的荷載也是造成混凝土性能惡化的癥結(jié)點(diǎn)。在這些因素的影響下，混凝土內(nèi)部出現(xiàn)微裂縫和孔隙，并逐漸延伸到混凝土表面，成為外界侵蝕介質(zhì)深入的通道，譬如外界水分深入混凝土內(nèi)部，與骨料發(fā)生吸水膨脹反應(yīng)，逐漸削弱混凝土的強(qiáng)度，最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的徹底破壞。為此，我們有必要將高性能混凝土應(yīng)用到高速鐵路工程施工當(dāng)中，據(jù)筆者了解，高速鐵路對混凝土的強(qiáng)度要求是C25--C50，高性能混凝土的用水量低，具備較強(qiáng)的抗離析性，其彈性模量可達(dá)到40-45GPa，抗壓強(qiáng)度超過200MPa，與普通混凝土相比，其徐變總量明顯減少，并且能夠較早阻止水化反應(yīng)，基本能夠滿足鐵路混凝土結(jié)構(gòu)的功能需求，大大提高了鐵路橋梁結(jié)構(gòu)的使用壽命。

二、高速鐵路應(yīng)用高性能混凝土的建議措施

從高性能混凝土基本性能和高速鐵路混凝土性能需求的角度分析，筆者認(rèn)為高速鐵路應(yīng)用高性能混凝土，可在對高性能混凝土原材料正確使用的基礎(chǔ)上，詳細(xì)分析施工當(dāng)中的應(yīng)用方法，具體建議措施如下：

（一）高性能混凝土的材料組成

高性能混凝土使用硅酸鹽水泥，其混合料是礦渣或者粉煤灰，將比表面積控制在350m2/kg以下，其中80μm方孔篩篩余最大不能超過10.0%，游離氧化鈣含量、堿含量、熟料中C3A含量、氯離子含量等分別為1.0%、0.80%、8%、0.1%以下。至于砂子，不能夠使用山砂和海砂，優(yōu)先選用非堿活性骨料，含泥量根據(jù)不同強(qiáng)度要求確定，其中C30以下的混凝土最大為3.0%，C30-C50混凝土最大為2.5%，C50以上混凝土最大為2.0%，泥塊含量、云母含量、輕物質(zhì)含量、氯離子含量、三氧化硫含量等分別為0.5%、0.5%、0.5%、0.02%、0.5%，而且堅(jiān)固性小于8%，吸水率小于2%。高性能混凝土對石子級配要求是二級或者多級，堆積密度大于1500kg/m3、吸水率小于2%、緊密空隙率小于40%、堅(jiān)固性小于5%、巖石抗壓強(qiáng)度和混凝土強(qiáng)度等級比大于2.0、泥塊含量不大于0.25、氯離子含量不大于0.02%。

（二）高性能混凝土的應(yīng)用方法

在配置好高性能混凝土材料的基礎(chǔ)上，根據(jù)高速鐵路不同的施工條件，對其性能水平進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，一般情況下，高性能混凝土的應(yīng)用方法為：

（1）施工前準(zhǔn)備工作。根據(jù)高速鐵路對混凝土具體的性能需求，制定嚴(yán)密的措施方案，并以工程質(zhì)量保障體系和相關(guān)質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，認(rèn)真檢查混凝土材料、混凝土設(shè)備等的質(zhì)量情況，譬如發(fā)現(xiàn)工程使用的混凝土砂子材料，云母含量嚴(yán)重超標(biāo)，則不能將砂子作為配置的材料。另外根據(jù)高速鐵路不同的混凝土結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和環(huán)境條件，對混凝土進(jìn)行試澆筑試驗(yàn)，并驗(yàn)證混凝土是否符合工程的施工要求，方可投入使用。

（2）混凝土的攪拌。根據(jù)施工配合比基本要求，準(zhǔn)確稱量混凝土的原材料，其中最大允許偏差規(guī)定為：水泥≥1%、摻合料≥1%、外加劑≥1%、骨料≥2%、拌合用水≥1%。在攪拌混凝土之前，需要對粗骨料和細(xì)骨料的含水量率進(jìn)行嚴(yán)格檢測，并綜合考慮氣候因素對含水率的影響，并采取措施調(diào)整配合比。通常狀況下，含水率的檢測頻率為每班組2次，潮濕天氣要不定時(shí)抽測，提高抽測的密度，最后根據(jù)測量的含水率，對混凝土的配合比進(jìn)行調(diào)整?；炷恋臄嚢杩梢圆捎门P軸式強(qiáng)制攪拌機(jī)，并用電子計(jì)量儀器稱量原材料，然后將細(xì)骨料、水泥、礦物摻合料和外加劑等投入攪拌機(jī)當(dāng)中，并添加適量的水平，直至攪拌均勻，其中攪拌的時(shí)間控制在2小時(shí)以上。

（3）混凝土澆筑。在澆筑之前，認(rèn)真檢查鋼筋保護(hù)層墊塊的位置是否準(zhǔn)確，并確保鋼筋保護(hù)層厚度尺寸的標(biāo)準(zhǔn)，如果發(fā)現(xiàn)鋼筋的定位呈工字型或者錐形，不能夠使用砂漿墊塊?；炷翝仓苑謱油七M(jìn)的方式，每層澆筑的時(shí)間控制在90分鐘以內(nèi)，而且不能夠留置施工縫，泵送混凝土攤鋪厚度控制在600mm以下，非泵送混凝土攤鋪厚度控制在400mm以下。澆筑混凝土根據(jù)不同的溫度條件，采用必要的澆筑防護(hù)措施，譬如炎熱天氣下澆筑，要將模板和新澆筑混凝土要遮蔽起來，避免陽光直射，同時(shí)確保模板和混凝土局部溫度在40℃以下，可盡量安排在夜晚澆筑。

（4）混凝土振搗。振搗的工具有振搗棒、附著式平板振搗器、表面平板振搗器等，采用插入式的方式，并在振搗的過程中，盡量避免與模板、鋼筋、預(yù)埋件等接觸。筆者認(rèn)為可以在施工之前確定具體的振搗工藝路線，在澆筑混凝土的同時(shí)，及時(shí)均勻振搗入模的混凝土，并控制好加密振點(diǎn)，避免漏振情況的出現(xiàn)。振搗過程中如果需要變換位置，要沿著豎直的方向，慢慢拔出振搗棒，然后移到新的位置，嚴(yán)禁出現(xiàn)在拌合物內(nèi)部平拖行為。另外在振搗的過程中，還需要對模板支撐的穩(wěn)定性進(jìn)行檢查，否則可能出現(xiàn)接縫漏漿的情況。

（5）混凝土拆模。根據(jù)高速鐵路混凝土的強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求，拆模的時(shí)候要按照側(cè)模和底模的基本標(biāo)準(zhǔn)，其中側(cè)模拆除時(shí)的混凝土強(qiáng)度必須大于2.5MPa，而且確?；炷恋谋砻婧屠饨且旰脽o損，才能拆除側(cè)模，而底模分為扳、梁、懸臂梁三個(gè)結(jié)構(gòu)，根據(jù)結(jié)構(gòu)的跨度，要求達(dá)到混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度的百分比，才能夠進(jìn)行拆除。

三、結(jié)束語

綜上所述，高速鐵路施工中，對混凝土耐久性指標(biāo)是在抗裂、耐磨、耐蝕、護(hù)筋等方面達(dá)到設(shè)計(jì)使用年限。而高性能混凝土與普通混凝土相比，其徐變總量明顯減少，并且能夠較早阻止水化反應(yīng)，基本能夠滿足鐵路混凝土結(jié)構(gòu)的功能需求，大大提高了鐵路橋梁結(jié)構(gòu)的使用壽命。因此，高速鐵路有必要應(yīng)用高性能混凝土，我們需要對高性能混凝土原材料正確使用的基礎(chǔ)上，詳細(xì)分析施工當(dāng)中的應(yīng)用方法，其中包括施工前準(zhǔn)備、攪拌、澆筑、振搗、拆模等，全面提高高性能混凝土的應(yīng)用水平。

參考文獻(xiàn)

[1]袁朝輝.高速鐵路高性能混凝土施工養(yǎng)護(hù)技術(shù)[J].中國科技博覽，2012，（26）：144.

[2]盛之會.高速鐵路高性能混凝土抗氯離子滲透影響因素的探討[J].混凝土，2012，（5）：141-143.

[3]劉軍.淺談高性能混凝土在高速鐵路施工中的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2012，（9）：295.