超高性能混凝土在混凝土塔架生產(chǎn)過程中監(jiān)造質(zhì)量控制

引言：超高性能混凝土（UHPC）因其優(yōu)異的力學(xué)性能、耐久性和良好的工作性能，在風(fēng)電混塔結(jié)構(gòu)建設(shè)中備受青睞。然而UHPC 的性能高度依賴于其原材料質(zhì)量、配合比設(shè)計(jì)、制備工藝以及養(yǎng)護(hù)條件等多個(gè)環(huán)節(jié)。為確保 UHPC 塔架的質(zhì)量與安全，嚴(yán)格的監(jiān)造過程必不可少。本文依據(jù) UHPC 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，詳細(xì)闡述 UHPC 塔架監(jiān)造的全過程，旨在為在混塔領(lǐng)域的工程實(shí)踐提供有益的參考。

在超高性能混凝土（UHPC）塔架生產(chǎn)過程中，監(jiān)造過程中首先要確保原材料質(zhì)量穩(wěn)定是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，UHPC在生產(chǎn)時(shí)配合比是監(jiān)造過程中重要的組成部分，直接關(guān)系到UHPC的性能和塔架結(jié)構(gòu)的質(zhì)量與安全。

UHPC 配合比設(shè)計(jì)的監(jiān)造

（一）設(shè)計(jì)原則

UHPC 配合比設(shè)計(jì)應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)形式、施工工藝和環(huán)境作用等因素，以滿足工作性能、強(qiáng)度、耐久性等要求。采用絕對(duì)體積法并基于最緊密堆積方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，確保各組分比例合理。監(jiān)造過程中，需審核配合比設(shè)計(jì)方案是否充分考慮了這些因素，以及設(shè)計(jì)方法是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

（二）配制強(qiáng)度計(jì)算

UC 系列和 UT 系列 UHPC 的配制抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的公式。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)差未知時(shí)，應(yīng)按相應(yīng)公式計(jì)算配制強(qiáng)度，以保證 UHPC 具有足夠的強(qiáng)度儲(chǔ)備。監(jiān)造人員需檢查配制強(qiáng)度的計(jì)算過程和結(jié)果，確保其準(zhǔn)確性。

（三）水膠比與纖維體積含量

水膠比應(yīng)小于 0.25，S 類和 H 類 UHPC 中的鋼纖維最小體積含量應(yīng)大于 1.0%。監(jiān)造過程中，要嚴(yán)格控制水膠比和纖維體積含量，確保其在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。水膠比過大可能導(dǎo)致 UHPC 強(qiáng)度降低、耐久性下降，纖維體積含量不足則無法發(fā)揮其增韌作用。

（四）試配與調(diào)整

試配時(shí)應(yīng)采用實(shí)際工程原材料，最小攪拌量不宜小于 15L。通過試拌調(diào)整膠凝材料用量、外加劑用量或骨料體積分?jǐn)?shù)等，確定基準(zhǔn)配合比，并進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)基準(zhǔn)配合比進(jìn)行調(diào)整，確定設(shè)計(jì)配合比。監(jiān)造人員需見證試配過程，確保試配操作符合標(biāo)準(zhǔn)要求，試驗(yàn)數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。

UHPC 養(yǎng)護(hù)過程的監(jiān)造

（一）養(yǎng)護(hù)方式選擇

UHPC 可采用自然養(yǎng)護(hù)、常規(guī)蒸汽養(yǎng)護(hù)或熱處理，養(yǎng)護(hù)方式應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況選擇。監(jiān)造過程中，要檢查養(yǎng)護(hù)方案是否合理，確保養(yǎng)護(hù)方式符合標(biāo)準(zhǔn)要求和工程需要。

（二）自然養(yǎng)護(hù)要求

自然養(yǎng)護(hù)時(shí)，混凝土澆筑后應(yīng)盡早覆蓋保濕養(yǎng)護(hù) 7d 以上，同條件養(yǎng)護(hù)試件抗壓強(qiáng)度達(dá)到 30MPa 后拆模，養(yǎng)護(hù)環(huán)境平均氣溫宜高于 10℃，低于 10℃時(shí)應(yīng)采取保溫措施。監(jiān)造人員需檢查養(yǎng)護(hù)覆蓋措施和環(huán)境溫度記錄，確保自然養(yǎng)護(hù)過程符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

（三）常規(guī)蒸汽養(yǎng)護(hù)要求

常規(guī)蒸汽養(yǎng)護(hù)包括靜停、蒸汽養(yǎng)護(hù)和自然養(yǎng)護(hù)階段。靜停環(huán)境溫度應(yīng)在 10℃以上、相對(duì)濕度 60% 以上，時(shí)間不少于 6h，構(gòu)件外露表面應(yīng)有保濕措施。蒸汽養(yǎng)護(hù)升溫速度不大于 12℃/h，升溫至養(yǎng)護(hù)溫度后恒溫 24h 或至同條件養(yǎng)護(hù)試件抗壓強(qiáng)度達(dá)到預(yù)定值，相對(duì)濕度保持在 95% 以上，降溫速度不超過 15℃/h。蒸汽養(yǎng)護(hù)結(jié)束后進(jìn)行自然養(yǎng)護(hù)，要求與自然養(yǎng)護(hù)相同。監(jiān)造過程中，要檢查蒸汽養(yǎng)護(hù)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)和養(yǎng)護(hù)記錄，確保常規(guī)蒸汽養(yǎng)護(hù)過程符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

（四）熱處理要求

熱處理宜采用自動(dòng)控制系統(tǒng)控制蒸汽養(yǎng)護(hù)溫度，成型后 7d 內(nèi)進(jìn)行。養(yǎng)護(hù)過程分為初養(yǎng)、高溫?zé)崽幚砗妥匀火B(yǎng)護(hù)（養(yǎng)護(hù)方式 1）或靜停、高溫?zé)崽幚砗妥匀火B(yǎng)護(hù)（養(yǎng)護(hù)方式 2）。初養(yǎng)或靜停、高溫?zé)崽幚砗妥匀火B(yǎng)護(hù)的各階段溫度、時(shí)間和濕度要求應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。監(jiān)造人員需檢查熱處理設(shè)備的運(yùn)行和養(yǎng)護(hù)記錄，確保熱處理過程符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

UHPC 質(zhì)量檢驗(yàn)的監(jiān)造

（一）檢驗(yàn)分類與責(zé)任

質(zhì)量檢驗(yàn)分為出廠檢驗(yàn)和交貨檢驗(yàn)。出廠檢驗(yàn)由供方承擔(dān)，檢測 UC 系列抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度、UT 系列抗壓強(qiáng)度和抗拉性能；交貨檢驗(yàn)由需方承擔(dān)（或委托有資質(zhì)單位），檢測 UC 系列拌合物坍落度、擴(kuò)展度和抗壓強(qiáng)度、UT 系列拌合物坍落度、擴(kuò)展度和抗拉強(qiáng)度。監(jiān)造過程中，要明確檢驗(yàn)責(zé)任，確保檢驗(yàn)工作按時(shí)、按要求進(jìn)行。

（二）檢驗(yàn)批劃分與抽樣

一個(gè)檢驗(yàn)批的 UHPC 應(yīng)具有相同力學(xué)性能等級(jí)、試驗(yàn)齡期、生產(chǎn)工藝條件和配合比。抽樣數(shù)量和頻率應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，如 UC 系列和 UT 系列混凝土在不同澆筑量時(shí)的抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度檢驗(yàn)頻率不同。監(jiān)造人員需檢查檢驗(yàn)批劃分和抽樣過程，確保樣本具有代表性。

（三）試驗(yàn)方法與評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

UHPC 的各項(xiàng)性能試驗(yàn)方法應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，如抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、彈性模量、抗?jié)B性能、抗沖磨性能等試驗(yàn)方法。評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計(jì)或非數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法判定檢驗(yàn)結(jié)果是否合格。監(jiān)造過程中，要監(jiān)督試驗(yàn)過程，確保試驗(yàn)方法正確、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，并依據(jù)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)檢驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行判定。

一、膠凝材料質(zhì)量控制

1. 水泥選擇與檢驗(yàn)

l 嚴(yán)格篩選品種與等級(jí)：依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)先選用強(qiáng)度等級(jí)不低于42.5的硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、中熱硅酸鹽水泥、低熱硅酸鹽水泥或白色硅酸鹽水泥。監(jiān)造過程中，仔細(xì)核對(duì)水泥的品種和強(qiáng)度等級(jí)，確保其符合設(shè)計(jì)要求。例如，對(duì)于大跨度或重載的塔架結(jié)構(gòu)，可能更傾向于選用強(qiáng)度高、性能穩(wěn)定的硅酸鹽水泥。

l 限制鋁酸三鈣含量：水泥熟料中的鋁酸三鈣含量宜小于6%。通過檢查水泥的質(zhì)量證明文件和檢驗(yàn)報(bào)告，確認(rèn)鋁酸三鈣含量是否在規(guī)定范圍內(nèi)。鋁酸三鈣含量過高可能導(dǎo)致水泥水化熱過大，影響UHPC的體積穩(wěn)定性，進(jìn)而對(duì)塔架結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響。

l 常規(guī)指標(biāo)檢測：對(duì)每批進(jìn)場水泥，按照GB 175等相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，全面檢測其凝結(jié)時(shí)間、安定性和強(qiáng)度等指標(biāo)。例如，在塔架基礎(chǔ)施工時(shí)，若水泥凝結(jié)時(shí)間異常，可能導(dǎo)致混凝土澆筑不連續(xù)，影響基礎(chǔ)的整體性。

l 其他水泥試驗(yàn)驗(yàn)證：當(dāng)采用其他種類水泥時(shí)，必須進(jìn)行全面試驗(yàn)，驗(yàn)證其是否滿足UHPC在強(qiáng)度發(fā)展、耐久性等方面的性能要求。比如，在特殊環(huán)境下（如海洋環(huán)境中的塔架），可能需要試驗(yàn)新型水泥品種對(duì)氯離子侵蝕的抵抗能力。

2. 礦物摻合料管理

l 符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：粉煤灰應(yīng)符合GB/T 1596規(guī)定，?；郀t礦渣粉應(yīng)符合GB/T 18046規(guī)定，硅灰應(yīng)符合GB/T 27690規(guī)定。監(jiān)造時(shí)，詳細(xì)檢查其質(zhì)量證明文件，并按規(guī)定進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)。例如，對(duì)于粉煤灰，要檢測其細(xì)度、需水量比等指標(biāo)，確保其質(zhì)量符合要求，以保證其在UHPC中能有效發(fā)揮活性填充和改善性能的作用。

l 優(yōu)選品質(zhì)等級(jí)：宜采用I級(jí)粉煤灰、S95及以上等級(jí)的?；郀t礦渣粉、二氧化硅含量不低于90%的硅灰。這些高品質(zhì)的礦物摻合料有助于提高UHPC的密實(shí)度、強(qiáng)度和耐久性。在監(jiān)造過程中，對(duì)進(jìn)場的礦物摻合料進(jìn)行嚴(yán)格的等級(jí)核查，防止低等級(jí)摻合料混入。

l 試驗(yàn)其他摻合料：對(duì)于其他礦物摻合料，必須通過充分的試驗(yàn)，確定其對(duì)UHPC性能無不良影響，如對(duì)混凝土的工作性、強(qiáng)度增長規(guī)律以及長期耐久性的影響。例如，在某些地區(qū)可能嘗試使用當(dāng)?shù)氐奶厣V物摻合料，此時(shí)就需要進(jìn)行大量試驗(yàn)來評(píng)估其適用性。

二、骨料質(zhì)量保障

1. 細(xì)骨料質(zhì)量把控

l 遵循類別標(biāo)準(zhǔn)：天然砂或機(jī)制砂應(yīng)符合GB 14684中I類砂規(guī)定。監(jiān)造過程中，對(duì)砂的氯離子、硫化物及硫酸鹽、云母含量等指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格檢測。例如，在沿海地區(qū)建設(shè)的UHPC塔架，由于環(huán)境中氯離子含量較高，需特別關(guān)注砂的氯離子含量，確保其符合UC140及以上等級(jí)超高性能混凝土對(duì)砂氯離子含量的特殊規(guī)定，防止氯離子侵蝕導(dǎo)致塔架結(jié)構(gòu)耐久性下降。

l 控制含泥量與石粉含量：天然砂的含泥量和泥塊含量、機(jī)制砂的石粉含量應(yīng)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。含泥量過高會(huì)影響UHPC的工作性和強(qiáng)度，石粉含量不當(dāng)也會(huì)對(duì)混凝土性能產(chǎn)生影響。監(jiān)造時(shí)，通過篩分、水洗等方法準(zhǔn)確測定含泥量和石粉含量，確保其在規(guī)定范圍內(nèi)。

2. 粗骨料質(zhì)量控制

l 符合碎石標(biāo)準(zhǔn)：粗骨料應(yīng)符合GB 14685中I類碎石規(guī)定，重點(diǎn)檢查其顆粒級(jí)配、壓碎指標(biāo)等。例如，在塔架的柱腳等承受較大壓力的部位，對(duì)粗骨料的壓碎指標(biāo)要求更為嚴(yán)格，需確保粗骨料具有足夠的強(qiáng)度，以承受結(jié)構(gòu)荷載。

l 控制粒級(jí)偏差：每個(gè)粒級(jí)的超徑和遜徑顆粒含量宜不大于5%。通過篩分析等方法檢測粒級(jí)偏差，保證粗骨料的顆粒級(jí)配穩(wěn)定，從而確保UHPC的工作性和力學(xué)性能穩(wěn)定。在塔架的不同部位，可能根據(jù)結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)對(duì)粗骨料的粒級(jí)有更精細(xì)的要求，監(jiān)造過程中需嚴(yán)格控制。