引言：超高性能混凝土（UHPC）因其優(yōu)異的力學性能、耐久性和良好的工作性能，在風電混塔結構建設中備受青睞。然而UHPC 的性能高度依賴于其原材料質(zhì)量、配合比設計、制備工藝以及養(yǎng)護條件等多個環(huán)節(jié)。為確保 UHPC 塔架的質(zhì)量與安全，嚴格的監(jiān)造過程必不可少。本文依據(jù) UHPC 相關標準，詳細闡述 UHPC 塔架監(jiān)造的全過程，旨在為在混塔領域的工程實踐提供有益的參考。

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)定是至關重要的環(huán)節(jié)，UHPC在生產(chǎn)時配合比是監(jiān)造過程中重要的組成部分，直接關系到UHPC的性能和塔架結構的質(zhì)量與安全。

UHPC 配合比設計的監(jiān)造

（一）設計原則

UHPC 配合比設計應考慮結構形式、施工工藝和環(huán)境作用等因素，以滿足工作性能、強度、耐久性等要求。采用絕對體積法并基于最緊密堆積方法進行設計，確保各組分比例合理。監(jiān)造過程中，需審核配合比設計方案是否充分考慮了這些因素，以及設計方法是否符合標準要求。

（二）配制強度計算

UC 系列和 UT 系列 UHPC 的配制抗壓強度和抗拉強度計算應符合標準規(guī)定的公式。當標準差未知時，應按相應公式計算配制強度，以保證 UHPC 具有足夠的強度儲備。監(jiān)造人員需檢查配制強度的計算過程和結果，確保其準確性。

（三）水膠比與纖維體積含量

水膠比應小于 0.25，S 類和 H 類 UHPC 中的鋼纖維最小體積含量應大于 1.0%。監(jiān)造過程中，要嚴格控制水膠比和纖維體積含量，確保其在標準范圍內(nèi)。水膠比過大可能導致 UHPC 強度降低、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

試配時應采用實際工程原材料，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數(shù)等，確定基準配合比，并進行強度試驗。根據(jù)試驗結果對基準配合比進行調(diào)整，確定設計配合比。監(jiān)造人員需見證試配過程，確保試配操作符合標準要求，試驗數(shù)據(jù)真實可靠。

UHPC 養(yǎng)護過程的監(jiān)造

（一）養(yǎng)護方式選擇

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

（二）自然養(yǎng)護要求

自然養(yǎng)護時，混凝土澆筑后應盡早覆蓋保濕養(yǎng)護 7d 以上，同條件養(yǎng)護試件抗壓強度達到 30MPa 后拆模，養(yǎng)護環(huán)境平均氣溫宜高于 10℃，低于 10℃時應采取保溫措施。監(jiān)造人員需檢查養(yǎng)護覆蓋措施和環(huán)境溫度記錄，確保自然養(yǎng)護過程符合標準要求。

（三）常規(guī)蒸汽養(yǎng)護要求

常規(guī)蒸汽養(yǎng)護包括靜停、蒸汽養(yǎng)護和自然養(yǎng)護階段。靜停環(huán)境溫度應在 10℃以上、相對濕度 60% 以上，時間不少于 6h，構件外露表面應有保濕措施。蒸汽養(yǎng)護升溫速度不大于 12℃/h，升溫至養(yǎng)護溫度后恒溫 24h 或至同條件養(yǎng)護試件抗壓強度達到預定值，相對濕度保持在 95% 以上，降溫速度不超過 15℃/h。蒸汽養(yǎng)護結束后進行自然養(yǎng)護，要求與自然養(yǎng)護相同。監(jiān)造過程中，要檢查蒸汽養(yǎng)護設備的運行參數(shù)和養(yǎng)護記錄，確保常規(guī)蒸汽養(yǎng)護過程符合標準要求。

（四）熱處理要求

熱處理宜采用自動控制系統(tǒng)控制蒸汽養(yǎng)護溫度，成型后 7d 內(nèi)進行。養(yǎng)護過程分為初養(yǎng)、高溫熱處理和自然養(yǎng)護（養(yǎng)護方式 1）或靜停、高溫熱處理和自然養(yǎng)護（養(yǎng)護方式 2）。初養(yǎng)或靜停、高溫熱處理和自然養(yǎng)護的各階段溫度、時間和濕度要求應符合標準規(guī)定。監(jiān)造人員需檢查熱處理設備的運行和養(yǎng)護記錄，確保熱處理過程符合標準要求。

UHPC 質(zhì)量檢驗的監(jiān)造

（一）檢驗分類與責任

質(zhì)量檢驗分為出廠檢驗和交貨檢驗。出廠檢驗由供方承擔，檢測 UC 系列抗壓強度和抗折強度、UT 系列抗壓強度和抗拉性能；交貨檢驗由需方承擔（或委托有資質(zhì)單位），檢測 UC 系列拌合物坍落度、擴展度和抗壓強度、UT 系列拌合物坍落度、擴展度和抗拉強度。監(jiān)造過程中，要明確檢驗責任，確保檢驗工作按時、按要求進行。

（二）檢驗批劃分與抽樣

一個檢驗批的 UHPC 應具有相同力學性能等級、試驗齡期、生產(chǎn)工藝條件和配合比。抽樣數(shù)量和頻率應符合標準規(guī)定，如 UC 系列和 UT 系列混凝土在不同澆筑量時的抗壓強度和抗拉強度檢驗頻率不同。監(jiān)造人員需檢查檢驗批劃分和抽樣過程，確保樣本具有代表性。

（三）試驗方法與評定標準

UHPC 的各項性能試驗方法應符合標準規(guī)定，如抗壓強度、抗折強度、抗拉強度、彈性模量、抗?jié)B性能、抗沖磨性能等試驗方法。評定標準也應嚴格按照標準執(zhí)行，根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計或非數(shù)理統(tǒng)計方法判定檢驗結果是否合格。監(jiān)造過程中，要監(jiān)督試驗過程，確保試驗方法正確、數(shù)據(jù)準確，并依據(jù)評定標準對檢驗結果進行判定。

一、膠凝材料質(zhì)量控制

1. 水泥選擇與檢驗

l 嚴格篩選品種與等級：依據(jù)標準，優(yōu)先選用強度等級不低于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，仔細核對水泥的品種和強度等級，確保其符合設計要求。例如，對于大跨度或重載的塔架結構，可能更傾向于選用強度高、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)量證明文件和檢驗報告，確認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致水泥水化熱過大，影響UHPC的體積穩(wěn)定性，進而對塔架結構產(chǎn)生不利影響。

l 常規(guī)指標檢測：對每批進場水泥，按照GB 175等相應標準，全面檢測其凝結時間、安定性和強度等指標。例如，在塔架基礎施工時，若水泥凝結時間異常，可能導致混凝土澆筑不連續(xù)，影響基礎的整體性。

l 其他水泥試驗驗證：當采用其他種類水泥時，必須進行全面試驗，驗證其是否滿足UHPC在強度發(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），可能需要試驗新型水泥品種對氯離子侵蝕的抵抗能力。

2. 礦物摻合料管理

l 符合標準規(guī)定：粉煤灰應符合GB/T 1596規(guī)定，?；郀t礦渣粉應符合GB/T 18046規(guī)定，硅灰應符合GB/T 27690規(guī)定。監(jiān)造時，詳細檢查其質(zhì)量證明文件，并按規(guī)定進行抽樣檢驗。例如，對于粉煤灰，要檢測其細度、需水量比等指標，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：宜采用I級粉煤灰、S95及以上等級的粒化高爐礦渣粉、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的密實度、強度和耐久性。在監(jiān)造過程中，對進場的礦物摻合料進行嚴格的等級核查，防止低等級摻合料混入。

l 試驗其他摻合料：對于其他礦物摻合料，必須通過充分的試驗，確定其對UHPC性能無不良影響，如對混凝土的工作性、強度增長規(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?shù)氐奶厣V物摻合料，此時就需要進行大量試驗來評估其適用性。

二、骨料質(zhì)量保障

1. 細骨料質(zhì)量把控

l 遵循類別標準：天然砂或機制砂應符合GB 14684中I類砂規(guī)定。監(jiān)造過程中，對砂的氯離子、硫化物及硫酸鹽、云母含量等指標進行嚴格檢測。例如，在沿海地區(qū)建設的UHPC塔架，由于環(huán)境中氯離子含量較高，需特別關注砂的氯離子含量，確保其符合UC140及以上等級超高性能混凝土對砂氯離子含量的特殊規(guī)定，防止氯離子侵蝕導致塔架結構耐久性下降。

l 控制含泥量與石粉含量：天然砂的含泥量和泥塊含量、機制砂的石粉含量應符合相應標準。含泥量過高會影響UHPC的工作性和強度，石粉含量不當也會對混凝土性能產(chǎn)生影響。監(jiān)造時，通過篩分、水洗等方法準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 符合碎石標準：粗骨料應符合GB 14685中I類碎石規(guī)定，重點檢查其顆粒級配、壓碎指標等。例如，在塔架的柱腳等承受較大壓力的部位，對粗骨料的壓碎指標要求更為嚴格，需確保粗骨料具有足夠的強度，以承受結構荷載。

l 控制粒級偏差：每個粒級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偏差，保證粗骨料的顆粒級配穩(wěn)定，從而確保UHPC的工作性和力學性能穩(wěn)定。在塔架的不同部位，可能根據(jù)結構受力特點對粗骨料的粒級有更精細的要求，監(jiān)造過程中需嚴格控制。

三、外加劑質(zhì)量監(jiān)督

1. 減水劑性能要求

l 符合標準規(guī)范：減水劑應符合GB 8076和GB 50119規(guī)定，宜選用高性能減水劑，減水率宜大于30%。監(jiān)造時，認真檢查減水劑的質(zhì)量證明文件，核實其減水率、坍落度保留值等性能指標是否滿足標準要求。例如，在高溫環(huán)境下施工的UHPC塔架，需要減水劑具有良好的坍落度保留性能，以保證混凝土在運輸和澆筑過程中的工作性。

2. 其他外加劑試驗驗證

當使用其他外加劑時，其性能必須符合國家現(xiàn)行相關標準，且需通過專門試驗確定其對UHPC性能的影響。例如，使用引氣劑時，要通過試驗確定其引入的氣泡結構和數(shù)量對UHPC強度、抗?jié)B性等性能的影響，確保其在改善工作性的同時不降低其他關鍵性能。

四、纖維質(zhì)量確保

1. 鋼纖維質(zhì)量標準執(zhí)行

l 符合高強度要求：鋼纖維應采用符合GB/T 39147規(guī)定的I類1700級高強度微細纖維，等效直徑≤0.3mm，尺寸和抗拉強度公差為A級。監(jiān)造過程中，嚴格檢查鋼纖維的質(zhì)量證明文件，并按規(guī)定進行抽樣檢驗，確保其強度和尺寸符合要求。在塔架的受拉區(qū)域，鋼纖維的高強度和均勻分布對于提高結構的抗拉性能至關重要。

2. 非金屬纖維合規(guī)性檢查

非金屬纖維應符合各自類型所屬國家現(xiàn)行相關標準，如有機合成纖維符合GB/T 21120規(guī)定，玄武巖纖維符合GB/T 23265規(guī)定，耐堿玻璃纖維符合GB/T 38143規(guī)定。同時，通過試驗確定其使用效果，確保其能有效提高UHPC的性能，如在增強韌性、抗裂性等方面的作用，滿足塔架在復雜受力和環(huán)境條件下的性能要求。

五、拌合用水質(zhì)量監(jiān)測

拌合用水應符合JGJ 63規(guī)定，不可使用再生水。監(jiān)造時，定期檢查水質(zhì)檢驗報告，確保拌合用水的pH值、不溶物含量、硫酸鹽及硫化物含量等指標符合要求。例如，水中的硫酸鹽含量過高可能導致混凝土發(fā)生硫酸鹽侵蝕，影響塔架結構的耐久性，因此必須嚴格控制。

六、原材料存儲與管理

1. 分類標識與貯存

水泥、骨料、外加劑、礦物摻合料和纖維等原材料應按品種、規(guī)格、生產(chǎn)廠家分別標識和貯存，防止混雜。監(jiān)造過程中，定期巡查存儲區(qū)域，檢查標識是否清晰、準確，貯存條件是否符合要求。例如，水泥應存放在干燥、通風良好的倉庫內(nèi)，避免受潮結塊；外加劑應按品種分類存放，防止誤食或誤用。

2. 防潮防雨防曬防銹措施

根據(jù)原材料特性，采取相應的防護措施。水泥需防潮，防止受潮后強度降低；骨料應避免雨淋，防止含水率變化影響配合比準確性；外加劑要防曬、防凍，防止變質(zhì)；纖維要防潮防銹，保證其性能不受影響。監(jiān)造人員檢查存儲設施的防護措施是否到位，如倉庫的防雨頂棚是否完好、纖維存放處是否有防潮防銹包裝等。

七、原材料檢驗與追溯

1. 進場檢驗制度

所有原材料進場時，必須提供出廠檢驗報告等質(zhì)量證明文件，并按規(guī)定進行抽樣檢驗。檢驗項目和批量應符合相關標準要求，如水泥的檢驗批量、檢驗項目應按照GB 50164規(guī)定執(zhí)行。監(jiān)造過程中，監(jiān)督檢驗單位嚴格按照標準進行檢驗，確保原材料質(zhì)量合格。

2. 質(zhì)量追溯體系建立

建立完善的原材料質(zhì)量追溯體系，記錄原材料的來源、批次、檢驗結果等信息。在塔架施工過程中，若發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題，可以通過追溯體系快速查找問題根源，采取相應措施。例如，若發(fā)現(xiàn)某一批次的UHPC強度不足，可以通過追溯體系查找該批次使用的原材料，檢查其質(zhì)量是否存在問題，從而及時調(diào)整或更換原材料。

八、原材料供應商管理

1. 資質(zhì)審查與評估

對原材料供應商進行嚴格的資質(zhì)審查，包括生產(chǎn)能力、質(zhì)量管理體系、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性等方面。選擇信譽良好、產(chǎn)品質(zhì)量可靠的供應商，并定期對其進行評估。例如，對于水泥供應商，考察其生產(chǎn)工藝是否先進、質(zhì)量控制是否嚴格；對于骨料供應商，評估其礦山資源的穩(wěn)定性和質(zhì)量控制能力。

2. 合同約定與質(zhì)量監(jiān)督

在采購合同中明確原材料的質(zhì)量標準、檢驗要求、違約責任等條款，加強對供應商的質(zhì)量監(jiān)督。要求供應商定期提供原材料質(zhì)量報告，監(jiān)造過程中對供應商的生產(chǎn)過程進行不定期抽查，確保其持續(xù)提供符合要求的原材料。例如，若供應商提供的原材料連續(xù)多次檢驗不合格，可依據(jù)合同要求其整改或更換供應商，以保證UHPC塔架原材料質(zhì)量的穩(wěn)定供應。通過以上全面、細致的措施，可以在超高性能混凝土塔架監(jiān)造過程中有效確保原材料的質(zhì)量穩(wěn)定，為UHPC塔架的高質(zhì)量建設奠定堅實基礎。

九、檢驗分類與責任

1. 質(zhì)量檢驗分為出廠檢驗和交貨檢驗

出廠檢驗：由供方承擔，主要檢測 UC 系列抗壓強度和抗折強度、UT 系列抗壓強度和抗拉性能。供方需具備相應的檢測能力和資質(zhì)，按照標準規(guī)定的試驗方法進行檢測。例如，在檢測抗壓強度時，要使用符合標準的壓力試驗機，按照規(guī)定的加載速率進行試驗，確保檢測結果準確可靠。監(jiān)造過程中，需檢查供方的檢測設備是否校準合格、檢測人員是否具備資質(zhì)、檢測記錄是否完整等，以保證出廠產(chǎn)品質(zhì)量符合要求。

交貨檢驗：由需方承擔（或委托有資質(zhì)單位），檢測 UC 系列拌合物坍落度、擴展度和抗壓強度、UT 系列拌合物坍落度、擴展度和抗拉強度。需方應選擇有資質(zhì)的檢測單位，該單位應熟悉 UHPC 的性能特點和檢測標準。監(jiān)造時要確保需方或委托單位按時進行交貨檢驗，檢驗結果能真實反映產(chǎn)品到達施工現(xiàn)場時的質(zhì)量狀況。例如，對于拌合物坍落度和擴展度的檢測，要在規(guī)定的時間內(nèi)完成，避免混凝土性能發(fā)生變化影響檢測結果。

2. 檢驗批劃分與抽樣

一個檢驗批的 UHPC 應具有相同力學性能等級、試驗齡期、生產(chǎn)工藝條件和配合比。

檢驗批劃分原則：確保同一檢驗批內(nèi)的 UHPC 質(zhì)量具有一致性和代表性。例如，對于采用相同原材料、相同配合比、同一生產(chǎn)工藝且在較短時間內(nèi)連續(xù)生產(chǎn)的 UHPC 可劃分為一個檢驗批。不同批次的原材料、不同配合比或生產(chǎn)工藝有顯著變化時，應重新劃分檢驗批。這樣可以有效控制產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，便于發(fā)現(xiàn)和處理質(zhì)量問題。

抽樣數(shù)量和頻率：抽樣數(shù)量和頻率應符合標準規(guī)定。如 UC 系列和 UT 系列混凝土在不同澆筑量時的抗壓強度和抗拉強度檢驗頻率不同。對于大規(guī)模澆筑的 UHPC，抽樣頻率相對較低，但樣本數(shù)量要足夠多，以保證檢驗結果的可靠性；而對于小規(guī)模澆筑或重要部位的 UHPC，抽樣頻率會相應提高。例如，在澆筑量較大時，可能按照一定的方量間隔進行抽樣，如每 100 m³抽取一組試件；澆筑量較小時，可能每批次都進行抽樣。抽樣過程要隨機且具有代表性，避免抽取到有偏差的樣本，監(jiān)造人員需嚴格監(jiān)督抽樣過程，確保抽樣符合標準要求

3. 試驗方法與評定標準

UHPC 的各項性能試驗方法和評定標準必須嚴格執(zhí)行相關標準。

試驗方法：包括抗壓強度、抗折強度、抗拉強度、彈性模量、抗?jié)B性能、抗沖磨性能等試驗方法。例如，抗壓強度試驗應按照標準規(guī)定的試件尺寸、養(yǎng)護條件和加載方式進行。試件的制作要嚴格控制尺寸精度和振搗質(zhì)量，養(yǎng)護環(huán)境要符合標準要求，加載時要保證壓力均勻施加?？?jié)B性能試驗要采用合適的試驗設備，如滲透儀，控制試驗壓力和時間，準確測量滲透高度或滲透量。監(jiān)造過程中，要檢查試驗設備是否符合標準、試驗操作是否規(guī)范，確保試驗方法正確無誤。

評定標準：根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計或非數(shù)理統(tǒng)計方法判定檢驗結果是否合格。對于大批量生產(chǎn)的 UHPC，通常采用數(shù)理統(tǒng)計方法，通過計算樣本的平均值、標準差等統(tǒng)計參數(shù)，與標準規(guī)定的合格判定值進行比較。例如，抗壓強度的評定可能要求樣本平均值不低于設計強度等級，同時樣本中的最小值也不能低于一定數(shù)值。對于小批量生產(chǎn)或特殊情況下，可能采用非數(shù)理統(tǒng)計方法，如規(guī)定單個試件的強度值必須達到設計強度的一定比例。監(jiān)造人員要依據(jù)評定標準對檢驗結果進行嚴格判定，確保不合格產(chǎn)品不流入下一工序或施工現(xiàn)場。

通過以上全面、細致的措施，可以在超高性能混凝土塔架監(jiān)造過程中有效確保原材料的質(zhì)量穩(wěn)定，配合比的監(jiān)造過程進行詳細記錄，為 UHPC 塔架的高質(zhì)量建設奠定堅實基礎。提高混凝土塔架在未來高性能混凝土塔架的應用中。

來源：貝克爾（天津）新能源技術服務有限公司

作者：于磊 張錦鐸 宋曉飛 李大雙 劉玉強 周鵬飛

原標題：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