高性能混凝土在桥梁工程施工中的应用策略

葛朋

摘    要：高性能混凝土在性价比、稳定性、強度性、耐久性等方面都要比传统的混凝土高。将高性能混凝土运用于桥梁工程施工中，能够充分利用其高强度的特质，很好地满足了桥梁工程重要构件性能要求。因此文章结合实例，重点就高性能混凝土在桥梁工程施工中的应用策略展开分析，提出了高性能混凝土在桥梁工程施工中的原材料选材、配合比设计、拌合运输、浇筑及养护阶段的具体措施要求。

关键词：高性能混凝土;桥梁施工;施工策略

1  引言

在桥梁工程中，混凝土是一种关键性的施工材料，混凝土的质量对于桥梁工程的整体施工质量将会起到决定性作用。高性能混凝土依靠其良好的力学性能和耐久性，已逐渐成为桥梁建设工程中不可或缺的材料。

2  高性能混凝土的定义和特性

2.1  高性能混凝土的定义

高性能混凝土是一种新型高技术混凝土，具有高耐久性、高工作性和高体积稳定性的混凝土。它是将普通的混凝土作为基础，优化原材料配合比，增加活性细砂和添加剂，实现混凝土强度、抗腐蚀能力以及抗压能力的进一步提升，进而形成一种新型的混凝土。

2.2  高性能混凝土的优质特性

高性能混凝土在性价比、稳定性、強度性、耐久性等方面都要比传统的混凝土高。高性能混凝土以耐久性作为设计的主要指标，针对不同用途要求，对下列性能重点予以保证：耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性和经济性。

（1）高性能混凝土具有极高的耐久性。混凝土耐久性指的是具有抵抗外部环境的干扰，并且还能使得混凝土结构保持完整的外观、良好的使用性的能力。混凝土耐久性对桥梁影响巨大，直接关系着其使用寿命。

（2）高性能混凝土具有极高的强度。高性能混凝土正是通过材质的高性能及化合反应，大大提高了混凝土界面结构的强度，使其比普通混凝土的强度更高。

（3）高性能混凝土具有极好的稳定性。桥梁每时每刻承载着超高的荷载，其荷载能力取决于混凝土是否具有较好的稳定性。高性能混凝土正是通过高效减水剂与各种原料的配合比，达到了提高混凝土稳定性的目的，减少了桥梁因受到外部高温和超强受力导致混凝土结构遭受挤压破坏变形的现象。

2.3  高性能混凝土具有极高的性价比

在铺设同样标准要求的桥梁工程时，高性能混凝土比传统的普通混凝土要节省耗材，降低工程成本。例如，粉煤灰高性能混凝土实现了对工业废料的利用，大大节约了资源和成本。

3  桥梁施工中高性能混凝土的应用

3.1  工程概况

某拟建桥梁工程的墩柱、承台、盖梁、桥跨结构、桥面系均采用高性能混凝土，其强度等级分为三种，即C40、C50和C60。

3.2  原材料

（1）水泥。水泥对混凝土而言是不可替代的胶凝材料，本工程采用普硅水泥，其比表面积按300m2/kg～350m2/kg严格控制，且铝酸三钙实际含量应控制在8%以内。

（2）高效减水剂与引气剂。如前所述，为减少含水量和提高流动性与强度，需要向混凝土中掺加适量高效减水剂。根据现行规范和标准，高效减水剂的含气量应控制在3%以内。对于引气剂，其性能需要符合相关标准;完成拌和后，混凝土的气泡应保持均匀和细小，使含气量处于4%～6%以内。另外，高效减水剂和引气剂必须分别掺加。

（3）集料。高性能混凝土中，集料应避免碱集料反应。进场前，应对集料实施专门的检查试验，经试验确认合格后才能批准进场。集料分细集料与粗集料，其中，细集料以质地坚硬、有良好级配且空隙率相对较小为准选择，以细度模数在2.6～3.2范围内的干净河砂为宜;粗集料按质地坚硬且匀称、粒形适宜、级配合理等要求选择，其技术指标必须满足现行规范提出的各项要求。

（4）矿物掺合料。为使混凝土具有符合要求的密实性，还需要向混凝土中掺加数量的矿物掺合料，如分粉煤灰、硅粉和磨细矿渣粉。本次主要使用粉煤灰，其质量应达到以下要求：（1）细度：当强度等级为C50以上时，不能超过12%，当强度等级小于C50时，不能超过25%;（2）需水量比：当强度等级为C50以上时，不能超过92%，当强度等级小于C50时，不能超过105%;3）烧失量：当强度等级为C50以上时，不能超过5%，当强度等级小于C50时，不能超过8%;（4）氯离子含量：不能超过0.02%;）5）含水量：不能超过1%;（6）硫酸盐含量：不能超过3%;（7）安定性：不超过5.0;（8）游离态氧化钙的含量：当为F类时，不能超过1%，当为C类时，不能超过4%。

（5）拌和与养护用水。不能使用海水、污水与pH值在5以内的水，且氯离子含量不能超过200mg/L，硫酸盐含量不能超过500mg/L。

3.3  配合比设计

配制高性能混凝土配比阶段提出了更高的要求，主要表现两方面： 一高性能混凝土配制阶段，需要充分利用不同的材料，按照一定的配制比例进行搅拌，以达到提高混凝土强度的目的。二在高性能混凝土配制期间，一定需要严格控制水灰比，保证水泥与水之间的配合比达到相关技术要求，最终形成的高性能混凝土才符合施工标准。

3.4  计量、拌和

对原材料的投放通过电子计量进行，严格按照配合比来计算和称量。除集料以外的其它原材料，质量误差不能超过±1%，集料的质量误差不能超过±2%。生产中应对工艺、配合比及投料的方式都进行严格控制。在冬季进行施工时，需要对各类原材料进行适当的加热或保温。

3.5  运输、浇筑

对混凝土进行运输时，应选择平坦的道路，减少运转次数，缩短运输的时间，避免由于振动过度导致离析。所用运输设备应能满足凝结时间要求，并与浇筑的速度相适应，以确保浇筑能够顺利且连续的进行。浇筑开始前，应先对混凝土实施快速搅拌，持续1～2min，检查确认混凝土达到匀化后开始浇筑。若减水剂的消泡不彻底，将在表面产生若干大气泡，所以需要对减水剂实施消泡，之后再进行引气。与此同时，还要严格控制连续浇筑高度，通常每层不能超过30cm。在倒角处等气泡难以排出的部位，应减小浇筑高度，通常每层不能超过20cm。在混凝土浇筑过程中，还应同步做好振捣，通过振捣消除混凝土内部气泡，使混凝土均匀密实。

3.6  养生

由于高性能混凝土的水灰比普遍偏小，为了预防产生塑性收縮裂缝，这时候必须要在浇筑之后立即进行湿养护工作。与此同时，对于胶凝材料用量较大的情况，亦需要通过相应的保温措施来防止温度过高而产生的温度裂缝。养护阶段应当根据养护要求，在混凝土浇筑完成后的 12 个小时以内，对浇筑混凝土实施全覆盖，并对高性能混凝土进行洒水养护。根据施工环境温度和混凝土水化热温度，调整养护方案。在该桥梁工程在完成混凝土的浇筑之后，对其进行覆栓拧紧，使水从侧面自然留下养护; 等洒水养护超过两天以后，可从侧面开始拆模;待拆模完成后，再使用毡布进行湿润养护; 对于工程的特殊部位，还需要使用薄膜塑料和涂刷养护液进行覆盖养护，养护时间约为 14 天; 最后配置高强混凝土C60 抗压试件 50 组，通过检查测试达到刚度、强度等标准要求后，养护工作完成。

4  结论

高性能混凝土需要严格控制原材料质量，根据施工环境和工艺特点设计配合比。在施工过程中应注重混凝土和易性和流动性的控制，保证振捣质量，做好混凝土养生措施，合理利用水化热控制混凝土凝固温度。

参考文献：

[1]  林琪琪. 道路桥梁中高性能混凝土的应用分析[J]. 居舍， 2019（2）：33～34.

[2] 刘长亮.高性能混凝土在道路桥梁工程施工中的应用策略解析[J].城市建设理论研究（电子版），2019（32）：24.