桥梁高性能混凝土配合比设计及应用浅谈

高建娇

摘  要：水泥混凝土是以水泥和水组成的水泥浆体为粘结剂，将不同粒径的粗骨料和细骨料在一定条件下固结成具有相同力学性能的人造石。水泥混凝土是公路桥梁建设中应用最广泛、规模最大的建筑材料之一。随着现代高质量公路的发展，水泥混凝土与沥青混凝土一样，已成为高速公路工程及重要工程的主要建筑材料。在现代高速公路桥梁中施工中，钢筋混凝土及预应力混凝土呈现出许多缺陷及不足，高性能及大流动混凝土应运而生。高性能混凝土作为未来重要的建筑材料，我们必须掌握和研究高性能水泥混凝土的设计理论和应用施工。

关键词：桥梁;高性能混凝土;配合比

随着路桥施工技术的发展，路桥施工中使用的材料不仅变化越来越大，而且对质量提出了新的要求。

1桥梁配合比设计在桥梁中的意义

新拌混凝土的和易性以及硬化混凝土的机械强度和耐久性是普通混凝土的主要技术特征。我国现行规范采用坍落度和维勃稠度两种指标进行控制。水泥混凝土强度是桥梁混凝土结构设计中的主要材料强度指标。计算不同强度（轴向抗压强度、抗拉强度、抗剪强度等）的强度标准值和强度设计值。桥梁混凝土非常重视抗冻性、耐磨性和碱骨料反应的耐久性。混凝土组成材料的性能直接影响混凝土的性能。在设计配合比之前，应首先选择合适的原材料。在设计混凝土配合比时，必须满足四个基本要求，正确处理三个参数。制备强度的错误选择将影响项目质量和/或国家材料的浪费。强度评定是试验配合比设计的最终结果。高性能聚羧酸外加剂的使用是现代高强混凝土的一项新技术，可以达到提高工程质量、降低成本等技术经济效益。高强混凝土、大体积混凝土、高性能混凝土和预应力混凝土是路桥混凝土的发展方向。

2原材料的选用及施工控制

2.1水泥种类、质量和用量

硅酸盐水泥、快凝水泥和低热水泥混凝土的收缩率较高，而普通水泥、火山灰水泥和铝土矿水泥混凝土的收缩率较低。此外，水泥标号越低，单位体积用量越高，细度越大，混凝土收缩越大，收缩时间越长。例如，为了提高混凝土的强度，施工期间经常使用强制水泥用量的方法，导致收缩张力显著增加。

2.2骨料类型

骨料中的石英岩、石灰岩、白云岩、花岗岩吸水率低，收缩率低;砂岩、板岩和火成岩具有较高的吸水率和收缩率。此外，骨料粒径越大，空隙率越大，收缩越大。

2.3水灰比

单位用水量越大，水胶比越高，混凝土收缩越大。

2.4高性能外加剂和掺合料

配合比设计中使用高性能聚羧酸减水剂和高质量掺合料，能使混凝土获得较好的坍落度保持性能，易于施工，结构硬化后减少表面收缩开裂。

2.5硬化方法

良好的硬化可以加速混凝土的水化反应，提高混凝土强度。养护的温度和湿度应满足规范要求，底水胶比混凝土收缩越小。蒸汽养护法的收缩率小于自然养护法。

2.6外界环境

如果大气湿度低，空气干燥，温度高，风速高，混凝土水分蒸发快，混凝土收缩快。

2.7振动方法和时间

机械振捣混凝土的收缩比人工振捣混凝土的收缩小。振动时间根据机械性能确定，一般为5～15s/次。时间太短，振捣不密实，混凝土强度不足或不均匀;时间过长，导致分层，粗骨料沉入底层，细骨料留在上层，强度不均，上层易出现收缩裂缝。

对于由温度和收缩引起的裂缝，添加结构钢筋可以显著提高混凝土的抗裂性，特别是对于薄壁结构（壁厚20～60cm）。结构钢筋（φ8～φ14）小间距（@10～15cm）宜选用小直径钢筋，全断面结构配筋率不宜小于0.3%，一般可采用0.3%～0.5%，并应严格控制钢筋保护层厚度。

3生产配合比调整及施工控制

3.1严格控制混凝土施工用水量：在实际生产中，为了便于施工，无论强度是否满足要求，操作人员往往追求坍落度大，擅自增加用水量;此外，现场质检人员管理不到位，水胶比控制不严，使得混凝土实际用水量大于理论用水量，导致混凝土强度降低。

防控措施：加强质量检查和抽查，控制操作人员不随意增加用水量;如果发现混凝土工作性能差，操作人员应及时将实际情况反馈给检测人员，检测人员查明原因并现场分析后采取相应对策，并根据检测人员的指示调整施工配合比;现场质检人员还应按规范要求定期检查混凝土的质量动态信息，并及时调整，确保混凝土按要求施工。

3.2调整生产配合比时，应准确测量生产现场砂石的实际含水量：经现场检查了解，部分检测人员未按规定要求准确测量，而是采用目测法估算砂石的实际含水量，这将导致生产配合比不准确。

防治措施：如砂石含泥量超标，应在混凝土浇筑前三天进行冲洗，施工前按规范要求取样，准确测量砂石实际含水量。调整施工配合比，从用水量中扣除含水量，补充砂石。清洗时严禁搅拌混凝土。

3.3所有原材料应准确计量：许多施工单位在生产过程中，所有计量称已经经过计量部门检定，但是每季度或每个月未进行期间核查，导致计量偏差超出规范要求。

防治措施：施工生產单位应建立设备管理台账，定期进行期间核查，发现设备计量偏差超出规范要求，及时进行检定和校准。

3.4在保证质量的前提下，注重经济效益

许多施工单位设计配合比纯粹是为了达到设计强度，并根据规范要求或以往经验进行一组配合比设计。试拌后强度达到要求即完成;如果达不到要求，唯一的办法就是增加水泥用量。很少有人从材料配置、经济效益、具体工作质量等方面综合考虑。水泥用量过大往往导致混凝土产生收缩裂缝和徐变，也相应增加了施工成本。

防治措施：在规范要求允许的条件下，试验室应配制不同的配合比，从经济性、工作性能、质量等方面进行优选，并针对不同的施工部位和不同的评价方法进行适当的调整，尽量避免使用同一强度的一个配合比。试验室还应收集各配合比和施工的详细数据，并注意对这些数据进行统计分析，以获得随时间积累的水胶比、用水量、砂率、水泥用量范围，可以成为非常可观和有价值的参考，这将在未来的建设中发挥不可估量的作用。

4结束语

经过长期应用和逐步完善，取得了良好的开发效果。然而，在配合比设计和应用中存在许多问题。要求相关技术人员加强高性能混凝土配合比设计的应用研究，制定完善的配合比用于指导施工。注重施工应用经验的融合，将技术理论与实践有效结合，促进高性能混凝土技术的应用与发展。

参考文献：

[1]王林辉.桥梁高性能混凝土配合比设计及应用浅谈[J].价值工程，2020，39（10）：111-112.DOI：10.14018/j.cnki.cn13-1085/n.2020.10.045.

[2] 云南省公路工程高性能混凝土应用技术规程DB53/T 1000-2020 ICS93.080.20 P66.