高铁工程高性能混凝土的质量控制研究

王向飞

（中国水利水电第八工程局有限公司， 湖南 长沙 410004）

0 引言

高速铁路建设所需求的混凝土作用年限为 100年，影响混凝土的受命长短的因素一个是混凝土本身的质量，再一个就是环境因素的作用。高性能混凝土通过其本身的特性能够抵抗如风沙磨蚀、寒冷冰冻、干燥潮湿交替、盐类结晶、化学侵蚀、氯盐环境、碳化环境等恶略外界因素对其耐久性的影响，所以高性能混凝土的质量显得尤为重要。本文就简要的分析一下高铁工程高性能混凝土在制备和施工的过程中要通过哪些方面来进行质量控制。

1 混凝土原材料的控制

混凝土的质量，在很大程度上受其所采用的原材料的影响。不同的混凝土作用环境，对原材料的质量要求也存在差异。胶凝材料、骨料、外加剂、拌和用水等都拥有相对应的要求。

1.1 胶凝材料

胶凝材料包括水泥、活性混合材如粉煤灰、矿粉和硅灰等[1]。胶凝材料中掺加一定量的活性混合材，不仅能减低混凝土制作成本，还可以改善混凝土工作性，提高混凝土的力学性以及增强混凝土的耐久性[2]。矿物掺和料应选用性能稳定的产品。

1.1.1 水泥

（1）种类：水泥选用通用硅酸盐水泥，不宜使用早强水泥。C30及以上混凝土应采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，C30以下混凝土可采用粉煤灰硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥[3]。

（2）原材料性能：国家现已经出台了一本名为《铁路混凝土施工质量验收标准》的规范，其中明确规定了混凝土原材料包括水泥的各项指标要求，通过对规范中给出的检测项目和参数进行原材料进场前的试验，是一种很好的质量控制手段。

（3）标号：在施工的过程中，要根据施工的具体要求，根据所需要的混凝土强度，来选择适合的水泥。如果使用低标号的水泥配置高强度的混凝土，那么不管加入多少水泥也很难达到混凝土对强度的要求，并且还会造成不必要的浪费。如果水泥的标号高于所需要混凝土的强度，那么为了达到标准，早混凝土的配置过程中肯定会减少水泥的投放量，这就使混凝土的粘性不够，对工程的施工质量造成严重的影响。并且高标号的水泥是十分昂贵的。因此，选择合适标号的水泥不但能够对混凝土质量进行控制，同时也节省了财力资源。

1.1.2 矿物掺和料

目前，虽然国内矿物掺和料在出厂之前都经过相关工艺进行了处理，质量品质在一段时间内较为稳定，但根据规范检验批要求，任然按照规范进行相关检测，严格控制质量。

1.2 粗细骨料的选择

1.2.1 细骨料

高性能混凝土所需细骨料为级配合理、质地坚固、吸水率低、孔隙率小的洁净天然中粗河沙；也可以专门机组生产的人工砂，不得使用海砂。细骨料在混凝土中起到填充空隙和包裹粗骨料的作用，选择中粗河沙或者是中粗机制砂，最主要的原因就是适宜的填充和包裹效果，适中的需水量。因为较细的砂子在制作混凝土的过程中须水较多，在胶凝材料相同的情况下，容易引起混凝土强度的减低，以及较差的混凝土工作性。不选海砂是因为海砂中氯离子含量往往超过标准的限制，在大体积混凝土中，海砂包裹在混凝土中钢筋的周围，其中的氯离子会锈蚀钢筋，造成对钢筋的严重破坏，易造成混凝土韧性减低，缩减其抵抗外力的能力。

1.2.2 粗骨料

石子粗细骨料作为混凝土的骨架，质量好坏直接关系到混凝土的强度。规范中明确规定粗骨料应选着级配合理、粒形良好、质地坚固、线胀系数小的洁净碎石，无抗拉或抗疲劳的C40以下混凝土也可采用卵石。

石子的大小尺寸并不相同，在对混凝土的配置过程中，要加入不同尺寸的石子，石子的尺寸应该逐级的进行添加，来确保混凝土的和易性和密实性，保证混凝土的质量。在混凝土的配置过程中，如果相关施工单位没有把控好各级尺寸的石子添加量，石子的大小尺寸不连续，就会导致混凝土粘合度不够而产生离析现象。在施工单位进行混凝土的配置时，严格的遵守相关的标准，确保石子的致密程度，保证混凝土的强度，不能小于施工所需的混凝土强度标准的1.5到2.0倍，同时对石子中的杂质含量也要严格的控制。

物化,是“人自己的活动,人自己的劳动,作为某种客观的东西,某种不依赖于人的东西,某种通过异于人的自律性来控制人的东西,同人相对立”[1]152。即人与人的联系被物与物的联系所遮掩,并被赋予物的属性,这种社会关系是外在于人的。

2 施工中配合比的控制

在对混凝土质量进行控制的工作中，一个重要的环节就是严格的按照工程试验室提供的混凝土配比通知单来进行混凝土的配置。工程实验室所提供的混凝土配比单是根据配置混凝土的原材料的技术性能以及施工的具体要求来制定的。要成这个混凝土配比单的制定，这个过程是要考虑施工中的很多因素，最终制定出最为符合施工要求的混凝土配比单。这个混凝土配比单主要包括了三个方面的要求：（1）对混凝土每立方米中各种原材料的用量制定合适的标准；（2）规定混凝土搅拌过程的先后顺序，指定一些额外添加剂并进行合理的使用，设定混凝土的强度标准；（3）对水灰比和砂率坍落度规定最佳的范围。在施工的过程中，如果相关的施工单位对混凝土的配合比不够重视，仅仅按照以往的经验来进行对混凝土的配置，那么这就可能会使混凝土的各项指标与施工的要求不符，造成对工程质量的影响。因此在我国的高铁施工单位对混凝土质量进行控制的过程中，一定要严格的执行工程试验室出示的混凝土配合比通知单。

3 混凝土拌制过程的控制

在混凝土质量控制工作中，保证了以上两点的质量后，就要进行下一步搅拌混凝土。混凝土能否按照配合比通知单中的比例来进行配置，一个很重要的环节就是各个原材料的称量，称量系统的精确程度直接影响混凝土的拌制质量，称量误差胶凝材料为±1%，骨料为±2%，外加剂和水为±1%。水泥的入机温度不应高于70℃。搅拌时间应以自全部材料装入搅拌机开始搅拌至搅拌结束开始卸料所用时计，混凝土连续搅拌时间应根据配合比和搅拌设备情况通过试验确定，但最短搅拌时间不宜少于2 min，高温时节应采取在骨料堆场搭设遮阳棚、采用低温水搅拌混凝土等措施降低混凝土拌和物温度。

对配置好的混凝土原材料进行搅拌的主要目的是为了，让混凝土中各种原材料能够进行充分的融合，从而让混凝土达到最理想的均质体。在对混凝土进行搅拌的过程中，一定要充分进行搅拌保证搅拌的足够均匀，如若不然会导致混凝土各个部分内的混合材料分配不均，并且在混凝土砂浆不足的部位造成麻面的现象，导致混凝土的质量得不到保证。而且搅拌过程直接影响混凝土工作性，所以在此过程中，试验室要实时对拌制的混凝土进行坍落度、含气、匀质性等相关试验，掌握好混凝土拌制质量。

4 混凝土的现场浇筑和养护

4.1 混凝土现场浇筑质量控制

混凝土的浇筑宜连续进行，尽量避免出现间歇和留置施工缝。混凝土的人模温度不宜超过30℃，与混凝土接触的介质温度不宜超过40℃。新浇混凝土人模温度与邻接的已硬化混凝土或岩土、钢筋、模板等介质间的温差不应大于15℃。在炎热季节，应避免模板和新浇混凝土直接受阳光照射。应尽可能安排在傍晚浇筑混凝土；浇筑大体积混凝土结构前，应预先采取必要的降温防裂措施， 如搭设遮阳棚、预设循环冷却水系统等；

预应力混凝土梁应采用一次浇筑成型的方式浇灌。每片梁的 浇筑时间不宜超过6h，最长不超过混凝土的初凝时间。 振捣设备的类型、振捣频率和振捣强度应与混凝土的结构类型和工作性能相适应；

振捣时间和振捣半径应以混凝土振捣密实为原则确定，避免过振或漏振。混凝土拆模时，混凝土应具有足够的强度以确保其表面和棱角不受损伤或塌陷。当拆除承重模板时，混凝土的强度应满足设计要求；当拆除非承重模板时，混凝土的强度不应低于5MPa；

混凝土拆模后，混凝土的强度未达到设计强度75%时，不应与直接流动的水接触。混凝土拆模后，混凝土的强度未达到设计强度且养护时间不足 6周时，不应与海水或盐渍土直接接触。

4.2 混凝土养护注意事项

养护期间，混凝土芯部与表面、表面与环境的温度之差均不应＞20℃(梁体、轨道板和轨枕不应＞15℃)。混凝土表面与养护水温度之差不应大于15℃。混凝土芯部温度不宜＞ 60℃，个别点最大不应超过 65℃(轨枕和轨道板的芯部温度不宜＞55℃)。

蒸汽养护时，混凝土应有适当的静停养护时间，静停环境温度不应低于5℃，静停时问不宜小于 4h，蒸汽的升、降温速度不宜大于 10℃／h。预制梁脱模后的保温保湿养护时间不少于14d。其他预制构件(轨道板、轨枕、接触网支柱和管桩)脱模后的保湿保湿养护时间不少于10d。

5 结语

从上所述分析可知，应该从高铁工程混凝土原材料的施工控制、施工配合比的控制以及混凝土拌制过程质量控制三个方面进行混凝土的质量控制，同时还要保证对混凝土裂缝问题的有效控制，这样才能让高铁建设施工的整体质量得到提升。