道路桥梁施工中高性能混凝土应用分析

（四川卓景建设工程有限公司 四川成都 610000）

道路桥梁施工中高性能混凝土应用分析

杨 帆

（四川卓景建设工程有限公司 四川成都 610000）

由于高性能混凝土具备很多优势，所以其在道路桥梁施工中的应用日益广泛，道路桥梁工程中使用高性能混凝土可以在很大程度上延长其使用年限，同时还可以显著提升其稳定性和安全性。文章首先介绍了高性能混凝土特点，然后分析了高性能混凝土关键技术指标，最后重点分析了强化高性能混凝土性能措施。

道路桥梁；高性能混凝土；性能指标；水化热

0 引言

随着我国社会经济以及科技水平的不断发展，在桥梁道路施工中的资金投入越来越大。由于高性能混凝土具有众多优势，如持久性突出、稳定性好且体积小等，其在道路桥梁施工中的应用越来越广泛[1]。高性能混凝土包含了很多技术含量，与传统混凝土相比，在性能上有了很大提升。配制高性能混凝土的核心思想在于：严格选用配制材料，优化各种骨料配比，同时加入适量高效复合外加剂，以及工业废料（常用的工业废料主要包括粉煤灰、硅灰、矿渣等），还需要综合考虑混凝土搅拌时的流动性以及设备施工工艺等多方面因素，目标就是得到高流态、低离析并且质量均匀的高强混凝土[2,3]。

1 高性能混凝土特点

（1）高耐久性。耐久性可以从人为劣化和自然老化两个方面来说。所谓人为劣化表示混凝土在制作以及运用过程中由于人为因素，比如运用不合理等，导致混凝土性能下降，如混凝土在使用过程中如果存在磨损现象必然会导致混凝土耐久性下降。自然老化表示在自然环境下由于受到气候因素的影响，导致混凝土结构性能发生重大改变，最终出现疏松或者剥落等缺陷。

（2）高强度。强度指标是混凝土结构最基本也就是最重要的性能指标。不同混凝土结构对于强度的要求也存在差异，比如有的结构对于抗剪强度和抗压强度有着较高的要求，而有的结构对于抗拉强度有很高的要求，或者有的结构对于抗疲劳强度、抗磨损性以及抗冲切性能要求较高等。

（3）高体积稳定性。所谓体积稳定性指的就是混凝土在硬化开始阶段水化热应该比较低，整个硬化过程中不至于发生体积收缩并引发开裂问题。混凝土体积稳定性对于混凝土结构力学性能有着重要影响，如果体积稳定性较低，则会威胁到道路桥梁结构的安全。一般而言可将混凝土体积稳定性进一步细分成3类：第一，收缩变形，也就是混凝土在凝固时由于体积收缩出现变形现象；第二，温度变形，也就是混凝土由于受到外界温度的影响而出现体积变形的现象；第三，体积变形，也就是混凝土由于受到外部荷载作用而出现体积变形。在外力作用下混凝土通常出现较大弹性变形，因此需要提升混凝土弹性模量以降低弹性变形。

（4）经济性。由于高性能混凝土有着很好的工艺性能以及耐久性能，因此可以很容易就达到施工要求，同时还可以在很大程度上延长混凝土结构的使用年限，进而降低工程造价。另一方面，在进行高性能混凝土施工时工作人员劳动强度也会明显降低，进而缩短施工周期，提升施工速度。

（5）高工艺性。混凝土牵涉到的工艺主要有搅和、运输以及浇灌等操作工序，混凝土施工对上述这些工序有着非常严苛的要求。由于高性能混凝土配制时用到的基础材料其稳定性非常高，同时采取的都是最新的生产工艺，不管是在计量、质量还是检验等各个环节可靠性较高。通常情况下整个施工过程中不会出现离析问题，且完成施工后混凝土均匀性较好，且平整、密实。

2 高性能混凝土关键技术指标

（1）坍落度。检验混凝土的和易性主要就是看其坍落度。和易性技术指标还有保水性、黏聚性以及流动性。我国当前阶段还没有检测混凝土和易性性能指标的标准方法，主要还是检测坍落度来间接得到混凝土流动性。此外，还需要时刻关注保水性以及黏聚性。尤其是对于新拌混凝土而言，坍落度是其重要的质量控制指标。高性能混凝土通常都呈现出商流态，即流动性比较好。可以起坍落度值相对也比较大，在20cm～40cm范围内，并且混凝土从机器出来到浇筑这一时间范围内，坍落度应该控制在2cm以内，在浇筑完成2h后混凝土扩展度值应该超过500mm× 500mm。确保混凝土成形后质量均匀、密实，不出现离析、分层现象。比较大，为确保成形质量，方便浇筑完成后的维护与保养，应该采取措施适当延缓凝结时间，特别是应该将初凝时间延缓。同时还需要综合考虑施工阶段气候条件来设计凝结时间。实践经验表明，如果是在夏季施工，可将初凝时间和终凝时间分别控制在12h～14h和15h～18h；如果是在冬季施工，可将初凝时间和终凝时间分别控制在10h～12h和12h～14h。这样能够确保混凝土的稳定性以及密实性。另一方面还需要适当推迟混凝土水化热出现峰值的时间，此举可以把水化热峰值降低大约15%～20%，进而降低由于温度应力过大而造成的混凝土开裂问题概率。

3 强化高性能混凝土性能措施

3.1提升强度措施

（1）严格选用原材料质量。水泥应该选择使用质量比较稳定的普通硅酸盐或者52.5级以上的硅酸盐水泥；在选择粗骨料时最好选用岩石立方体，其抗压强度应该超过混凝土设计强度等级的1.5倍，同时保证碎石的干净度，具有较好的粒型，基本不包含针、片状颗粒；细骨料宜使用细度模数超过2.6的中砂，并且保证含泥量不得超过1%。

（2）添加活性掺合料。实践中常用的高活性掺合性料种类有如下几种：硅灰、粉煤灰、磨细矿渣以及沸石粉等。向混凝土内部添加掺合料能够显著提升混凝土强度。因为高活性掺合料的加入可以在混凝土内部发生 “形态效应”以及“微集料效应”，掺合料可以有效填充水泥颗粒之间的空隙，这样就大大降低了混凝土的空隙率，进而提升混凝土密度以及抗渗性能。如果添加的是高活性掺合料，还可以发生“活性效应”，可以在很大程度上减小水化热，进而降低混凝土收缩率。

（3）改进掺合料活性。①复掺技术。也就是同时向高性能混凝土中添加多种高活性掺合料，各种高活性掺合料之间进行优势互补，优化不同活性掺合料配比，能够在最大限度上发挥其优势；②活性激发剂技术。向超细粉料比如沸石、粉煤灰、烧粘土等内部添加石膏，石膏可以发挥激发剂作用，能够缩小水泥颗粒之间的孔隙，使得混凝土结构变得更加致密，不至于出现体积安定性问题。

3.2提升流动性措施

（1）添加高效减水剂。通过向混凝土中添加高效减水剂能够减小混凝土水灰化，改进混凝土和易性，进而提升混凝土流动性，优化最终施工质量。

（2）添加保塑成分。通过添加保塑成分可以确保混凝土在出机器3h范围内发生的坍落度不超过15%。

（3）选用级配较好，粒径在5mm～20mm范围内的碎卵石作为粗骨料，选用中砂作为细骨料，且要严格控制砂率，这样能够有效改善混凝土的保水性以及粘聚性。

3.3减小水化热措施

（3）加入适量的缓凝剂、保塑剂以及高效减水剂。

3.4 强化体积稳定性以及耐久性措施

（1）尽可能降低水灰比。在配制高性能混凝土时必须采取有效措施降低水灰比，提升混凝土的密实性，进而强化混凝土的强度以及耐久性。一般而言，将水灰比控制在0.3上下，用水量控制在3160kg/m范围内。

（2）科学选择掺合料及其他外加剂。实践已经表明，向混凝土中加入适量活性掺合料能够有效控制温升。提升混凝土的密实度以及工作性能、降低孔隙率，并最终强化强度以及耐久性。但是必须清醒的认识到不同外加剂功能存在差异，在选用时必须根据实际需要合理选择。

（3）完善浇注施工工艺。性能优良的浇筑设备以及合理的浇筑养护工艺是确保混凝土在凝固过程中不出现离析、分层、开裂现象的保障。在混凝土浇筑过程中，混凝土自由下落高度应该控制在2m以内，避免出现离析现象。合理安排施工缝，采取分层且连续的浇筑方式，确保混凝土入模温度达到设计要求。完成浇筑后通过插入式高频振捣器根据行业规范要求进行振捣处理，确保混凝土的密实度。整个浇筑过程中都应该关注支撑系统是否稳定，振捣后根据工艺仔细将面抹平。等到混凝土强度超过21.2N/mm时才可以在上行走。

4 高性能混凝土养护工作

混凝土施工中养护是最后环节，同时也是非常关键的环节。养护工作优劣直接决定着混凝土质量的好坏。所以，比如强化混凝土养护工作，确保混凝土能够在良好的环境氛围下正常硬化。对于高性能混凝土而言，由于其水灰比较普通混凝土要低，所以混凝土内部通常处于缺水状态，完成浇注之后表面又不泌水，同时在初凝之后混凝土表面就会出现失水现象，如果不采取有效措施就非常容易引发细微凝缩裂缝。所以高性能混凝土在凝固早期必须做好养护工作。为防止混凝土在凝固早期过多的失水，在完成浇筑之后应该及时覆盖并洒水，采取这些措施能够避免混凝土因为温度变化或者体积收缩而导致裂缝，最终对混凝土的耐久性和强度造成影响。

5 结束语

道路桥梁施工中越来越多的使用高性能混凝土，主要是因为高性能混凝土具备较多的优势比如具有较高的强韧度、持久性、抗压性以及稳定性等。要想生产出高性能混凝土，首先必须合理选择和使用配制混凝土的原材料，其次是需要选用性能优良的浇筑设备以及完善浇注施工工艺。道路桥梁工程中使用高性能混凝土可以在很大程度上延长其使用年限，同时还可以显著提升其稳定性和安全性。

[1] 杨敏. 浅论道路桥梁冬季施工中混凝土浇筑的施工技术[J]. 工程技术(全文版), 2017(1)：133.

[2] 邵宝峰. 道路桥梁施工中高性能混凝土的应用探讨[J]. 科技与企业, 2014(3)：157.

[3] 侯潇. 探究高性能混凝土技术在道路桥梁工程施工中的应用[J]. 江西建材, 2015(10)：187.

（2）凝结时间。在目前的道路桥梁施工中，高性能混凝土的使用面积通常都

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杨帆，（1989.5.27），男，大专目前从事公路工程管理工作。