高效能混凝土的施工質量控制
京滬客運專線作為我國首條設計時速為350km/h的高速鐵路，要求結構物的設計使用壽命為100年，提出了採用高效能混凝土(hing performance concrete, hpc)的要求。高效能混凝土最早為美國人提出，原意為具有高超表演技藝的混凝土，在特定的環境條件下，能按照人的意願執行操作。我國高效能混凝土的定義為：
高效能混凝土是在大幅度提高普通混凝土的效能的基礎上採用現代混凝土技術製作的混凝土，是以耐久性作為設計的主要指標，針對不同用途的要求，以特殊效能有重點的加以保證。高效能混凝土的六大指標為：抗裂性、護筋性、耐久性、抗凍性、耐磨性和搞鹼-骨料反應；四大特點為高耐久性、高工作性、高強度和高勻質性。
高效能混凝土作為一種新型建築材料，同以往所使用的普通混凝土相比其工作效能本身具有顯著的優點，抗裂性、抗氯離子滲透效能、護筋效能、相對耐久性等都有有了顯著的提高，但他對使用環境要求嚴格，對材料質量、材料溫度、混凝土的拌合、混凝土的運輸、混凝土的澆築振搗的要求更為嚴格，且各個環節互相依託、相輔相承。因此，施工中必須從原材料質量、混凝土配合比設計、混凝土的攪拌控制、混凝土的拌合、運輸、澆注等環節入手，加強各環節的質量控制，真正實現高效能混凝土的高效能的要求。
一、優選原材料，把好原材料的質量控制關
高效能混凝土所使用的原材料標準高，而原材料的質量將直接影響到高效能混凝土的質量，因此，施工時必須嚴把原材料的進場檢驗關。各種材料進場後，必須按規定的要求進行檢驗，檢驗合格後才能用於高效能混凝土的拌制。
1、水泥
水泥宜採用品質穩定、強度等級不低於42.5級的矽酸鹽水泥或普通矽酸鹽水泥，其品質應符合gb175—1999的有關規定。水泥的比表面積不宜超過350m2/kg，鹼含量不應超過0.
60%，游離氧化鈣含量不應超過0.8%，水泥熟料中c3a的含量不宜超過8%。水泥的技術要求見表1。
表1 水泥的技術要求
2、礦物摻合料
礦特摻合料應選用品質穩定的產品，礦物摻合料的品種宜為粉煤灰、磨細粉煤灰、礦渣粉或矽灰。各種礦物摻合料的技術要求見表2、表3、表4。
表2 粉煤灰的技術要求
表3 礦渣粉的技術要求
表4 矽灰的技術要求
3、細骨料
細骨料應選擇級配合理、質地均勻堅固的天然中粗河砂，細度模數宜為2.6～3.2。不宜使用機制砂和山砂，嚴禁使用海砂。細骨料的品質應滿足表5的要求。
表5 細骨料的品質指標
4、 粗骨料
粗骨料應採用級配合理、質地均勻堅固、線脹係數小的潔淨碎石，也可採用碎卵石，不宜採用砂岩碎石。
粗骨料宜採用二級右多級組配，其鬆散堆積密度應大於1500 kg / m3，緊密空隙率宜小於40%，吸水率應小於2%。粗骨料的最大公稱粒徑不大於31.5mm，且不宜超過鋼筋保護層厚度的2/3，不得超過鋼筋最小間距的3/4。
配製強度等級c50及以上預應力結構用混凝土時，粗骨料最大公稱粒徑應不大於25mm。粗骨料的品質應滿足表6的要求。
表6 粗骨料的品質指標
5、外加劑
外加劑應採用減水率高、坍落度損失小、適量引氣、能明顯提高混凝土耐久性且質量穩定的產品。外加劑與水泥之間應有良好的相容性。外加劑必須經鐵道部鑑定可評審，並經鐵道部產品質量監督檢驗中心檢驗合格。
外加劑的勻質性應滿足國家標準《混凝土外加劑 》gb8076的規定。
二、優化高效能混凝土的配合比設計，從源頭上保證混凝土質量
混凝土的配合比設計是保證高效能混凝土質量的根本，是從源頭上控制混凝土質量的重要環節。根據《客運專線高效能混凝土暫行技術條件》、原材料品質以及施工的主要工藝，高效能混凝土的配製應體現以下主要原則：
1、進行原材料的比選複試，確定品質效能符合《客運專線高效能混凝土暫行技術條件》要求的水泥、粉煤灰、礦渣粉、砂、石、外加劑和水用於混凝土的試配。
2、混凝土的配合比引數
膠凝材料用量：膠凝材料總量不宜超過500㎏/m3，其最低用量按最不利環境作用等級（h4或l3或d4）設計考慮應不少於360㎏/m3，實際控制值為460～490㎏/m3為宜。
礦物摻合料摻量：採用單摻粉煤灰技術或採用礦渣粉與粉煤灰復摻技術時，粉煤灰的摻量均不宜大於30%。
水膠比：按最不利環境作用等級（h4或l3或d4）設計考慮時應不大於0.36。
鹼含量：採用非鹼活性骨料（砂、石）時，混凝土的總鹼含量沒有要求；採用砂漿棒膨脹率在0.10～0.
20%的鹼—矽酸反應活性骨料時，由水泥、礦物摻合料、外加劑和水帶入混凝土的鹼含量之和應不大3.0㎏/m3；採用砂漿棒膨脹率在0.20～0.
30%的鹼—矽酸反應活性骨料時，由水泥、礦物摻料、外加劑和水帶入混凝土的鹼含量之和應不大於3.0㎏/m3，且應在混凝土中摻加具有明顯抑制效能的礦物摻合料和外加劑；不得採用砂漿棒膨脹率在0.30%以上的鹼—矽酸反應活性骨料。
氯離子含量：由水泥、礦物摻合料、砂、石、外加劑和水帶入混凝土的氯離子總量應不超過膠凝材料總量的0.06%。
容重：混凝土的容重應控制地2400～2500㎏/m3。
3、混凝土的拌合物效能
由於採用幫浦車入模澆灌的生產工藝，混凝土的坍落度在入模時要求不得小於120㎜，一般按入模坍落度150-180㎜進行控制為宜。考慮混凝土經時損失、幫浦壓損失、溫度損失，因此混凝土的出機溫度一般仍按180-200㎜進行控制，30min靜置坍落度損失控制一般不超過60㎜，最大不超過80㎜。
含氣量：根據《客運專線預應力混凝土預製梁暫行技術條件》的要求，混凝土應具有f200的抗凍性，因此混凝土應引入微氣泡，新拌混凝土的含氣量宜控制為2～4%，具體的控制值應根據硬化混凝土的抗凍性試驗結果進行確定。
泌水率；混凝土入模後不得泌水。在配合比試配過程中可按30min的工序間隔進行控制，即將混凝土靜置30min後復攪拌測試其泌水率。
4、混凝土的力學效能
混凝土的立方體抗壓強度應滿足設計要求，靜力抗壓彈性模量應與強度相適宜。
5、混凝土的抗裂性
對混凝土拌合物效能滿足要求的試拌配合比進行抗裂性對比試驗，選擇抗裂性相對較好的混凝土配合比進行耐久性試驗。
6、混凝土的耐久性能
電通量：混凝土的56d齡期電通量應不大於1000庫侖。
抗凍性：混凝土的56d齡期抗凍性應不小於f200。
抗摻性：混凝土的抗滲性應不小p20。
抗鹼—骨料反應：採用砂漿膨脹率在0.20～0.30%的鹼—矽酸反應活性骨料時，礦物摻合料和外加劑抑制鹼—骨料反應有效性的評價應合格。
混凝土的配合比應根據原材料的品質、混凝土設計強度等級、混凝土的耐久性以及施工工藝對工作性的要求，通過計算、試配、調整等步驟選定。由於客運專線高效能混凝土的設計壽命為100年，且必須滿足抗裂性、護筋性、耐久性、抗凍性、耐磨性和搞鹼-骨料反應六大指標，因此在混凝土配合比設計上採用正交設計法對混凝土的配合比進行優化設計，即根據初步選定的配合比及高效能混凝土的特點，篩理出主要的影響因素，按正交試驗表設計混凝土的配合比 ,經各項指標試驗與優化分析,確定適宜的最優配合比 ,並在復演性試驗和工程應用中加以驗證。
三、科學配製混凝土，是保證混凝土質量的先決條件
1、混凝土施工配合比的換算
試驗室所確定的配合比，其各級骨料不含有超遜徑顆粒，且以飽和麵乾狀態。但施工時，各級骨料中常含有一定量超遜徑顆粒，而且其含水量常超過飽和麵乾狀態。因此應根據實測骨料超遜徑含量及砂石表面含水率，將試驗室配合比換算為施工配合比。
其目的在於準確的實現試驗室配合比，而不是改變試驗室配合比。
2、混凝土施工配合比的調整
試驗室所確定的混凝土配合比，其和易性不一定能與實際施工條件完全適合，或當施工裝置、運輸方法或運輸距離，施工氣候等條件發生變化時，所要求的混凝土坍落度也隨之改變。為保證混凝土和易性符合施工要求，需將混凝土含水率及用水量做適當調整（保持水灰比不變）。
高效能混凝土施工質量控制作業指導書
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2 3混凝土結構施工質量控制
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