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摘要：随着对交通运输要求的日益提高，发展“长寿命低维护路面”，采用高性能路面混凝土，提高混凝土的抗折强度与耐久性是当前路面混凝的发展趋势。近年来，高性能混凝土凭借着振捣时不容易产生离析、浇筑施工方便、抗渗性能强以及水化热性能强等多方面优点，在公路工程建设中，得到了广泛的运用，并取得了显著的发展成就。本文主要分析了高性能混凝土在公路工程中的应用策略。有不对之处，请批评指正。
关键字：高性能；混凝土；公路工程；应用
交通运输的需求逐年激增，致使公路桥梁工程呈现大规模扩张之势的同时，人们对公路工程建设的质量也提出了越来越高的要求。高性能混凝土是一种能满足特殊性能和特殊用途的混凝土，是一种拥有很多如高耐久性、高工作性、高强度和高体积稳定性等优良特性的混凝土材料，通过提高浇筑、捣实的方法来提高混凝土的长期力学性能、初期强度、刚度和体积稳定性以及延长其在恶劣环境下的使用寿命。笔者从高性能混凝土的定义、特性分析入手，探讨了高性能混凝土在公路桥梁工程施工中运用策略。
1高性能混凝土的定义
所谓高性能混凝土，是指在大幅提高普通混凝土性能的基础上采用低水胶比，选用优质原材料，且掺加足够数量的矿物细掺料和高效外加剂而制作的混凝土，是一种新型的高技术混凝土。尽管不同的用途有不同的要求，但作为高性能混凝土必须对其耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性和经济性重点地予以保证。
2高性能混凝土的特性
与普通混凝土相比，高性能混凝土在组成与配合比方面有如下特点:
2.1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，同时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。
2.2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。
2.3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。
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2.4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。
3高性能混凝土在公路桥梁工程施工中的重要环节
3.1凝结时间
根据高性能混凝土的特性，高性能混凝土在施工过程中要求比较高。合理控制高性能混凝土凝结时间是非常关键的一个环节。由于工程现场的施工环境(气候、温度、湿度等)各有不同，因而，确定混凝土的冷凝时间则需进行相应调整，以使其满足相关施工标准要求。以我国北方地区为例，冬季和夏季的初凝和终凝时间会有大概的范围，譬如冬季的初凝时间10h--12h，终凝时间在此基础上增加2h（即12h--14h）；夏季的初凝时间12h--14h，终凝时间在此基础上增加3h--4h（即15h--18h)。冷凝时间的合理把握是保障高性能混凝土的体积稳定性以及密实性的根本。另外，为了不影响高性能混凝土的内部结构，温度应力也应该合理控制，不宜过大(水化热峰值:15%--20%)。
3.2坍落度
和易性进行检测过程中，高性能混凝土的坍落度极为关键。混凝土的坍落度指流动性、粘聚性以及保水性。从这三项指标就能够综合反映混凝土的和易性。科学合理的设计坍落度是将混凝土应用于工程中的重要环节，一般而言，坍落度数值的设定决定着高性能混凝土的高流态是否较强。因此，坍落度数值的设定一般在20cm--24cm之间。在此前提下，从出机到浇灌这段时间内，对于混凝土的坍落度损失有比较明确的要求，即保证混凝土的坍落度不超过2cm。再具体一些，就是混凝土出机后（2h），其扩展度应该符合500mm×500mm的标准。高性能混凝土的粘聚性、保水性以及密实性也是公路桥梁施工中非常重要的指标。
3.3配合比设计
高性能混凝土的配合比设计与工程质量密切相关，与普通混凝土相比，其配合比有明显不同。在配合比设计中，高性能混凝土有如下要求:
（1）合理使用引气剂。配置高性能混凝土过程中，为了改善混凝土拌合物的和易性，应加入定量的引气剂。这样做的目的是强化混凝土的抗渗性、抗冻性。在混凝土中添加的引气剂含量需进行科学合理的设计，一般会以抗冻等级进行确定。
（2）合理配置水灰比。水灰比是混凝土配合比中一个重要参数，因而不可忽略。在进行配合时，水胶比一般是0.2--0.4。在配置过程中水灰比一定要确保配比合适，过大过小都不利于之后的应用。水灰比过大，混凝土的粘结力不够，就会使混凝土的结构稳定性得不到保障（硬化期间，混凝土表面、内部产生细小的裂纹）。水灰比过小，混凝土的和易性较差，麻面、空洞等现象就会频繁发生，导致因浇筑不顺的相关质量问题。配合比的设计需要保证高效能减水剂的减水率不可低于20%。同时，为了确保高性能混凝土收缩不会过多，高效能减水剂应该和缓凝剂一起使用。
（3）胶凝材料的使用量提升。合理控制胶凝材料的使用量是进行配合比设计的重要环节。胶凝材料的使用量不宜过高，才能避免工程造价增加，高性能混凝土的整体稳定性降低。
4高性能混凝土应用于公路桥梁施工中的质量管理
为了将高性能混凝土应用于公路桥梁施工中的优势发挥到最大化，就需要做好质量保护工作。为此，除了需要提高高性能混凝土强度，加强对原材料的控制能力，合理设计配合比，适量添加活性掺合料，避免流动性差之外，对于增加体积的稳定性以及耐久性也不可马虎，最为重要的一点就是，针对高性能混凝土的养护工作不可忽视。通常情况下，高性能混凝土的浇筑振捣作业完成后，就可以进入养护环节。在公路桥梁施工中混凝土的配置、浇筑属于重要环节，而养护同样也不可马虎。养护作业是高性能混凝土成型的最后一道工艺，是有助于混凝土的性能发挥的一道重要工序。对高性能混凝土的表面要及时进行覆盖以及洒水作业，以免高性能混凝土浇筑后其内部失水。
参考文献
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[5]高性能混凝土在建筑和桥梁中的应用效果分析[J].邓靓.中国住宅设施. 2017(11)
论文作者:李梦,王丹
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年7期
论文发表时间:2019/7/26
标签：混凝土论文; 高性能混凝土论文; 水灰比论文; 强度论文; 公路论文; 耐久性论文; 桥梁论文; 《建筑学研究前沿》2019年7期论文;