高性能混凝土在公路工程施工中的应用

汪虎

摘    要：经济的发展，城市化进程的加快，促进交通建设项目的增多。在现代公路工程施工项目建设的过程中，为了能够提高公路工程施工的整体质量，必须采用新技术新方法。高性能混凝土具有高强度、高工艺、超高的物理性能，所以在路桥工程施工中的应用效果非常明显，不仅能够保证路桥工程的整体施工质量，而且还可以提升路桥工程的使用寿命，保障行车的舒适性和稳定性。本文就高性能混凝土在公路工程施工中的应用展开探讨。

关键词：高性能混凝土;公路工程;应用

1  引言

高性能混凝土在公路施工中起到的作用十分显著，它采用先进的混凝土配置技术，并且在原材料的选择上十分严格，每个步骤的质量控制都做得极为细致，从而制作出符合现代发展的高技术型混凝土。普通的混凝土耐久性比较低，使用的寿命较短，很容易就出现开裂等问题，坍塌的事故发生率比较大，这种新型混凝土的性能都比较优越，提高了公路工程的耐久性、安全性等，对整个工程的质量都有很大的提升。

2  高性能混凝土的特性

2.1  强度高

高性能混凝土的强度高，指的是混凝土的抗拉强度、抗压强度，以及抗剪切强度的综合强度较高，并非是指单一的混凝土强度。其在施工环境中所能够承受的荷载，远超过一般的混凝土，在工程的施工中效果显著。我们知道，公路施工的位置不同，对于混凝土强度的要求也有所不同，但高性能混凝土能够满足绝大多数公路结构的施工，极大地提升了公路的承载力，使公路的使用寿命得以较大延长。

2.2  环保性较好

在施工的时候使用高性能混凝土会使环保性变得更好，同时也能够减少原材料的使用，降低混凝土制作的成本。制作高性能混凝土的过程比传统方法更加环保，使用水、矿石、煤等资源，降低了对周围环境污染，另外制作后产生的残渣和有害气体也有着大幅度减少，环保效益十分明显。

2.3  稳定性高

高性能混凝土不会因为外界环境温度的改变而受到影响，结构的稳定性十分高，即便公路的荷载变大，混凝土结构也不会轻易发生变形或是出现裂缝，很大程度上确保了公路的施工质量。此外，高性能混凝土的稳定性除了不产生裂缝、不收缩、不变形之外，还体现在其密实度是可调的。

2.4  经济性强

和普通的混凝土对比，高性能混凝土制作时使用的水泥量较少，降低了水泥的使用成本，同时减水剂的使用量也相应减少，降低了减水剂的成本以及材料的整体使用成本。另外，在一些特殊工程里使用普通混凝土的话，需要额外加入许多外加剂，比如抗渗剂等，再加上普通混凝土的耐久性较差，在现场施工时病害的产生率会很高，所以使用普通混凝土的工程后期维护会比较麻烦，维护的花销也会比较大，如果使用高性能混凝土，就能够降低后期的维护费用，經济型比较强。

2.5  耐火性较强

在高温作用下，高性能混凝土会产生剥落和爆裂现象，这是由其高密实度引起的，高密实度导致水分不能轻易从混凝土中排出，受到高温的影响，水蒸气形成饱和蒸汽压力，内部压力增大，在拉伸应力作用下可以使高性能混凝土发生剥落或爆裂。

3  公路工程施工中应用高性能混凝土的工艺

3.1  选择原材料

（1）水泥材料。可以通过普通硅酸盐水泥或者标号高于32.5的硅酸盐混凝土配置高性能混凝土。而且它的性能应该满足CBI75型号的要求，要防止选择应用早强水泥;（2）在350m2/kg以内控制水泥比表面积，在0.6%以下控制碱含量;（3）在1.5%以内控制游离氧化钙含量;（4）在 8%以内控制水泥熟料内 C3A 的含量。首先，粗集料要选择粒形优良、质地坚固均匀、线胀系数小、级配合理的小碎石。也可以应用卵石和碎卵石，防止应用砂岩碎石。其次，应该把质地均匀、级配合理的天然粗中河砂作为细集料。第三，选择二级配石的骨料，在31.5 mm以内控制粗骨料的最大粒径，同时不能超出钢筋保护层厚度的2/3，不能超出钢筋最小间距的3/4，如果混凝土强度较高，其粒径应该小于25mm。第四，在1500kg/cm3控制粗集料的松散堆积密度。在40%以下控制紧密空隙率，在2%以下控制吸水率。第五，选择水材料，在对高性能混凝土进行拌制时，需要按照《混凝土拌合用水标准》相关规定选择合适的水。只要这些水符合引用水标准，就可以应用。第六，选择合适的外加剂，这些外加剂一定要经过国家相关部门的鉴定与认可，符合标准后才能够被应用。

3.2  高性能混凝土拌和技术

准备好原料后就可以进行高性能混凝土的拌和。拌和过程中尽量降低水和水泥用量，同时可以使用高效减水剂和粉煤灰掺和料。基本要求是每一方高性能混凝土中水泥含量最高为500kg，粉煤灰占比最高为30%，减水剂需要进行相关实验确定，有助于增强混凝土的抗冻性和抗渗透性。在拌和过程中，采用称量控制系统控制原材料用量，拌和之后应当进行耐久性实验和坍落度、泌水性测试。同时要严格控制搅拌时间，如果使用粉剂，搅拌时间可以适当延长，不能低于35s，确保搅拌后产出的混凝土质地均匀，有较好的黏聚性。（1）高效减水剂。高效减水剂能提高高性能混凝土的黏聚性，减水剂的用量要根据相关实验进行确定，一般不超过凝胶总量的2%，如果混凝土中用到了硅灰，可以适当提高高效减水剂的用量。高效减水剂的使用应当在专业人士的指导下进行。（2）掺和料。掺有硅灰的话，用量一般不超过15%，粉煤灰的使用要符合标准，要有严格、统一的来源厂商，使用量维持在15%左右，最高不超过30%，掺和料的使用一般根据混凝土的性能进行调整，如果混凝土的强度要求不高，可以适当增加粉煤灰和矿渣的使用量。（3）水胶比。在实际的公路工程中，水胶比对高性能混凝土的强度至关重要，一般水胶比控制在0.01～0.02之间，具体施工设计中要根据工程的施工要求进行确定。

3.3  运输及浇筑振捣技术

在混凝土搅拌完成后，需要向施工现场内及时运输，在运输时，需要以 1 r/min～3 r/min的速度在拌筒内搅拌。在浇筑与振捣时，被均匀搅拌的混凝土需要分层次振捣和浇筑，而且在800mm以内控制分层厚度。通过插入式高频振捣器进行振捣，局部通过附壁式振捣器与插入式振捣器进行共振。按照快插、慢拔的顺序进行振捣，以混凝土表面不再沉落、不再冒气泡、不再出现浮浆为混凝土振捣施工的结束标志。在某工程施工过程中，因为施工现场非常接近集中拌合地点，而且混凝土一次需求量不大，为了能够节省成本，该工程施工时主要通过小型自卸车运送混凝土;在浇筑与振捣时，主要通过振动棒轻微振捣，在人工抹面之后，制作成型全新的混凝土。

3.4  加强养护工作

完成施工之后，公路的养护工作重要非常，若是养护不到位，将会给公路桥梁的稳定性与使用寿命造成极大影响。因此，工程质量提升的重要关键之一，就是怎样有效地实施养护工作。在笔者看来，应做到如下几个方面。一是为了避免水分不足导致混凝土外层出现干燥，在混凝土初凝之后应及时实施浇筑工作。二是保温与湿养工作在竣工之后应进行加强，比如为了保证水分的充足，使用塑料膜进行覆盖，以此维持相对应的温度。三是可以采用低温蒸汽的方法，对那些规模比较大的构件进行养护。

4  结语

在施工建筑领域广泛的应用了高性能混凝土，它特殊的性质提升了工程施工效率。特别是在公路工程施工时，公路工程的应用寿命以及承载量不断提升。现阶段，在公路工程中应用这种高性能混凝土时，需要制定科学、先进的施工方法，以使这种材料的性能能够充分全面发挥，从而为打造高质量的工程项目奠定良好基础。

参考文献：

[1] 张耀国.高性能混凝土在路桥工程施工中的应用[J].科技风，2018（29）：119+131.

[2] 郑军.高性能混凝土在路桥工程施工中的应用[J].交通世界，2018（22）：138～139.