引言：超高性能混凝土（UHPC）因其优异的力学性能、耐久性和良好的工作性能，在风电混塔结构建设中备受青睐。然而UHPC 的性能高度依赖于其原材料质量、配合比设计、制备工艺以及养护条件等多个环节。为确保 UHPC 塔架的质量与安全，严格的监造过程必不可少。本文依据 UHPC 相关标准，详细阐述 UHPC 塔架监造的全过程，旨在为在混塔领域的工程实践提供有益的参考。
在超高性能混凝土（UHPC）塔架生产过程中，监造过程中首先要确保原材料质量稳定是至关重要的环节，UHPC在生产时配合比是监造过程中重要的组成部分，直接关系到UHPC的性能和塔架结构的质量与安全。
UHPC 配合比设计的监造
（一）设计原则
UHPC 配合比设计应考虑结构形式、施工工艺和环境作用等因素，以满足工作性能、强度、耐久性等要求。采用绝对体积法并基于最紧密堆积方法进行设计，确保各组分比例合理。监造过程中，需审核配合比设计方案是否充分考虑了这些因素，以及设计方法是否符合标准要求。
（二）配制强度计算
UC 系列和 UT 系列 UHPC 的配制抗压强度和抗拉强度计算应符合标准规定的公式。当标准差未知时，应按相应公式计算配制强度，以保证 UHPC 具有足够的强度储备。监造人员需检查配制强度的计算过程和结果，确保其准确性。
（三）水胶比与纤维体积含量
水胶比应小于 0.25，S 类和 H 类 UHPC 中的钢纤维最小体积含量应大于 1.0%。监造过程中，要严格控制水胶比和纤维体积含量，确保其在标准范围内。水胶比过大可能导致 UHPC 强度降低、耐久性下降，纤维体积含量不足则无法发挥其增韧作用。
（四）试配与调整
试配时应采用实际工程原材料，最小搅拌量不宜小于 15L。通过试拌调整胶凝材料用量、外加剂用量或骨料体积分数等，确定基准配合比，并进行强度试验。根据试验结果对基准配合比进行调整，确定设计配合比。监造人员需见证试配过程，确保试配操作符合标准要求，试验数据真实可靠。
UHPC 养护过程的监造
（一）养护方式选择
UHPC 可采用自然养护、常规蒸汽养护或热处理，养护方式应根据工程实际情况选择。监造过程中，要检查养护方案是否合理，确保养护方式符合标准要求和工程需要。
（二）自然养护要求
自然养护时，混凝土浇筑后应尽早覆盖保湿养护 7d 以上，同条件养护试件抗压强度达到 30MPa 后拆模，养护环境平均气温宜高于 10℃，低于 10℃时应采取保温措施。监造人员需检查养护覆盖措施和环境温度记录，确保自然养护过程符合标准要求。
（三）常规蒸汽养护要求
常规蒸汽养护包括静停、蒸汽养护和自然养护阶段。静停环境温度应在 10℃以上、相对湿度 60% 以上，时间不少于 6h，构件外露表面应有保湿措施。蒸汽养护升温速度不大于 12℃/h，升温至养护温度后恒温 24h 或至同条件养护试件抗压强度达到预定值，相对湿度保持在 95% 以上，降温速度不超过 15℃/h。蒸汽养护结束后进行自然养护，要求与自然养护相同。监造过程中，要检查蒸汽养护设备的运行参数和养护记录，确保常规蒸汽养护过程符合标准要求。
（四）热处理要求
热处理宜采用自动控制系统控制蒸汽养护温度，成型后 7d 内进行。养护过程分为初养、高温热处理和自然养护（养护方式 1）或静停、高温热处理和自然养护（养护方式 2）。初养或静停、高温热处理和自然养护的各阶段温度、时间和湿度要求应符合标准规定。监造人员需检查热处理设备的运行和养护记录，确保热处理过程符合标准要求。
UHPC 质量检验的监造
（一）检验分类与责任
质量检验分为出厂检验和交货检验。出厂检验由供方承担，检测 UC 系列抗压强度和抗折强度、UT 系列抗压强度和抗拉性能；交货检验由需方承担（或委托有资质单位），检测 UC 系列拌合物坍落度、扩展度和抗压强度、UT 系列拌合物坍落度、扩展度和抗拉强度。监造过程中，要明确检验责任，确保检验工作按时、按要求进行。
（二）检验批划分与抽样
一个检验批的 UHPC 应具有相同力学性能等级、试验龄期、生产工艺条件和配合比。抽样数量和频率应符合标准规定，如 UC 系列和 UT 系列混凝土在不同浇筑量时的抗压强度和抗拉强度检验频率不同。监造人员需检查检验批划分和抽样过程，确保样本具有代表性。
（三）试验方法与评定标准
UHPC 的各项性能试验方法应符合标准规定，如抗压强度、抗折强度、抗拉强度、弹性模量、抗渗性能、抗冲磨性能等试验方法。评定标准也应严格按照标准执行，根据数理统计或非数理统计方法判定检验结果是否合格。监造过程中，要监督试验过程，确保试验方法正确、数据准确，并依据评定标准对检验结果进行判定。
一、胶凝材料质量控制
1. 水泥选择与检验
l 严格筛选品种与等级：依据标准，优先选用强度等级不低于42.5的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥或白色硅酸盐水泥。监造过程中，仔细核对水泥的品种和强度等级，确保其符合设计要求。例如，对于大跨度或重载的塔架结构，可能更倾向于选用强度高、性能稳定的硅酸盐水泥。
l 限制铝酸三钙含量：水泥熟料中的铝酸三钙含量宜小于6%。通过检查水泥的质量证明文件和检验报告，确认铝酸三钙含量是否在规定范围内。铝酸三钙含量过高可能导致水泥水化热过大，影响UHPC的体积稳定性，进而对塔架结构产生不利影响。
l 常规指标检测：对每批进场水泥，按照GB 175等相应标准，全面检测其凝结时间、安定性和强度等指标。例如，在塔架基础施工时，若水泥凝结时间异常，可能导致混凝土浇筑不连续，影响基础的整体性。
l 其他水泥试验验证：当采用其他种类水泥时，必须进行全面试验，验证其是否满足UHPC在强度发展、耐久性等方面的性能要求。比如，在特殊环境下（如海洋环境中的塔架），可能需要试验新型水泥品种对氯离子侵蚀的抵抗能力。
2. 矿物掺合料管理
l 符合标准规定：粉煤灰应符合GB/T 1596规定，粒化高炉矿渣粉应符合GB/T 18046规定，硅灰应符合GB/T 27690规定。监造时，详细检查其质量证明文件，并按规定进行抽样检验。例如，对于粉煤灰，要检测其细度、需水量比等指标，确保其质量符合要求，以保证其在UHPC中能有效发挥活性填充和改善性能的作用。
l 优选品质等级：宜采用I级粉煤灰、S95及以上等级的粒化高炉矿渣粉、二氧化硅含量不低于90%的硅灰。这些高品质的矿物掺合料有助于提高UHPC的密实度、强度和耐久性。在监造过程中，对进场的矿物掺合料进行严格的等级核查，防止低等级掺合料混入。
l 试验其他掺合料：对于其他矿物掺合料，必须通过充分的试验，确定其对UHPC性能无不良影响，如对混凝土的工作性、强度增长规律以及长期耐久性的影响。例如，在某些地区可能尝试使用当地的特色矿物掺合料，此时就需要进行大量试验来评估其适用性。
二、骨料质量保障
1. 细骨料质量把控
l 遵循类别标准：天然砂或机制砂应符合GB 14684中I类砂规定。监造过程中，对砂的氯离子、硫化物及硫酸盐、云母含量等指标进行严格检测。例如，在沿海地区建设的UHPC塔架，由于环境中氯离子含量较高，需特别关注砂的氯离子含量，确保其符合UC140及以上等级超高性能混凝土对砂氯离子含量的特殊规定，防止氯离子侵蚀导致塔架结构耐久性下降。
l 控制含泥量与石粉含量：天然砂的含泥量和泥块含量、机制砂的石粉含量应符合相应标准。含泥量过高会影响UHPC的工作性和强度，石粉含量不当也会对混凝土性能产生影响。监造时，通过筛分、水洗等方法准确测定含泥量和石粉含量，确保其在规定范围内。
2. 粗骨料质量控制
l 符合碎石标准：粗骨料应符合GB 14685中I类碎石规定，重点检查其颗粒级配、压碎指标等。例如，在塔架的柱脚等承受较大压力的部位，对粗骨料的压碎指标要求更为严格，需确保粗骨料具有足够的强度，以承受结构荷载。
l 控制粒级偏差：每个粒级的超径和逊径颗粒含量宜不大于5%。通过筛分析等方法检测粒级偏差，保证粗骨料的颗粒级配稳定，从而确保UHPC的工作性和力学性能稳定。在塔架的不同部位，可能根据结构受力特点对粗骨料的粒级有更精细的要求，监造过程中需严格控制。
三、外加剂质量监督
1. 减水剂性能要求
l 符合标准规范：减水剂应符合GB 8076和GB 50119规定，宜选用高性能减水剂，减水率宜大于30%。监造时，认真检查减水剂的质量证明文件，核实其减水率、坍落度保留值等性能指标是否满足标准要求。例如，在高温环境下施工的UHPC塔架，需要减水剂具有良好的坍落度保留性能，以保证混凝土在运输和浇筑过程中的工作性。
2. 其他外加剂试验验证
当使用其他外加剂时，其性能必须符合国家现行相关标准，且需通过专门试验确定其对UHPC性能的影响。例如，使用引气剂时，要通过试验确定其引入的气泡结构和数量对UHPC强度、抗渗性等性能的影响，确保其在改善工作性的同时不降低其他关键性能。
四、纤维质量确保
1. 钢纤维质量标准执行
l 符合高强度要求：钢纤维应采用符合GB/T 39147规定的I类1700级高强度微细纤维，等效直径≤0.3mm，尺寸和抗拉强度公差为A级。监造过程中，严格检查钢纤维的质量证明文件，并按规定进行抽样检验，确保其强度和尺寸符合要求。在塔架的受拉区域，钢纤维的高强度和均匀分布对于提高结构的抗拉性能至关重要。
2. 非金属纤维合规性检查
非金属纤维应符合各自类型所属国家现行相关标准，如有机合成纤维符合GB/T 21120规定，玄武岩纤维符合GB/T 23265规定，耐碱玻璃纤维符合GB/T 38143规定。同时，通过试验确定其使用效果，确保其能有效提高UHPC的性能，如在增强韧性、抗裂性等方面的作用，满足塔架在复杂受力和环境条件下的性能要求。
五、拌合用水质量监测
拌合用水应符合JGJ 63规定，不可使用再生水。监造时，定期检查水质检验报告，确保拌合用水的pH值、不溶物含量、硫酸盐及硫化物含量等指标符合要求。例如，水中的硫酸盐含量过高可能导致混凝土发生硫酸盐侵蚀，影响塔架结构的耐久性，因此必须严格控制。
六、原材料存储与管理
1. 分类标识与贮存
水泥、骨料、外加剂、矿物掺合料和纤维等原材料应按品种、规格、生产厂家分别标识和贮存，防止混杂。监造过程中，定期巡查存储区域，检查标识是否清晰、准确，贮存条件是否符合要求。例如，水泥应存放在干燥、通风良好的仓库内，避免受潮结块；外加剂应按品种分类存放，防止误食或误用。
2. 防潮防雨防晒防锈措施
根据原材料特性，采取相应的防护措施。水泥需防潮，防止受潮后强度降低；骨料应避免雨淋，防止含水率变化影响配合比准确性；外加剂要防晒、防冻，防止变质；纤维要防潮防锈，保证其性能不受影响。监造人员检查存储设施的防护措施是否到位，如仓库的防雨顶棚是否完好、纤维存放处是否有防潮防锈包装等。
七、原材料检验与追溯
1. 进场检验制度
所有原材料进场时，必须提供出厂检验报告等质量证明文件，并按规定进行抽样检验。检验项目和批量应符合相关标准要求，如水泥的检验批量、检验项目应按照GB 50164规定执行。监造过程中，监督检验单位严格按照标准进行检验，确保原材料质量合格。
2. 质量追溯体系建立
建立完善的原材料质量追溯体系，记录原材料的来源、批次、检验结果等信息。在塔架施工过程中，若发现质量问题，可以通过追溯体系快速查找问题根源，采取相应措施。例如，若发现某一批次的UHPC强度不足，可以通过追溯体系查找该批次使用的原材料，检查其质量是否存在问题，从而及时调整或更换原材料。
八、原材料供应商管理
1. 资质审查与评估
对原材料供应商进行严格的资质审查，包括生产能力、质量管理体系、产品质量稳定性等方面。选择信誉良好、产品质量可靠的供应商，并定期对其进行评估。例如，对于水泥供应商，考察其生产工艺是否先进、质量控制是否严格；对于骨料供应商，评估其矿山资源的稳定性和质量控制能力。
2. 合同约定与质量监督
在采购合同中明确原材料的质量标准、检验要求、违约责任等条款，加强对供应商的质量监督。要求供应商定期提供原材料质量报告，监造过程中对供应商的生产过程进行不定期抽查，确保其持续提供符合要求的原材料。例如，若供应商提供的原材料连续多次检验不合格，可依据合同要求其整改或更换供应商，以保证UHPC塔架原材料质量的稳定供应。通过以上全面、细致的措施，可以在超高性能混凝土塔架监造过程中有效确保原材料的质量稳定，为UHPC塔架的高质量建设奠定坚实基础。
九、检验分类与责任
1. 质量检验分为出厂检验和交货检验
出厂检验：由供方承担，主要检测 UC 系列抗压强度和抗折强度、UT 系列抗压强度和抗拉性能。供方需具备相应的检测能力和资质，按照标准规定的试验方法进行检测。例如，在检测抗压强度时，要使用符合标准的压力试验机，按照规定的加载速率进行试验，确保检测结果准确可靠。监造过程中，需检查供方的检测设备是否校准合格、检测人员是否具备资质、检测记录是否完整等，以保证出厂产品质量符合要求。
交货检验：由需方承担（或委托有资质单位），检测 UC 系列拌合物坍落度、扩展度和抗压强度、UT 系列拌合物坍落度、扩展度和抗拉强度。需方应选择有资质的检测单位，该单位应熟悉 UHPC 的性能特点和检测标准。监造时要确保需方或委托单位按时进行交货检验，检验结果能真实反映产品到达施工现场时的质量状况。例如，对于拌合物坍落度和扩展度的检测，要在规定的时间内完成，避免混凝土性能发生变化影响检测结果。
2. 检验批划分与抽样
一个检验批的 UHPC 应具有相同力学性能等级、试验龄期、生产工艺条件和配合比。
检验批划分原则：确保同一检验批内的 UHPC 质量具有一致性和代表性。例如，对于采用相同原材料、相同配合比、同一生产工艺且在较短时间内连续生产的 UHPC 可划分为一个检验批。不同批次的原材料、不同配合比或生产工艺有显著变化时，应重新划分检验批。这样可以有效控制产品质量的稳定性，便于发现和处理质量问题。
抽样数量和频率：抽样数量和频率应符合标准规定。如 UC 系列和 UT 系列混凝土在不同浇筑量时的抗压强度和抗拉强度检验频率不同。对于大规模浇筑的 UHPC，抽样频率相对较低，但样本数量要足够多，以保证检验结果的可靠性；而对于小规模浇筑或重要部位的 UHPC，抽样频率会相应提高。例如，在浇筑量较大时，可能按照一定的方量间隔进行抽样，如每 100 m³抽取一组试件；浇筑量较小时，可能每批次都进行抽样。抽样过程要随机且具有代表性，避免抽取到有偏差的样本，监造人员需严格监督抽样过程，确保抽样符合标准要求
3. 试验方法与评定标准
UHPC 的各项性能试验方法和评定标准必须严格执行相关标准。
试验方法：包括抗压强度、抗折强度、抗拉强度、弹性模量、抗渗性能、抗冲磨性能等试验方法。例如，抗压强度试验应按照标准规定的试件尺寸、养护条件和加载方式进行。试件的制作要严格控制尺寸精度和振捣质量，养护环境要符合标准要求，加载时要保证压力均匀施加。抗渗性能试验要采用合适的试验设备，如渗透仪，控制试验压力和时间，准确测量渗透高度或渗透量。监造过程中，要检查试验设备是否符合标准、试验操作是否规范，确保试验方法正确无误。
评定标准：根据数理统计或非数理统计方法判定检验结果是否合格。对于大批量生产的 UHPC，通常采用数理统计方法，通过计算样本的平均值、标准差等统计参数，与标准规定的合格判定值进行比较。例如，抗压强度的评定可能要求样本平均值不低于设计强度等级，同时样本中的最小值也不能低于一定数值。对于小批量生产或特殊情况下，可能采用非数理统计方法，如规定单个试件的强度值必须达到设计强度的一定比例。监造人员要依据评定标准对检验结果进行严格判定，确保不合格产品不流入下一工序或施工现场。
通过以上全面、细致的措施，可以在超高性能混凝土塔架监造过程中有效确保原材料的质量稳定，配合比的监造过程进行详细记录，为 UHPC 塔架的高质量建设奠定坚实基础。提高混凝土塔架在未来高性能混凝土塔架的应用中。
来源：贝克尔（天津）新能源技术服务有限公司
作者：于磊 张锦铎 宋晓飞 李大双 刘玉强 周鹏飞
原标题：超高性能混凝土在混凝土塔架生产过程中监造质量控制
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