邢汾高速高性能混凝土技术应用

由于全线桥隧较多,为更好地满足结构功能要求,必须提高其混凝土的耐久性,改善混凝土的施工性能和抗裂性能,邢汾筹建处自筹备伊始就把高性能混凝土的应用提上日程,并做了相应的准备工作,后来根据省高管局在局管高速公路推广高性能混凝土的要求,筹建处在邢汾高速公路合同专用条款明确规定了在L4、L5、L14合同主体结构上应用高性能混凝土。

邢汾高速公路高性能混凝土技术应用

一、 高性能混凝土应用情况

由于全线桥隧较多，为更好地满足结构功能要求，必须提高其混凝土的耐久性，改善混凝土的施工性能和抗裂性能，邢汾筹建处自筹备伊始就把高性能混凝土的应用提上日程，并做了相应的准备工作，后来根据省高管局在局管高速公路推广高性能混凝土的要求，筹建处在邢汾高速公路合同专用条款明确规定了在L4、L5、L14合同主体结构上应用高性能混凝土。

高性能混凝土（High Performance Concrete，HPC）是20世纪80年代末90年代初，一些发达国家基于混凝土结构耐久性设计提出的一种全新概念的混凝土，它以耐久性为首要设计指标，这种混凝土有可能为基础设施工程提供100年以上的使用寿命。区别于传统混凝土，高性能混凝土由于具有高耐久性、高工作性、高强度和高体积稳定性等许多优良特性，被认为是目前全世界性能最为全面的混凝土。

率先采用这项新技术，是河北省高速公路建设史上首次大面积使用，在全国也是首屈一指，这是邢汾高速公路筹建处自我加压，自我选择了一种全新的挑战。高性能混凝土选用优质原材料，混凝土配比中除水泥、水、集料外，还掺加足够数量的矿物掺合料（粉煤灰、矿渣粉）和高性能减水剂（聚羧酸系）。

（1）组织领导：

由于全线桥隧较多,为更好地满足结构功能要求,必须提高其混凝土的耐久性,改善混凝土的施工性能和抗裂性能,邢汾筹建处自筹备伊始就把高性能混凝土的应用提上日程,并做了相应的准备工作,后来根据省高管局在局管高速公路推广高性能混凝土的要求,筹建处在邢汾高速公路合同专用条款明确规定了在L4、L5、L14合同主体结构上应用高性能混凝土。

为做好高性能混凝土的应用，筹建处成立了以处长为首的技术攻关小组，主管副处长主抓落实，小组成员有筹建处工程科、总工室、总监办主要负责人和技术骨干及三个施工单位的负责人。

（2）技术准备工作：

高性能混凝土如何应用？如何尽快熟悉掌握这项陌生的技术？工欲善其事，必先利其器，为做好该项工作，筹建处对高性能混凝土的应用高度重视，做了大量的准备工作。

筹建处负责同志带队赴京沪、沪宁、石武高速铁路参观考察高性能混凝土。

2010年2月1日，筹建处高性能混凝土课题组主要技术人员到北京分别与交通运输部公路科学研究院、中国铁道科学研究院、中国建筑科学研究院专家就高性能混凝土应用进行了交流座谈。

2010年8月12日，铁科院邢汾高速公路高性能混凝土咨询组成员仲新华研究员到本项目对筹建处相关科室、总监办、驻地办、施工单位相关人员就高性能混凝土应用技术进行了培训。

筹建处还积极储备专业人才，专门引进参加过高铁建设施工监理的专业技术人员充实到筹建处。借鉴高速铁路成功经验，聘请中国铁道科学研究院为技术咨询单位。

（3）技术咨询和科研课题单位的选择：在高性能混凝土的应用中，我们经历了从陌生到适应、再到熟悉的过程。

由于全线桥隧较多,为更好地满足结构功能要求,必须提高其混凝土的耐久性,改善混凝土的施工性能和抗裂性能,邢汾筹建处自筹备伊始就把高性能混凝土的应用提上日程,并做了相应的准备工作,后来根据省高管局在局管高速公路推广高性能混凝土的要求,筹建处在邢汾高速公路合同专用条款明确规定了在L4、L5、L14合同主体结构上应用高性能混凝土。

2010年4月17日筹建处最终确定了铁科院为项目咨询单位和科研子课题承担单位。

（4）施工生产

根据前期大量的试验工作及在施工中对高性能混凝土的使用情况的认识，我们认为，高性能混凝土与普通混凝土相比有很强的优势性，不仅强度高、和易性好，而且有很好的施工性、工作性。

1、高性能混凝土具有很高的强度和高抗渗能力。

2、高性能混凝土具有良好的工作性，混凝土拌和物具有较高的流动性，混凝土在成型过程中不分层、不离析，易充满模型。

3、高性能混凝土的使用寿命长，对于一些特殊工程的特殊部位，控制结构设计的不是混凝土的强度，而是耐久性。能够使混凝土结构安全可靠地工作50～100年以上，是高性能混凝土应用的主要目的。

4、高性能混凝土具有较高的体积稳定性，即混凝土在硬化早期具有较低的水化热，硬化后期具有较小的收缩变形。

高性能混凝土是一种新型高技术混凝土，是在大幅度提高普通混凝土的基础上采用现代混凝土制作的混凝土，是以耐久性作为设计的主要指标，针对不同的用途的要求，重点对耐久性、施工性、适用性、强度、体积稳定性和经济性加以保证。

① 设备拌和站试验设备

高性能混凝土除强度外，还提出混凝土的电通量和含气量两项指标，从检测角度增加了电通量测定仪和含气量测定仪等专用仪器设备。电通量是通过电子流过混凝土的多少确定混凝土的密实程度和混

由于全线桥隧较多,为更好地满足结构功能要求,必须提高其混凝土的耐久性,改善混凝土的施工性能和抗裂性能,邢汾筹建处自筹备伊始就把高性能混凝土的应用提上日程,并做了相应的准备工作,后来根据省高管局在局管高速公路推广高性能混凝土的要求,筹建处在邢汾高速公路合同专用条款明确规定了在L4、L5、L14合同主体结构上应用高性能混凝土。

凝土的氯离子含量，56天要求小于1000C。含气量主要要求在2～4%，通过以上两项性能指标的检测，更容易直观地表述混凝土的密实程度及稳定性和耐久性。

对于高性能混凝土的技术要求，在拌制过程中也要严格控制各种原材料的用量及计量误差。混凝土拌合站配有计算机控制系统，自动精确计量系统，原材料自动上料和上料误差计算系统，打印系统等，并且拌合楼应全封闭，拌合站场地全部硬化处理，料仓棚化。

②原材料选择与配合比的确定：咨询单位确定后，2010年6月30日，铁科院咨询组专家仲新华研究员到我处研讨高性能混凝土应用事宜；随后我处会同总监办、施工单位共同考察优选原材料，并对选定的原材料送至铁科院试验室按高性能混凝土的要求标准进行检测。

2010年10月30日L5合同浇筑第一片高性能混凝土箱梁，至今高性能混凝土C50箱梁预制已完成将近1000片，C30墩柱300余棵，盖梁100余个，经试验检测，各项指标均达到了预期效果。

高性能混凝土在L4、L5合同的成功应用，激发了其他各标段的热情，一些标段相继申请使用高性能混凝土，2011年3月23日L7合同经申请批准成功浇筑了第一片高性能混凝土箱梁。

（4）高性能压浆剂的确定：在高性能混凝土应用中，为和高性能混凝土耐久性、使用寿命相匹配，筹建处提出了高性能混凝土梁管道压浆也要采用高性能压浆剂，在高性能压浆剂材料标准选择

由于全线桥隧较多,为更好地满足结构功能要求,必须提高其混凝土的耐久性,改善混凝土的施工性能和抗裂性能,邢汾筹建处自筹备伊始就把高性能混凝土的应用提上日程,并做了相应的准备工作,后来根据省高管局在局管高速公路推广高性能混凝土的要求,筹建处在邢汾高速公路合同专用条款明确规定了在L4、L5、L14合同主体结构上应用高性能混凝土。

上制定了《邢汾高速公路邢台至冀晋界段后张法预应力混凝土梁管道压浆技术条件》，直接移植了TB/T3192—2008 《铁路后张法预应力混凝土梁管道压浆技术条件》，对箱梁管道压浆从设备到材料到工艺提出了全新的要求：

在设备使用上搅拌机采用转速不低于1000r/min的高速制浆机；压浆机采用连续式压浆泵；储料罐应带有搅拌功能。 材料采用高性能压浆剂。工艺上采用真空辅助压浆工艺。

经筹建处多方参观协调，我们初步试验摸索出一整套完整的压浆工艺，经试验检测，从浆液均匀性、流动度、流动度30min损失、密实度等各方面压浆质量均比普通压浆有大幅度提高。

四、技术标准的出台：

2010年11月16日铁科院提交了《高性能混凝土技术条件》初稿，2010年11月29日提交了《高性能混凝土技术条件》送审稿。2010年12月9日，筹建处组织的“高性能混凝土技术条件专家评审会”召开，筹建处高性能混凝土工程实践应用受到了与会专家的肯定与认可，高性能混凝土技术条件获得评审会通过。2011年1月11日，筹建处正式印发《高性能混凝土技术暂行条件》并施行。

五、使用体会

高性能混凝土的应用，不仅提高了混凝土的耐久性，实现了良好的社会效益，而且也以性价比高实现了显著的经济效益。

以L5合同为例，从原材料的单价分析，均按送到工地的价

由于全线桥隧较多,为更好地满足结构功能要求,必须提高其混凝土的耐久性,改善混凝土的施工性能和抗裂性能,邢汾筹建处自筹备伊始就把高性能混凝土的应用提上日程,并做了相应的准备工作,后来根据省高管局在局管高速公路推广高性能混凝土的要求,筹建处在邢汾高速公路合同专用条款明确规定了在L4、L5、L14合同主体结构上应用高性能混凝土。

格计算，每方混凝土用量，总计167.2元。若只用水泥一种胶材，每方用量480kg,折价201.6元，两者差价为34.4元。该合同共

5.6万方混凝土，总差价为192.64万元，即单从胶材一项计算，用高性能混凝土比普通混凝土节约费用193万元。

经试验，按相同标号配置的高性能混凝土强度远高于普通混凝土，和易性、耐久性大大提高。与普通混凝土相比，过去在普通混凝土上经常出现的坍落度小施工和易性差、坍落度大容易泌水离析的现象不见了，强度高了、密实度高了、耐久性高了，用水泥量低了、水化热低了、温度峰值低了，温度峰值推迟了。可以简单地总结为“三高三低一推迟”。经过对已完成梁板、墩柱、盖梁自检、抽检，其各项技术指标均满足验标及设计要求，说明该《高性能混凝土暂行技术条件》适用性较好，能满足实际施工需要。经过实际应用，高性能混凝土在高速公路使用基本成功。

古人云：天下难事必作于易，天下大事必于细。是以圣人终不为大，故能成其大。邢汾高速的建设者们正以科学睿智、勤劳创新、至臻至善的态度奋战在深山峡谷，他们的双手将托起钢筋铁骨般品质的“长龙”，穿越巍巍太行，险隘变通途。

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