高性能混凝土技术浅析建伟王禄（第二公路工程局直属项目事业部）摘要：本文主要介绍高速铁路高性能混凝土定义、配合比设计方法及要求，高性能混凝土施工时的相关规定和要求。

关键词：高性能、高工作性、胶凝材料、水胶比、电通量1概述成绵乐客专项目是西南地区第一条高速铁路，代表了新一代高速铁路的技术，铁路均要求必须使用高性能混凝土施工，在保证混凝土质量的同时，要求高性能混凝土的成本最低。

因此，采用合理、优化的高性能配合比与合理的施工方案、保证高性能混凝土在现场的施工质量是修建铁路百年大计至关重要的条件。

目前高性能混凝土的特点是要求混凝土有高工作性、高耐久性及满足设计要求的强度。

高工作性指的是混凝土的施工可操作性，包括混凝土坍落度、扩展度、棍度、粘度、含砂率、泌水率等，要求混凝土坍落度、扩展度及其损失符合施工工艺设计要求，混凝土棍度较好，粘度适中，含砂率为最佳，混凝土无泌水等，达到以上要求的为高工作性；高耐久性是指混凝土的耐久性指标，混凝土初始控制为混凝土的有效含气量、水胶比等，要求混凝土有符合设计各种混凝土地址环境的低水胶比，较高的密实程度，保证混凝土能经受各种各样因素作用后的质量。

检测指标为混凝土电通量、混凝土抗冻性，抗裂性指标。

混凝土的强度是保证结构实体的最终质量。

在高性能混凝土配合比设计的过程中，试验室充分考虑了这些因素，在胶凝材料中采用水泥、粉煤灰、矿渣粉等3种材料，粗集料为了保证合理的级配并结合实际拌合站情况采用两级配，细集料要求采用Ⅱ区中砂，采用较少的用水量，通过参加高性能聚羧酸减水剂来达到减水效果，并通过对比试验得出满足设计强度等级要求的配合比。

高性能混凝土配合比设计以主要采用各“材料填隙原理”，把各种材料按照比例组合起来达到各种等级强度的最紧密的结构实体。

一般步骤，根据混凝土设计强度计算水胶比，然后根据施工工艺选取用水量，高性能混凝土每方混凝土用水量一般选择在140-155kg，根据用水量及水胶比确定胶凝材料用量，根据各种胶凝材料的质量、单价确定各材料的比例，计算最优的成本。

之后检验采用砂、碎石集料的孔隙率，同时根据施工工艺初步选定砂率，根据质量法或体积法确定集料用量，外加剂掺加量根据厂家及投标掺量确定，然后进行试拌，根据实际混凝土容重适当调整集料用量及砂率，调配出符合要求的几个配合比进行比较，选择工作性能最好，成本较低的配合比作为理论配合比进行上报。

高性能混凝土重理论配合比的同时，更重理论配合比的施工实施，要求必须配置高性能混凝土搅拌站，全自动计量，不能随意更改，材料必须搭棚，保证存储砂、石的含水率均匀，基本保证混凝土在加工的过程中与理论配合比相一致；同时在高性能混凝土在现场浇注后的必须专人养护负责，养护时间一般不少于14天。

因此，想要控制好高性能混凝土的质量，必须了解高性能混凝土的各项特点，在明确高性能混凝土的各项控制关键点后，按照要求进行控制，施工的混凝土质量方能满足要求，是能保证高速铁路百年大计实现的基础。

2高性能混凝土对原材料指标的要求高性能混凝土对材料的使用及选择非常严格，质量要求高，部分材料的相关指标如下：对混凝土使用的水泥的要求如下表：水泥的技术要求注：1、当骨料具有碱-硅酸反应活性时，水泥的碱含量不应超过0.60%；2、C40及以上混凝土用水泥的碱含量不宜超过0.6%。

对混凝土使用的矿物掺合料要求如下表：对混凝土使用的矿物掺合料要求如下表：对混凝土使用的细骨料部分要求如下：细骨料应选用级配合理、质地均匀坚固、吸水率低空隙率小的洁净天然河砂，也可选用采用专门磨机机组生产的人工砂，细骨料的吸水率不应大于2%，坚固性不大于8%。

砂中有害物质含量限值后采用砂浆棒法进行检验，细骨料的砂浆膨胀率应小于0.1%,否则应采取抑制碱—骨料反应的技术措施。

对混凝土使用的粗骨料的要求如下：骨料应采用两级配或多级配，其松散堆积密度应大于1500kg/m3,紧密空隙率应小于40%，吸水率小于2%（用于干湿交替或冻融环境条件下的混凝土应小于1%）。

岩石抗压强度不应小于混凝土强度的1.5倍，施工过程中采用压碎值表示，其值应符合下表：粗骨料坚固性要求：混凝土结构不大于8%，预应力混凝土结构不大于5%。

碱活性方面粗骨料的碱活性应首先采用岩相法进行检验，若粗骨料含有碱-硅酸反应活性矿物，其砂浆棒膨胀率应小于0.01%，当骨料的砂浆膨胀率在0.20%~0.30%时，除应满足上表外，必须采取抑制碱——骨料反应的技术措施，不得使用具有碱——碳酸盐反应活性的骨料。

注：铁路耐久性混凝土外加剂一般要求选用引气型的外加剂，同时注意引入气泡的质量对水的技术要求当混凝土所处环境为氯盐环境时，拌合用水的氯离子含量不应超过200mg/L。

3高性能搅拌站技术要求高性能混凝土需要专门的高性能混凝土搅拌站来生产，相关的搅拌站技术要求如下：3.1搅拌站设备的选择搅拌站技术性能应符合GB10171-10172《混凝土搅拌站（楼）》和GB4064-83《电器设备安全设计导则》的各项技术要求骨料配料机（秤）的选用3个或4个秤，为单独计量，若碎石采用二级配，分别为：骨料1（5-16mm碎石）、骨料2（16-31.5mm碎石）、骨料3（中砂）；若碎石采用三级配，分别为：骨料1（5-10mm碎石）、骨料2（10-20mm碎石）、骨料3（20-31.5mm碎石）、骨料4（中砂）。

胶凝材料（水泥、粉煤灰、矿粉等）罐的数量每台搅拌机不得低于6个，其中水泥、粉煤灰、矿粉各两个罐（分别为已检测合格罐、正在检测罐），每个罐的容积不少于100吨；外加剂罐的数量每台搅拌机不得低于两个罐（选用的配合比有两种外加剂），每个罐的容积不少于1吨。

3.2计量控制要求1、原材料计量系统为每种原材料必须单独计量，特别注意水泥、粉煤灰、矿渣粉三台秤计量系统单独设置，水秤和液体外加剂秤也要单独计量。

每个秤的精度要满足要求，施工称量最大允许偏差应符合下列规定（按重量计）：胶凝材料（水泥、矿物掺和料等）±1%；外加剂±1%；粗、细骨料±2%；拌和用水±1%。

2、搅拌站计量系统要求静态计量误差±0.5%，并具有储存及打印功能，查询系统完整，可调出999组实际材料用量数据，具备可追溯性。

3、必须采用卧轴式、行星式或逆流式强制搅拌机搅拌混凝土，采用电子计量系统计量原材料。

搅拌时，应先向搅拌机投入细骨料、水泥、矿物掺和料和外加剂，搅拌均匀后(30s)，再加入所需用水量，待砂浆充分搅拌(30s)后再投入粗骨料，并继续搅拌(60~90s)至均匀为止。

上述每一阶段的搅拌时间不少于30s，总搅拌时间不宜少于2min，也不宜超过3min。

3.3搅拌机主要技术指标如下1、能存储十种配方，且修改方便，掉电不丢失。

2、自动实测去除皮重，皮重在允许围时，称重时不会影响精度。

落差自动校正，保证称量精度。

3、具有的报警功能，该系统具有皮重报警、称重报警、配料报警、卸料报警等多种报警功能。

4、具有微机监控功能、快速方便的查询功能（混凝土搅拌过程中和搅拌后均能查看计量偏差）、简洁实用打印功能，该系统可提供4种数据类型打印；配方打印、落差打印、总重打印、实重打印。

5、采用完善的计量精度控制方法，配有7路传感器输入和4路表盘驱动，12位A/D转换器，精度0.25Kg。

可选择多种计量方式。

采用稳定可靠的机械电子称量装置，对砂、石、水泥、掺合料等进行精确计量，具有粗、精称功能。

6、水泥仓具有料位显示、除尘、破拱等功能。

3.4搅拌站的管理1、根据国家计量法，混凝土搅拌站须经当地技术监督部门对水泥秤、水秤、骨料秤和外加剂秤等进行静态检定和物料试验，从而对计量系统进行验收。

投入生产以后，每半年要进行一次检定。

2、混凝土生产要建立完整的质量保证体系，建立质量手册和程序文件，强化原始记录，从原材料进场、生产、成品检验等各个环节，把质量管理落实到位，有效地保证产品质量。

3、严格、有效的设备管理体系是搅拌站正常运行的保证。

在搅拌站投入运行后，要搞好设备维修、保养计划和备件管理，从而提高生产效率、保证经济效益。

4、在搅拌站运行过程中，要求开盘前进行班前称量复核；胶凝材料秤、外加剂秤、水秤每周天进行一次称重自校，骨料秤每月天进行一次称重自校，发现偏差超标，要及时纠正，并做好记录。

各单位自行购置标准砝码，标准砝码不少于两吨，型号应配齐，主要有25、10、5、2、1、0.5kg六种型号，并经计量检定合格后使用。

5、骨料应分级堆放，设置足够的料仓，每种规格的骨料应至少设置两个料仓（已检测合格仓和待检测仓），每个仓大小不得小于400方的存料量，料仓底必须设置不小于2‰的坡度（进料口低），便于骨料中的水能向外排除，料仓间用厚0.4m、高2m的砖墙分隔，骨料仓应设置美观、牢固的雨棚；骨料的料斗也应设置美观、牢固的雨棚。

6、搅拌站的场地应全部用混凝土硬化；场地应做好排水系统，搅拌站四周应设置围档，搅拌站应在大门附近设置清洗池，用于清洗车辆的轮胎，避免轮胎上的泥污染场地；搅拌站还应设置清洗设备，由于清洗含泥超标的骨料。

4结语成功的使用高兴能混凝土，必须从高性能混凝土的各个方面要求进行控制，每个环节都非常的重要，只要哪个环节没有抓好，施工的混凝土就谈不上高性能混凝土，其“高性能”也就只能是“纸上谈兵”了。

因此，围绕高兴混凝土配合比，我们必须首先选择好合格的材料，控制原材料的质量，然后采用比较合理的优化的高性能混凝土配合比，并采用全自动计量的高性能混凝土搅拌站加工运送至工地浇注施工，并在强度未达到规定值时的采用合理的养护工艺。

综合各个方面均进行控制后，施工的混凝土便称之为高性能。