公路桥梁施工中高性能混凝土的应用分析

褚淑芳 李靖

【摘要】高性能混凝土是近期混凝土技术发展的主要方向，高性能混凝土具有综合的优异技术特性，越来越多地引起了国内外材料界与工程界的普遍关注，在公路桥梁施工中也得到了广泛的应用。本文介绍了高性能混凝土优良的性能，对其配制要求进行了说明，阐述了其在公路桥梁工程中的应用，并对高性能混凝土的施工工艺中应注意的问题进行了说明。

【关键词】高性能混凝土；公路桥梁；应用

引言

随着社会经济的发展和工程技术的进步，混凝土的高性能化已经成为了近年来混凝土技术深化和发展的一个主要方向。而由于高性能混凝土通常都是具有某些特殊性能要求或功能需求的匀质混凝土，因此其施工工艺往往更为严格和细致，其配制和生产也需要采用更为优质的材料。只有这样才能使高性能混凝土真正发挥出优势，造就其振捣时不容易产生离析、浇筑施工方便、具有较高的早期强度、具有稳定和长期的力学性能、具有优越的抗渗性能、具有良好的水化热性能、密实性及韧性等特点。尤其是其中具有优越的体积稳定性、耐久性等特殊性能的高性能混凝土，对于高层建筑、公路桥梁以及其他各种严酷环境中暴露在外的建筑物和构筑物等结果来说都非常的适用。

一、高性能混凝土设计研究与广泛应用

高性能混凝土往往被人们与高强度混凝土联系起来，其实质高性能混凝土不仅仅是高强度，而且具有相当高的刚度，弹性模量和耐久性，普遍混凝土不能长久作用，如许多混凝土车路在不该开裂的地方开裂或者由于冰冻和融化而剥落；许多桥面遭受严重破坏；许多混凝土桥梁在地震中倒塌。因此，只有采用高性能混凝土才有可能避免这些不该发生的事故。随着对交通运输要求的日益提高，发展“长寿命低维护路面”，采用高性能路面混凝土，提高混凝土的抗折强度与耐久性是当前路面混凝土的发展趋势。

二、我国公路桥梁施工中高性能混凝土的应用现状

1、我国公路施工中高性能混凝土的应用现状

高性能混凝土具有搞施工性、高体积稳定性、高耐久性及足够的力学强度，为此它能相对长时间承受冲刷、磨耗、冰冻、水的渗入、侵蚀等恶劣环境，高性能混凝土在公路应用中，其耐久性有点极为突出，一方面它可以提高路基施工质量，确保路基不下沉；另一方面需解决公路混凝土强度等级低，水泥用量少，从而形成了水泥用量少与耐久性要求之间的矛盾。高性能混凝土是以耐久性为主要指标，同时要具有高强、高早强、高施工性等优异性能。其配制的基本思想是：通过对原材料进行选择，优化混凝土配比、渗入复合高效外加剂。同时掺入一些经过处理的工业废料如硅灰、粉煤灰、矿渣等，并从混凝土拌和物的流动性、施工工艺方面考虑，以获得高流态、低离析、质量均匀的高强混凝土。同时其耐久性要大大好于普通混凝土。

2、我国桥梁施工中高性能混凝土的应用现状

高性能混凝土广泛用于很多离岸结构物和长大跨桥梁的建造，包括长大跨桥梁所用的拌合物。它们主要用于主梁、墩部和墩基，硅粉混合水泥。高性能混凝土有广泛的应用性，具有易于浇筑、捣实而不离析、高超的、能长期保持的力学性能，早起强度高，韧性高和体积稳定性好，在恶劣的使用条件下寿命长、高强度、高流动性与优异的耐久性。人们所关注的是高性能混凝土，而不仅仅是高强度混凝土。耐久性、养护的难易程度以及建设的经济性已成为工程建设的目标。

当前国内应用较好的如上海东海大桥用的混凝土，设计寿命一百年，使用的“高性能海工混凝土”是粉煤灰、矿粉等废料，通过化腐朽为神奇的配比，成为特殊的掺和材料，使海工混凝土既有高强度、耐久性、抗腐蚀等特性，又易于施工，直接IE月材料成本两千元。不仅效果稳定，还能提前感知混凝土的过度疲劳。总之，高性能混凝土在桥梁工程中应用能够有效地提高桥梁的跨径、增加主梁之间的间距、降低大部分结构构件的混凝土用量、增强桥梁结构的耐久性能和力学性能，可谓是有百里而无一害。

三、高性能混凝土的特性

1.使用矿物掺合料。高性能混凝土一般都含有矿物掺和料硅粉、粉煤灰或磨细矿渣，经过国内外大型桥梁中的实际应用表明，其中以硅粉提高强度和耐久性的效果最显著。硅粉为高活性、无定性、无定性sio2微笑颗粒，粒径是水泥粒径的1/100，可以填充在水泥颗粒之间，同时能将水泥水化产生的ca（oh）2转化为csh凝胶，从而大幅度提高混凝土强度和降低混凝土渗透性。

2.低水胶比。至于水胶比低，混凝土的孔隙率或渗透性才可能低，因此低水胶比是保证混凝土高耐久性于较高强度的前提条件之一。目前已形成共识；水胶比低于0.45的混凝土，不可能在严酷环境中具有高耐久性，实际应用的高性能混凝土水胶比常常介于0.25～0.40之间。

3.最大骨料粒径小。高性能混凝土骨料的最大粒径宜在10～20mm。有两个原因，其一，最大粒径较小，则骨料与水泥浆界面应力差较小，一位应力差可鞥引起裂缝；其二，较小骨料颗粒强度比大颗粒强度高，因为岩石破碎时消除了内部裂隙。

4.高效减水剂与水泥的相容性好。低水胶比和含有硅粉的高新更混凝土除必须使用高效减水剂以外，高效减水剂和水泥之间的相容性还必须好，这样才能保证混凝土拌和物有良好的工作性。经过实际应用已基本了解出现相容性的原因是：高效减水剂与水泥的caso4均能与水泥水化速度最快的c3a反应，如果水泥的石膏不能及时释放硫酸根离子与c3a反应，则大量高效减水剂就会被c3a所束缚，高效减水剂就不能发挥应有的减水作用，即出现相容性问题。一般c3a含量高和使用硬石膏的水泥，容易出现与高效减水剂相容性不良的问题。

四、高性能混凝土应用的施工工艺

（1）由于高性能混凝土用水量少，水胶比低，拌合时较稠，因此需要采用拌和性能好的搅拌设备，卧轴式搅拌机或逆流式搅拌机能在较短时间内将其搅拌均匀面采用其他设备时须经过试验验证拌和物的均匀性。（2）制备高性能混凝土时，各种原材料的计量应尽量准确，使用机口拌合物的工作度稳定，波动小，除对堆料和称量装置有较高要求外，一个重要的控制因素是砂石含水量，即使搅拌设备上装有先进的含水量测定及控制设备，操作人员仍密切注意正在搅拌的混凝土，在其稠度发生波动时，即使加以调整。（3）高性能混凝土运输和浇筑宜采用罐车和泵送，用手推车运输及浇筑时不仅操作困难，而且也无法进行外加剂的后添加。（4）由于高性能混凝土的水灰比小，通常泌水或不泌水。因此，须在浇筑后立即进行湿养护，以防止塑性收缩裂缝的产生，由于其胶凝材料用量较大，为防止内外温度过大出现温度裂缝必须采取保温措施。

结语

从以上几个方面可以看出，公路和桥梁应用高性能混凝土的耐久性问题，应引起有关部门的高度重视，从战略的高度来认识这个问题，开展公路桥梁高性能混凝土的研究和开发具有重要的意义，公路桥梁高性能混凝土的研究，应结合混凝土自身的特點和要求进行，但是也应该考虑到，随着混凝土技术的高流态，免振自密实高科技方向的发展，公路桥梁混凝土施工工艺改革势在必行。现今公路桥梁高性能混凝土的技术途径：应以掺复合高效外加剂，精处理的优质矿物掺和料来改善混凝土内部的孔结构，孔分布等，提高沪宁图的力学，耐久性，耐磨性等一系列性能，简单地说，就是高强水泥+复合高效外加剂+优质矿物掺和料+优质骨料。

参考文献

[1]陈家辉.高性能混凝土应用现状及其前景【j】.广东土木与建筑，2000.

[2]郑建岚.现代混凝土结构技术【M】.北京人民交通出版社，2000.