山东省枣庄市市中区农村公路管理处 山东省 277100
摘要：高性能混凝土不仅仅是高强度，而且具有相当高的刚度、弹性模量和耐久性，普遍混凝土不能长久作用，许多混凝土桥梁在地震中倒塌。因此，只有采用高性能混凝土才有可能避免这些不该发生的事故。本文分析了高性能混凝土的特性，并简要分析了高性能混凝土在公路桥梁建设中的应用。
关键词：高性能混凝土 公路桥梁建设 应用
前言
高性能混凝土是具有高强度、高刚度以及高弹性模量和耐久性的特点, 它能够弥补普通混凝土无法克服自重过大的缺陷, 进一步提高桥梁跨度和载重, 并且能够有效避免混凝土道路开裂和桥梁桥面剥落、倒塌等事故的发生。高性能混凝土作为一种能满足特殊性能和特殊用途的混凝土, 以其良好的抗渗性和密实性以及长久的稳定性和耐久性, 在目前的高速公路桥梁建设中得到了广泛的应用。
1高性能混凝土的特性
1.1 使用矿物掺合料。高性能混凝土一般都含有矿物掺和料硅粉、粉煤灰或磨细矿渣，经过国内外大型桥梁中的实际应用表明，其中以硅粉提高强度和耐久性的效果最显著。硅粉为高活性、无定性SiO2 微小颗粒，粒径是水泥粒径的1/100，可以填充在水泥颗粒之间，同事能将水泥水化产生的Ca(OH)2 转化为CSH 凝胶(即火山灰反应)，从而大幅度提高混凝土强度和降低混凝土渗透性。在非常恶劣环境中要求混凝土结构具有长寿命，或混凝土强度等级在C80 以上，硅粉是高性能混凝土的必要组成部分。优质粉煤灰具有物理减水作用，高细度矿渣具有增强作用。这两种掺和料也都有火山灰反应活性，能够在一定程度上降低混凝土渗透性;但粉煤灰和矿渣会降低混凝土早期强度。同时掺加硅粉和优质粉煤灰或高强度矿渣，可以配置高强同时耐久的混凝土。目前这种水泥+ 硅粉+ 粉煤灰或矿渣的三组份胶结材的高性能混凝土正在获得越来越多的应用。
1.2 低水胶比。只有水胶比低，混凝土的孔隙率或渗透性才可能低，因此低水胶比是保证混凝土高耐久性于较高强度的前提条件之一。目前已形成共识:水胶比低于0.45 的混凝土，不可能在严酷环境中具有高耐久性，实际应用的高性能混凝土水胶比常常介于0.25~ 0.40 之间。
1.3 最大骨料粒径小。高性能混凝土骨料的最大粒径宜在10~ 20mm。有两个原因，其一：最大粒径较小，则骨料与水泥浆界面应力差较小，一位应力差可能引起裂缝；其二：较小骨料颗粒强度比大颗粒强度高，因为岩石破碎时消除了内部裂隙。
1.4 高效减水剂与水泥的相容性好。低水胶比和含有硅粉的高性能混凝土除必须使用高效减水剂以外，高效减水剂和水泥之间的相容性还必须好，这样才能保证混凝土拌和物有良好的工作性。
2高性能混凝土的施工工艺和质量控制措施
2.1 施工工艺
高性能混凝土的拌制需要使用强制搅拌机，并且在运输过程中要注意坍落度。运输高性能混凝土时要掺杂一定比例的粉煤灰或者是对砂率进行调整，避免混凝土在运输的过程中出现泌水或者离析的现象；在拌制高性能混凝土时要控制好水量，混凝土离开搅拌机后严禁再加水，如果高性能混凝土在出机后存在水分过多的现象可以适当的添加减水剂。如果在搅拌机中添加水质减水剂，要在用水量中扣除减水剂的质量，如果是粉质的减水剂，可以适当的延长搅拌时间。高性能混凝土在搅拌完成后要在5h之内送到施工地点使用。高性能混凝土的使用要利用分层浇筑振捣的方式进行施工，分层时每层的厚度不超过0.8m，在进行振捣时需要用插入式的高频振捣器，振捣时间需要使混凝土的表面不再出现气泡为止。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于高性能混凝土水灰比比较低，很少会出现泌水的现象，所以要加强高性能混凝土后期的养护，在混凝土浇筑完成后需要喷洒养护层，使表层始终保持湿润，养护时间不能少于15d。在养护过程中为了避免混凝土出现开裂现象，要对混凝土进行降温处理，使混凝土内外部的温差不能过大。
2.2 质量控制措施
混凝土骨料的含水量一定要经过细致的检测，确定其配合比与施工需求相符，对于送达施工现场的混凝土进行抽样检查，确保合格后才能进行拌制。高性能混凝土的水泥、掺合料、水量等偏差最大不能超过1%，并且在拌制的过程中注意每种材料的添加顺序，控制拌和时间，避免拌和时间过长混凝土出现离析现象。在混凝土拌和和振捣的过程中，尽量缩短时间。从混凝土入泵开始计算时间，最长不能超过90min，并且转筒的速度每分钟不能超过三转，在卸出高性能混凝土时，要加速旋转，使转筒的速度超过每分钟十转，旋转2min左右，进行反转卸出。拌和出的混凝土是否合格主要看配制的混凝土是否满足公路桥梁的施工要求，并对高性能混凝土的耐久性、抗渗性、强度等进行密封试验，密封试验环境的标准温度在20℃左右，温差不能超过3℃，试验最终结果作为验收的依据。在施工区域的温度比较高时，要对混凝土采取必要的降温措施进行保护，并且对坍落度进行控制。
3高性能混凝土在公路桥梁中的应用实践
高性能混凝土以其卓越的耐久性而成为目前混凝土产品中的佼佼者。与此同时，它还有着高强度、高施工性( 即良好的流动性、胶结性和可浇注性) 等突出的优点。在生产高性能混凝土的指导原则是: 精心选择生产原料，通过优化混凝土配合比设计，添加有助于提高砼性能的外加剂，并且适当添加初步处理后的各类工业废弃物，如硅灰、粉煤灰、矿渣等材料。根据具体的混合物流动性，结合考虑施工过程中的影响因素，以便能够得到高流动性、低离析、耐久性优于普通混凝土的高强度混凝土。在公路建设工程中，应根据现场施工条件与高性能混凝土的性能要求结合来统一考虑，以便生产出各方面性能都符合工程条件的混凝土。但是，如果从开始研究混凝土路面施工技术的改变角度来看，建议尽量不使用滑模摊铺施工工艺，而以近乎自流平且高达240 ～ 270mm 坍落度的混凝土进行施工。这种施工方法，从实践上进一步拓展了公路工程中高性能混凝土的应用领域，它所蕴含的经济和社会效益将十分巨大。
目前，高性能混凝土已在很多离岸结构物和桥梁工程施工中得到了应用，其中也包括了长大跨桥建设工程的混凝土拌和物。高性能混凝土主要用于桥梁的主梁、桥墩和桥墩基础等桥梁的关键部位。实践证明，在桥梁工程中高性能混凝土的应用之所用如此重要，主要是因为它可轻易浇注成型，捣实过程中不容易离析，可长期保持较高的力学性能。再者，它的早强性、弹性和变形稳定性都很好。即使在不利气候条件下，仍然有着使用寿命长、强度高、高流动性和出色的耐久性等优点。可以说，在桥梁工程建设中推广应用高性能混凝土，将有效延长桥梁的运营年限，从而取得更好经济效益。在工程建设中，人们除了强调混凝土的强度之外，更多的强调了它的耐久性、运营期间的养护成本等性能。举例来说，设计使用寿命为100 年的上海东海大桥工程中就使用了高性能混凝土。高性能混凝土其中一个很重要的材料就是粉煤灰、矿粉。加入这些材料后，混凝土具备了这个优秀的高强度、耐久性以及抗海水腐蚀性，大大降低了施工难度，为工程投资节约材料成本2000 万元。此外，工程效果不仅稳定，而且还有提前显示混凝土疲劳的作用。
结束语
总之，对于运用在公路或桥梁方面的混凝土则要采用高性能的混凝土，因为交通运输要考虑混凝土的持久利用问题，混凝土的质量与性能必须成为工程建设中重点监控的对象，要加强对混凝土各项工作的管理，从调配方式到最后的使用管理再到最后持久维护，都需要本着科学的方法与手段进行。
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论文作者:王福音,刘忠
论文发表刊物:《基层建设》2016年17期
论文发表时间:2016/11/28
标签：混凝土论文; 高性能混凝土论文; 耐久性论文; 桥梁论文; 矿渣论文; 骨料论文; 粒径论文; 《基层建设》2016年17期论文;