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摘要：随着我国经济的不断发展，国家对基础建设的投资不断加大，公路交通行业得到长足的发展，桥梁工程结构开始向大跨径，重载方向发展，桥梁工程对构件承载能力要求越来越高，导致对混凝土各方面性能的要求越来越高，研究者开始把眼光投向高强混凝土。本文对高强混凝土特点进行了探讨；结合高强混凝土在T梁中的应用，对高强混凝土施工特点进行了探讨，包括搅拌运输、浇筑振捣、养护。
关键词：高强混凝土；T梁；特点
1、工程概况
贵州省沿河县至德江县高速公路，路线全长103.94公里。公路等级为高速公路，双向四车道，设计车速为80km/h。沿德高速第五合同段，全长12.54公里，起止桩号为K35+400-K47+940，预制T梁319片，其中30mT梁285片，20mT梁34片，T梁预制场位于官舟服务区，桩号为K38+800，T梁预制所用混凝土标号为C50。
2、高强混凝土应用特点
高强混凝土在国外应用的较早，我国到20世纪80年代才开始应用，但近年来随着商品混凝土的推广使用，高强混凝土应用的实例越来越多，其中包括桥梁工程，港口工程，高层建筑等。对于我国高强混凝土的定义，没有绝对的标准，一些出版物将标号为C50及以上的混凝土定义为高强混凝土，与国外的标准大体一致。
高强混凝土在实际应用中以其抗压强度高，抗变形能力强，耐久性好等特点广泛应用于桥梁工程，海洋和港口工程。
高强混凝土抗压强度高，用于受弯构件可使其在相同载荷下减小截面积。截面积减小可以减小材料消耗，降低造价。一般情况下，混凝土强度由C30提高至C60，受弯构件可以节省混凝土15%-20%[1]。截面积减小可以降低自重，降低自重对大跨度桥梁工程具有重要意义。
高强混凝土作为一种新型建材，抗变形能力强的优越性，在大跨度桥梁结构中得到广泛的应用。高强混凝土为预应力技术提供了条件，我们可以采用高强度钢材和人为控制应力的方法来提高受弯构件的抗裂度和抗弯刚度。因而世界上愈来愈多预应力高强混凝土结构，应用于大跨度桥梁中。
高强混凝土耐久性好，其抗渗、抗侵蚀性能优于普通混凝土，抵抗海水侵蚀能力强，可以降低维护费用，因而大量应用于海洋和港口工程。
3、高强混凝土配置要点
混凝土的强度是由水泥石强度，集料强度，水泥石与集料之间粘结强度所组成。水泥石强度取决于水泥标号及水灰比；集料强度取决于集料力学性能；水泥石与集料之间粘结强度取决于水灰比及集料表面状态，碎石表面粗糙，多棱角，与水泥石粘结力较强，而鹅卵石由于受流水的冲刷，表面光滑，与水泥石粘结力较弱，因而在其他条件相同的情况下，鹅卵石混凝土强度低于碎石混凝土强度。在配置高强混凝土时，水泥石强度和集料强度以及水泥石与集料之间粘结强度都必须大幅提高，在原材料确定的情况下，水灰比对混凝土强度至关重要，一般情况下，水灰比越大，水化后混凝土内游离的水越多，游离的水分蒸发后在混凝土内形成孔隙，孔隙率越大，强度越低，因而低水灰比成高强混凝土的一个重要特点。实验表明，在不加外加剂的情况下，混凝土水灰比大于0.5时才具有流动性，而要配置高强混凝土，水灰比一般低于0.35[2]，于是高性能减水剂的应用成为高强混凝土的另一重要特点。在贵州地区，天然砂匮乏，大部分地方已经采用机制砂代替天然砂配制混凝土，对于用机制砂配置高强混凝土，成为该地区一大特点。
3.1 低水灰比
高强混凝土的低水灰比带来了很高的抗压强度，但同时也会导致了混凝土后期强度增长少及自收缩等问题。
高强混凝土由于水灰比低，全部水泥水化所需用水量通常不够。普通混凝土水灰比高，硬化后内部毛细孔隙里留有足够的自由水，为水泥继续水化和后期强度增长提供了条件。但在高强混凝土中，水灰比低，未水化的水泥没有足够的水来继续水化，只能作为一种填充料，因而高强混凝土后期强度增长少。
另一方面水灰比小，水泥水化后残留的水分少，混凝土孔隙率低，密实性高，CO2向混凝土内部扩散的阻力大，碳化反应需要时间较长，因而碳化深度较小。实验表明，当水灰比低于0.6时碳化深度较小，而当水灰比大于0.75时碳化深度急剧增加[3]。
高强混凝土的收缩主要是自收缩，自收缩是处于密闭状态下与周围环境未发生湿度交换而产生的收缩。水灰比越小，自收缩作用越大。
3.2 高性能减水剂
我国在60 年代就有过高强混凝土的研究，但混凝土在低水灰比的情况下，和易性很差，捣实和成型都比较困难，不利推广。因而，现代高强混凝土的关键技术是采用高性能减水剂来改善混凝土拌合物的和易性，泵送混凝土技术的出现，更是提高了对混凝土和易性的要求，同时也提高了对高性能减水剂应用的要求。
减水剂分子能吸附在水泥颗粒表面，使水泥颗粒带相同电荷，颗粒之间形成静电排斥作用，使颗粒相互分散，絮凝结构被破坏，释放被包裹的水，从而增加了拌合物的流动性。目前市面上使用最多的减水剂为聚羧酸高性能减水剂和萘系高性能减水剂。
3.3 机制砂
机制砂是母岩经过除土处理，然后由机械破碎，再经过筛分，制成的粒径小于 4.75mm岩石颗粒。石粉是机制砂中粒径小于75μm的颗粒。机制砂颗粒由于形状不规则、具有棱角，含有大量针片状，导致颗粒间摩擦阻力加大，所以拌制的混凝土工作性较差，容易产生离析，但机制砂中一般有石粉，石粉可以改善混凝土的工作性以及提高混凝土密实性。机制砂表面较粗糙，增加了水泥浆与集料之间的粘结强度。用石灰岩制成的机制砂，与水泥生产同属一种母岩，有利于提高混凝土早期强度[4]。实验表明，用机制砂配置的高强混凝土性能优于用天然砂配置的混凝土。
4、高强混凝土施工工艺
4.1 施工配合比
结合高强混凝土在T梁中的应用，对高强混凝土施工进行探讨。表1为沿德五标C50高强混凝土原材料信息及配合比。设计坍落度140-180mm。水灰比0.34，减水剂减水率28.5%，碎石和机制砂同属一种母岩石灰岩。
4.2 搅拌运输
采用强制式搅拌机搅机，搅拌前先清洗搅拌机和装料搅拌罐车，并排除废水，原材料严格计量，误差控制在规定范围内，定期校准计量设备，搅拌时间为180s，根据砂石料含水率适当调整施工配合比。
搅拌站和预制场都位于官舟服务区，运输距离短。因加入高性能减水剂后，坍落度损失快，混凝土搅拌完毕后，及时装入搅拌罐车运往预制场，罐车运输途中，搅拌筒以1-3r/min 速度进行搅拌。罐车容量为8m3，卸料料斗0.8m3，一车混凝土卸料及浇筑时间大概40min。
4.3 浇筑振捣
T梁高强混凝土浇筑第一次布料不应超过马蹄倒角顶面位置，每二次布料填充整个倒角，同时加强振捣，以便气泡排除，混凝土浇筑采用斜向分层，纵向分段施工，分层厚度控制在30cm。浇筑时从一端推向另一端，再从另一端反向浇筑。
高强混凝土粘性大，振捣时采用Φ50mm和Φ30mm插入式振捣棒交替使用，并配合附着式振动器（郑州市高新区石佛泰隆机械厂生产的TLDZ-150型高频快装振捣器，振频：150H，振幅：1.3mm）进行振捣，附着式振动器宜短时多开，且对称安装应呈梅花形布置，混凝土表面泛浆且不再下沉时，振捣停止。
4.4 养护
高强混凝土水泥用量高，水化热大，浇筑后必须采取养护措施，建立水化反应所需的温湿度环境。及时采取保温措施，以防高强混凝土内外温差过大出现裂缝；及时进行喷淋养护，以防塑性收缩裂纹的产生。
高强混凝土收浆后应尽快采用透水土工布或塑料薄膜覆盖保湿，但在混凝土终凝前，覆盖物不得接触混凝土面。梁体高强混凝土终凝后进行养护，高强混凝土养护采用喷淋系统进行洒水养护，腹板需贴塑料薄膜保水。梁顶采用人工洒水配合养护，保持高强混凝土表面充分湿润状态，洒水养护期大于7天。
5、结语
随着我国经济建设的快速发展，大跨径桥梁建设将愈来愈多，对高强混凝土性能的要求也越来越高，但我国高强混凝土起步晚，高强混凝土在实际应用中还存在许多问题，高强混凝土施工控制较困难，结合高强混凝土特点对高强混凝土施工进行探讨将有助于我国基建事业的发展。
参考文献：
[1]吴兴祖.建筑业重点推广应用的新技术—高强混凝土技术（3）[J].建筑工人，1995，（9）：8.
[2]张欣，梁桂萍.高强混凝土的特点及其应用[J].山西水利科技，2003，（1）：69.
[3]张云飞，张德成等.混凝土耐久性研究概述[J].山东建材，2007，（1）：53.
[4]于墘，包亚芳.人工洗砂的开发与市场前景[J].中国非金属矿工业导刊，2002，（1）：26.
论文作者:何增,刘晓阳
论文发表刊物:《基层建设》2015年27期供稿
论文发表时间:2016/3/18
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