高性能混凝土原材料检测技术

高性能混凝土原材料检测技术

龙隆

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摘要：公路建设过程中会大量使用混凝土作为原料，混凝土的质量会直接影响公路建设的质量，因此需要高度重视并且加强对于混凝土原材料的检测和管理，混凝土原材料检测要求复杂，需要针对不同的材料选择适当的检测手段，才能有效保证混凝土质量符合国家相关标准。本文主要分析高性能混凝土原材料检测技术。

关键词：高速公路工程；混凝土材料；检测技术

引言

当前，高性能混凝土因其具有众多优势而被广泛地应用于各种施工项目中，如在桥梁工程、隧道工程、高速公路工程等。其优势主要体现在低胶水比、流动性好、耐久性好、易浇筑和振捣等方面。高性能混凝土所使用的材料不仅包括水泥与集料，还会为了保证配比合理而增加高效外加剂、矿物细料等材料，以更好地确保自身的耐性与强度。

1、工程概况

某高速公路新线京台高速至京港澳高速段第ZT10标段所用混凝土，根据《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T3650—2020）与《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55—2011）相关要求进行配置。本工程在设计高性能混凝土时，所采用的参数标准如下：初始含气量3%~5%，坍落度180±20mm，抗渗等级＞P6，弹性模量≥345×100MPa。针对上述要求，本工程最终选用了水胶比0.32、含砂率40%、外加剂掺量1.4%合成配比的高性能水泥。高性能混凝土水胶比比较低，只有对其严格控制，才能有效提升高性能混凝土的持久性，同时减少其渗透性。一般高性能混凝土的水胶比应保持在0.40以下。水胶比确定之后，从混凝土的流动度出发，调节掺入混凝土中材料的具体含量。

2、混凝土原材料对工程质量的影响

对于公路工程来说，高性能混凝土原材料是施工的前提。混凝土原材料质量的高低与材料配比方案的科学性，都会直接影响整个工程的施工质量。若施工人员没有严格执行目标配比方案，使用的材料级配也不符合设计要求，就会导致混凝土结构性能不达标，埋下巨大的安全隐患。以此为研究视角，分析该工程可以发现，若混凝土原材料中水泥的掺和量＜6.55%，混凝土结构将无法达到设计要求。若粗细骨料的级配选择不恰当，或者失误采用了风化母岩而导致粗骨料松散堆积空隙率＜40%，吸水率＜2%，高性能混凝土材料的质量将受到较大影响，最终导致高性能混凝土无法满足高速公路施工的需求。若混凝土水灰比设计不够科学，则混凝土流动性将难以保证，需要花费较多人力去搅拌与改善混凝土，并且后期有出现孔洞的风险，增加了后期运维的成本。若混凝土凝固后，混凝土结构内部的剩余水分未能被蒸发与排出，混凝土结构产生水泡膨胀缺陷的概率则大大提升，混凝土结构的耐久性与稳定性会受到影响。

3、混凝土原材料检测技术及应用

3.1水泥检测方法

首先需要保证采购水泥的质量，在采购水泥时选择符合国家标准生产材料，达到国家要求的高质量生产厂家，保证水泥生产质量好，产量稳定。在选择水泥供应商时，需要相关厂家出具水泥合格证书，检测报告，企业资格证书等。其次需要选择多家水泥供应商，对比不同供应商的水泥质量，从中选出质量最佳，性价比最高的水泥，保证水泥的强度和稳定程度符合要求。在水泥检测过程中，检测人员除了需要检测水泥性质以外，还需要应用水泥制作出相关的混凝土块，对比不同混凝土的质量。在水泥采购入场环节，检测人员需要对每一批水泥进行取样检测工作，一旦水泥质量发生问题就需要立即与厂家联系并退回水泥，禁止质量不佳的水泥流入施工现场。

3.2粉煤灰检测方法

粉煤灰的质量会受到原料产地，厂家技术等因素影响而产生差异，在具体施工过程中需要根据混凝土制备的需要，而选择不同的粉煤灰，因此在粉煤灰检测过程中需要按照不同混凝土配制粉煤灰标准进行相应的检测。我国政府针对粉煤灰检测提出了相应标准，需要严格按照国家制定的《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T1596的有关规定进行检测，检查粉煤灰烧失量、细度、三氧化硫含量、需水量比、游离氧化钙等是否符合国家要求。其次还需要根据混凝土配置的要求，对水泥进行配比试验，保证水泥质量符合混凝土制备需要。

3.3硬化表面回弹法

硬化表面回弹法主要借助回弹仪来实现对高性能混凝土的检测与鉴定，属于间接试验法，具体需要从以下3个方面做起：1）检测人员先用肉眼观察检测与鉴定选择的高性能混凝土试块，以确保高性能混凝土试块表面平整、密实；若表面出现蜂窝、麻面或开裂情况时，应及时向相关人员反馈并处理。一般情况下，硬化表面回弹法下的高性能混凝土试块尺寸应为300mm×300mm。2）在检测与鉴定过程中，要保证回弹区域与测试区域的垂直，且压力应匀速增加。3）由于硬化表面回弹法在检测与鉴定过程中会提高高性能混凝土试块的硬度和强度。因此，只有当高性能混凝土试块内外部结构没有明显变化时，该方法的准确度与可靠度才能更高。

3.4器件结构钻芯法

器件结构钻芯法也是一种常用的高性能混凝土检测与鉴定方法。与硬化表面回弹法、超声波法不同，应用该方法时需要先取一块高性能混凝土，之后利用专业钻机从这块高性能混凝土当中钻出体积更小的高性能混凝土，从而根据钻芯的内部结构来判断出高性能混凝土的性质。由于该方法需要以样本选取为前提，对样本要求也很高，必须是质地均匀的样本，才能保证检测与鉴定结果的可靠性，否则会出现很大的偏差。另外，在JGJ/T384—2016《钻芯法检测混凝土强度技术规程》中，我国对于钻芯的提取有明确要求，即钻芯规格应为100mm，如果不能按照这一标准进行检测和鉴定，不仅无法从根本上保证检测与鉴定结果，而且公路工程质量问题也会随之增多。

3.5超声波检测法

超声波检测法不仅可以检测混凝土材料的质量，而且可以检测材料是否有缺陷。检测人员用超声波对混凝土松散地区和位置进行检测，以获得相应的判断结果，这也是超声波检测法的一大优点，可以有效地减少检测人员的工作量。超声波检测法在实际应用中，容易受其他因素的影响，导致检测结果不准确。很多检测机构采用回弹检测法与超声波检测法相结合，使检测结果更加精准，可以满足材料检测要求，加快检验速度。由于施工地区不同，制定的检测标准也存在较大差异，当地方标准比国家标准更能直接反映出项目的特点，如工艺技术特点、气候条件特点、混凝土材料特点等，同时，使检测结果更加准确，真正接近混凝土的实际强度。

3.6综合法

不同于以上检测与鉴定方法，综合法是将两种或两种以上检测方法相互融合来检测与鉴定高性能混凝土。通过两种及以上方法的融合，可以弥补单一方法中的不足和弊端，从而明确高性能混凝土的性能、强度以及其他参数，是一种较全面的测量方法。综合法的作用主要体现在两个方面：1）在与不同方法结合过程中，可以更清晰地发现检测与鉴定效果更好的方法，并发现其不足，进而不断地对该方法进行改良和完善；2）可以全面地检测与鉴定出高性能混凝土的耐久性、抗老化性等参数，方便、高效、快捷，在很大程度上降低检测与鉴定结果误差的同时，还不会对高性能混凝土强度造成影响。

结束语

综上所述，为了进一步推动我国高速公路工程对于高性能混凝土的应用，本文以原材料检测技术为基础，分析了在配置高性能混凝土时对于粉煤灰、水泥、粗细骨料、混凝土用水和外加剂等材料选择。在实际应用过程中，必须要根据具体工程情况来对高性能混凝土进行检测，从而选择出优质合理的配比，以更好地提高高速公路工程施工质量。

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