浅析中高性能混凝土在公路桥梁施工中的应用

周克元

摘 要：随着科学技术的发展，越来越多的新型施工材料和施工技术被广泛的开发和应用。在路桥施工领域，传统的混凝土材料已经不能够适应现代化社会发展需要，取而代之的是新型的高性能混凝土材料的使用。这种材料不仅在原料配比时不会增加操作难度，而且，其具有传统混凝土材料所无可比拟的优点：成品性能稳定，强度高，便于施工操作，且施工路桥建筑经久耐用，同时还可以大幅度降低施工成本。正是由于高性能混凝土材料具备上述优点，其应用范围正在逐步扩大，也更加受到施工单位的青睐。文章将从高性能混凝土的性质，作用原理和应用范围对其加以系统介绍，以更好的将这种新型材料予以施工推广。

关键词：施工应用；配置工艺；应用举例

公路和桥梁是构建我国交通运输系统对重要组成部分，在路桥建设过程中，人们最为关心的就是路桥施工的质量，施工单位也将施工的重点着眼于如何提高路桥工程的耐用性和安全性，延长路桥的使用寿命上。在路桥施工中，主要使用的施工材料就是混凝土，混凝土的制备过程比较复杂，对于技术水平的要求也比较高，一旦在施工任一环节出现问题，都会影响后期工程的使用效能。为此，如何提高混凝土的施工质量，改良混凝土的性质是我国路桥建设部门近年来关注和探讨的焦点，高性能混凝土材料的开发为解决这一问题带来的契机。

高性能混凝土的开发是建立在传统混凝土材料的基础之上的，衡量混凝土性能的好坏主要是根据其施工工程的质量稳定性而定，当然，高性能混凝土还具备可操作性强和经济实用等特点，其内部结构排序更为规律，强度也更加高，这种结构在施工中不易发生混凝土开裂现象。同时在其制备过程中对于技术的要求也比较严格，比如原料的添加比例要严格精确，要严格控制振捣时间，在浇筑施工环节也要严格按照操作标准执行。

1 高性能混凝土简介

1.1 高性能混凝土的性质和配置注意事项

与传统的混凝土材料相比，高性能混凝土材料无论从性能还是从施工质量上都更胜一筹。传统的混凝土材料经常会在使用时出现开裂问题，影响路桥工程的使用效能和安全性，而高性能混凝土材料的开发则有效弥补了这一缺点。首先，为了适应其实用环境的特殊性，混凝土材料必须具备高弹性，以便能够适应温度对其带来的影响；其次，优质的混凝土材料要具备高稳定性，因此其内部强度要高，以便能够经受外力的冲击。高性能混凝土材料就很好地具备了上述性质和特点，为混凝土路桥施工带来了质量上的飞跃。

混凝土要想实现高性能标准，就要从如下几方面入手：其一，在原料添加时，要尽量原则颗粒较细的砂石和水泥原料，这是因为原料颗粒越细，就越能够提高混凝土内部结构的密实度和稳定性，同时还要根据不同施工需要进行水灰配比的适当调整，在配比时，可以添加新型外加剂及减水剂，以提高混凝土的性能。其二，对于混凝土内部结构中残留的空隙，高性能混凝土中就加入了能夠填补空隙的细粉和凝胶剂，加入这些材料可以大幅提高混凝土结构的稳定性，降低混凝土原料的发生开裂和渗漏现象的几率。目前新型的高性能混凝土已具备了上述优势，并在不断改良以更好的迎合施工的需要。

1.2 如何提高混凝土的施工性能

评价混凝土质量好坏的标准是以其稳定性作为依据的。要想提高混凝土材料的稳定性能，首先要考虑如何提高其抗渗性能。混凝土的抗渗性与其内部结构的密实度有紧密联系，一般的混凝土材料其内部结构较为松散，空隙也非常大，这就会导致在日后的使用过程中极易出现变形或沉降的情况，因此，提高混凝土结构的密实度可以通过采用添加凝胶材料来进行空隙的填补，增强其内部抗压性，同时也提高了其抗渗性能。其次，改变混凝土的稳定性还要从原料配比和制备环节进行严格把控。混凝土是由水泥石、骨料与界面三相组成的，在粗骨料和水泥石之间存在一个白色环即所谓的过渡层，其厚度约为50-100μm，完全由氢氧化钙和钙矾石的粗大结晶组成，具有比水泥石高的孔隙率，对混凝土的强度、抗渗性与耐久性都不利。因此，必须抑制界面结构的形成。同时为了保证混凝土的工作性，必须掺入高效减水剂，使坍落度增大，而这必然导致坍落度损失快，给施工带来困难，因此需控制添加剂的使用。再者，为了改善界面结构及水泥石孔结构.必须掺入超细粉与氢氧化钙反应，生成c-S-H凝胶。

2 具体路桥混凝土应用举例

2.1 应用在桥梁施工中

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，具有易于浇注、捣实而不离析、高超的、能长期保持的力学性能，早期强度高，韧性高和体积稳定性好，在恶劣的使用条件下长寿命、高强度、高流动性与优异的耐久性。推广高性能混凝土在桥梁中的应用.延长桥梁的使用年限和获得更好的经济效益。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100年，使用的“高性能海工混凝土”是粉煤灰、矿粉等废料化腐朽为神奇，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，直接节约材料成本2000万元。不仅效果稳定，还能能提前感知混凝土的过度疲劳。高性能混凝土在桥梁工程中应用的优点是：（1）跨径更长；（2）主梁间距更大；（3）构件更薄；（4）耐久性增强；（5）力学性能加强。

2.2 应用在公路施工中

在公路施工中，高性能混凝土应用十分广泛，它能够长期的经受外部恶劣的自然环境的侵蚀，并且具备较强的抗冲击能力，高性能混凝土可以大大提高路基的稳固性，降低其发生不规则沉降的概率，而且在原料配置时，还能够大幅度降低水泥原料的用量，既提高了结构的稳定性，同时又达到了节约施工成本的效果。高性能混凝土的配置过程较为复杂，其原理主要是通过进行原材料的科学选择和搭配，并适量加入一些能够提高其性能的外加剂，提高其内部结构的密实度和稳定性，并通过增强其强度来提高公路的使用寿命。

3 高性能混凝土配置时的工艺流程

3.1 由于高性能混凝土用水量少。水胶比低，拌合时较稠，因此需要采用拌合性能好的搅拌设备。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，采用其他设备时须经过试验验证拌合物的均匀性。

3.2 制备高性能混凝土时，各种原材料的计量应尽量准确。使出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。操作人员仍应密切注意正在搅拌的混凝土，在其稠度发生波动时，及时加以调整。

3.3 高性能混凝土运输与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。

3.4 由于高性能混凝土的水灰比小，通常泌水少或不泌水。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。

参考文献

[1]郑建岚.现代混凝土结构技术[M].北京：人民交通出版社，2000.

[2]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.

[3]粱世达.谈路桥施工中高性能混凝土的应用[J].黑龙江科技信息，2008（12）.

[4]吴长存，丁兆喜.浅谈道路桥梁中高性能混凝土的应用[J].黑龙江科技信息，2007（12）.

[5]郦少义，芦杰.公路桥梁施工中高性能混凝土的应用分析[J].广东土木与建筑，2009（5）.

[6]陈学明，茅哲烽.高性能混凝土技术特点及应用[J].广东土木与建筑，2009（5）.