高性能混凝土在桥梁工程施工中的应用分析

郝松梅

(山西省路桥建设集团有限公司)

混凝土的工程结构随着技术进步跨度更大、建筑更高、承载力更强。高性能混凝土因其强度高、耐久性好、体积稳定等特性被大多数国家认可并广泛应用于大型工程项目，如在公路桥梁、铁路桥梁、高层建筑中发挥出巨大的优势，并在经济性、安全性、环境适应性等方面有很好的效果。

1 桥梁工程施工中高性能混凝土的概况分析

1.1 高性能混凝土的特点

(1)强度高

对于混凝土而言，最根本的要求就是强度达标。由于混凝土结构各不相同，对于强度的要求也很难统一。例如，在道路桥梁工程中，要求混凝土的强度非常高，因此，使用高性能混凝土能达到稳固桥梁构造的作用。

(2)耐久性高

混凝土耐久性指的是其抵抗化学腐蚀、大气作用、磨损等劣化环境的能力。劣化的诱因主要是混凝土内含有部分有害物及水分，因此，混凝土的强密实性是其高耐久性的有利保障。要获得混凝土的强密实性，必须控制水量，少用水泥并掺入高活性矿物质，使有害物质及水分不被渗入，由此得到混凝土的高耐久性。

(3)适应性好

混凝土桥梁工程逐渐向大跨度与高负荷力方向发展，要让混凝土的拌合物具备高性能并且便于浇灌，在施工中不能出现离析现象，能广泛应用于预应力箱梁、混凝土钢管拱桥、斜拉桥塔等各类桥梁施工。性能好的混凝土能保证浇灌的质量，确保其强度、密实性、稳定性和耐久性。在配置高性能混凝土时要用大量的细矿渣并改善其粘性。

(4)经济性强

试验通过油红O染色检测分析了线虫体内脂肪的变化情况。图6结果可以直观的显示，试验组线虫的脂肪含量明显要低于对照组，且随着L-阿拉伯糖浓度的不断增加脂肪含量逐渐减少。这一试验结果和甘油三酯含量测定结果相同，进一步说明L-阿拉伯糖具有明显的降低脂肪合成作用，具有一定的降脂功效。

高性能混凝土比普通水泥的水泥用量少，不但能够降低减水剂的使用量，而且能节约水泥使用成本，达到节省原材料成本的目的。一些特殊工程，如跨海大桥中使用的混凝土要掺入抗渗剂、抗腐剂等各种外加剂，此外，普通混凝土的耐久性和强度不够，在使用中容易出现病害，后期维护费高，而高性能混凝土的使用能够有效节省这些成本。

(5)环保性好

高性能混凝土通过减少混凝土的使用，可以节约在桥梁建筑工程中煤、矿石、砂、水、土地等能源的消耗。此外，能有效减少废渣和有害气体的排放，有效降低维护费用，达到节能减排的目的，其环保性较好。

1.2 桥梁建筑施工中应用高性能混凝土的优势

(1)高性能混凝土符合施工需要

高性能混凝土具有耐久性好、强度高、结构稳定等特点，这些特点是桥梁施工的必须条件，基于这种要求，施工单位设计时应该把应用高性能混凝土纳入标准规划。在桥梁施工过程中使用高性能混凝土不但能使资源发挥出更大的优势，同时也能缩短施工周期，提高工程效率，大量桥梁工程的实践表明，在总荷载中，很大比例的重量是桥梁自身的重量。因此，使用高性能混凝土能够减轻桥梁自身重量，加强结构的耐久性，使截面高度降低;前期就达到高强度，便可加快进度，提高工程效率。

(2)高性能混凝土能提升桥梁跨度

现代社会经济高速发展，对桥梁跨度也提出了新的要求。随着我国交通运输事业的高速发展，公路、铁路桥梁建设所使用的混凝土也随之变化，强度等级不断提高，这些因素都对混凝土性能要求更高。在我国大型的跨河、跨江、跨海的桥梁建筑工程中，许多已经尝试使用C50～C60级泵运输混凝土，如广东的虎门大桥和江苏的杨浦大桥等，从对高性能混凝土使用的回馈情况可以判断其能够很好地提升桥梁的跨预应力。

(3)高性能混凝土能延长桥梁使用年限

在桥梁建设中使用高性能混凝土不但能让资源优势充分发挥，而且对延长桥梁的使用年限起到很好的促进功效，高性能混凝土能有机结合其他建筑原材料，效果大大强于普通的混凝土，所以说高性能混凝土能有效延长桥梁的使用年限。世界上其他国家的高性能混凝土通常用在跨度大的桥梁建设工程上。例如日本著名的明石海大桥和加拿大的联盟大桥等，其使用寿命均较长。

2 桥梁工程施工中高性能混凝土的应用分析

2.1 桥梁施工中高性能混凝土的配比要求

(1)水泥和骨料之间的配比

高性能混凝土需采用细度合格、组成合理的高标水泥，还应尽量选择水化热低、需水量小的标准稠度水泥，如此操作便于挑选超塑化剂且能在较低的水量下具有不错的流动性。高性能混凝土对于骨料的要求与一般混凝土不相同，高性能混凝土要求骨料强度高，通常选用，硬质砂岩、花岗岩和石灰岩等，还需要加强对骨料的表面特征、粒径、用量等指标的控制。

(2)水灰比和高效减水剂

降低水灰比是配置高性能混凝土的有效途径，这样能提高混凝土的密实性，使其耐久性和强度明显增加。高效减水剂又称表面活化剂，能使水泥浆流动性得到提高，让混凝土具备高坍落度，同时也能加速水泥水化作用，提升早期强度。高效减水剂能让混凝土具备高耐久性、高强度并易于施工的特性。

(3)矿物质掺合料

矿物质掺和料是高性能混凝土材料的重要组成部分，掺和料可为细矿渣粉、粉煤灰、硅粉或沸石粉，可并用亦可单独添加，其实质在于使混凝土拌合物流变性能得到有效改善，提升混凝土的耐久性和强度。

(4)根据桥梁特征合理配比

要使桥梁建设具有稳定性和坚固性，施工过程中需要注意以下几点:①耐久性，能承受各种自然与人为考验，延长桥梁使用年限。②标准性，根据桥梁规格，达到标准的配比要求。③监控性，高性能混凝土需要高质量的原料及有效的配比参数，需要较高的配比精确度。

2.2 桥梁建筑工程中高性能混凝土的施工工艺

(1)高性能混凝土在设备及原材料上的使用

高性能混凝土在用水量上比传统的混凝土少，水胶浓度低，拌合过程中易稠，因此在设备的选择上应该用性能好的搅拌设备，为了确保能在短时间内使搅拌均匀，应该采用卧轴式的搅拌机或者逆流式的搅拌机。高性能混凝土在制备的过程中，必须确保原材料精准计量，还应使出机口的拌合物运行稳定，波动幅度小，确保称重装置和堆料符合标准，注意控制砂石的含水量，定期测试搅拌设备的含水量，施工人员要着重关注搅拌中的混凝土，以便其稠度发生变化时能及时调整。

(2)高性能混凝土的运输及维护措施

桥梁施工中运输高性能混凝土要采用泵送和罐车的方式进行，传统手推车的运输方式不仅施工难度大，也不利于后期添加外加剂的操作。由于高性能混凝土水灰比相对于传统的混凝土少，经常不泌水或者泌水少，因此浇筑后要立即实施湿养护，防止产生收缩性裂缝。高性能混凝土在制作过程中需要使用大量的凝胶材料，必须实行保温措施以防止内外温差过大而出现裂缝。桥梁公路建筑中的高性能混凝土应添加优质的矿物料和高效的外加剂来改良混凝土的内部结构，提升其耐磨性、耐久性等性能。此外，高性能混凝土在建筑桥梁中的耐久性也应受到相关主管部门重视，从战略角度重新考量这些问题，研究桥梁建筑中高性能混凝土也要结合实际要求与自身特性进行。

3 桥梁工程施工中应用高性能混凝土应注意的问题

3.1 严格把关原材料的质量

高性能混凝土需采用性能稳定的常用硅酸盐水泥或者级数超过52.5的硅酸盐水泥进行配制，采用的立方体岩石抗压度大于1.5倍强度混凝土的粗骨料碎石，选料要干净，粒型好;细骨料应该采用的中砂细度模数要大于2.6，含泥量不超过1％并且具备良好的级配。

3.2 保证高性能混凝土的流动性

加入高效的减水剂以改善混凝土的和易性，降低水灰比，加强流动性;为确保混凝土出机后3h之内的坍落损失度不高于15％，需加入特别的保塑成分;粗骨料应该采用良好级配的碎卵石，其直径在5～20mm之间，采用中砂作为细骨料，有效提高混凝土的保水性和黏性。

3.3 降低混凝土的水化热

水化热就是水与水泥发生反应时释放的热量，高性能混凝土的凝胶含量高，因此具有高水化热，使得高性能混凝土容易出现裂缝，这对于的性能产生了很大的影响。可以通过以下途径改善水化热:降低水泥的使用量或加入优质掺合料、缓凝剂、保塑剂以及减水剂等。

3.4 加强高性能混凝土的养护工作

高性能混凝土的材料内部水分不足，水灰比低，而且表面凝固后便失水，产生裂缝。因此需要对高性能混凝土进行养护，采取洒水，覆盖等措施，从而防止混凝土因施工中的温度变化而产生裂缝，提高混凝土的耐久性和强度。

综上所述，高性能混凝土因其耐久性好、强度高、环保性好及经济性强等特征广泛运用于桥梁建筑工程中。为了使高性能混凝土相当于普通混凝土的优势得到充分发挥，应该加强桥梁建筑工程中控制原材料的质量，优化配比，并对混凝土及时进行养护，以此保证高性能混凝土的抗渗性、强度、耐久性等特性，提升工程质量，延长桥梁使用寿命。

[1] 李继勇.浅谈高性能混凝土在桥梁工程中的应用[J].科技资讯，2011，2(5):103.

[2] 熊力.谈高性能混凝土在桥梁工程中的应用[J].黑龙江交通科技，2012，10(4):80.

[3] 黄海忠，李良.高性能混凝土在桥梁建筑施工中的应用[J].建筑科学，2011，29(7):86.

[4] 李向东.浅谈高性能混凝土在道路桥梁工程中的应用[J].城市建设理论研究(电子版)，2013，9(5):76-79.