浅谈高性能混凝土在路桥施工项目中的应用

摘要：高性能混凝土由于具有高耐久性，高工作性，高强度和高体积稳定性等许多优良特性，被认为是目前全世界性能最为全面的混凝土，至今已在不少重要工程中被采用，特别是在公路，桥梁.海港建筑等工程中显示出其独特的优越性，在工程安全使用期，经济合理性、环境条件的适应性等方面产生了明显的效益，因此被各国学者所接受，被认为是今后混凝土技术的发展方向。

关键词：路桥工程高性能混凝土应用

高性能混凝土是近期混凝土技术发展的主要方向，高性能混凝土是具有某些性能要求的匀质混凝土，必须采用严格的施工工艺，采用优质材料配制，便于浇筑、振捣时不会离析、力学性能稳定、早期强度高、具有长期的力学性能，抗渗性，密实性，水化热，韧性，体积稳定性等性能的耐久的混凝土，特别适用于高层建筑、桥梁以及暴露在严酷环境中的建筑结构。由于高性能混凝土具有综合的优异技术特性，引起了国内外材料界与工程界的广泛重视与关注。十多年来，世界上许多国家相继投入了大量的人力、财力、物力进行该项研究与开发应用，使高性能混凝土技术取得了很大的进展，在原料的选择、配合比设计、物理力学性

能、耐久性、工作性、结构性能以至应用技术等方面都取得了既有理论基础又有实用价值的科技成果。

一、高性能混凝土产生的原因

现代科学技术和生产发展的需要。各种超长、超高、超大型混凝土构筑物，以及在严酷环境下使用的重大混凝土结构工程施工难度大，使用环境恶劣、维修困难，因此要求混凝土不但施工性能要好，尽量在浇筑时不产生缺陷，更要耐久性好，使用寿命长。另一方面，混凝土作为用量最大的人造材料，它的使用对生态环境的影响巨大。为了满足庞大的混凝土用量，过度开采矿石和砂、石骨料已在不少地方造成资源破坏并严重影响环境和天然景观。再者，由于混凝土过早劣化，如何处置费旧工程拆除后的混凝土垃圾也给环境带来威胁。因此，未来的混凝土必须从根本上减少水泥用量，必须更多地利用各种工业废渣作为其原材料;必须充分考虑废弃混凝土的再生利用，未来的混凝土必须是高性能的，尤其是耐久的。耐久和高强都意味着节约资源。高性能混凝土正是在这种背景下产生的。

二、混凝土在公路中的应用

高性能混凝土具有高施工性、高体积稳定性、高耐久性及足够的力学强度，为此它能相对长时间承受随冲刷、磨耗、冰冻、水的渗入、侵蚀等恶劣环境，高性能混凝土在公路应用中，其耐久性优点极为突出，一方面它可以提高路基施工质量，确保路基不下沉;另一方面需解决公路混凝土强度等级低，水泥用量少，从而形成了水泥用量少与耐久性要求之间的矛盾。高性能混凝土是以耐久性为主要指标，同时要具有高强、高早强、高施工性(高流动、高粘聚性、高可浇注性)等优异性能。其配制的基本思想是：通过对原材料进行选择，优化混凝土配比，掺入复合高效外加剂。同时其耐久性要大大好于普通混凝土。公路高性能混凝土应根据公路混凝土的特点，结合高性能混凝土的优点，综合考虑其各方面的性能要求来进行开发研究。

三、高性能混凝土在桥梁中的应用

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。它们主要用于主粱、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寿命长、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。人们所关注的是高性能混凝土，而不仅仅是高强度混凝土。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。

四、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：

(一)、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：水胶比低干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。

(二)、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。

(三)、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。

因此，虽然高性能混凝土具有上述共性，但并不意味高性能混凝土会有标准的组成或配合比，因为每个工程的原材料和对强度、耐久性的要求都不同，配合比使用中也会根据桥梁的实际需要使用不同类型的水泥、矿物掺和料和化学外加剂。对于预应力混凝土大梁，配合比主要是以强度指标为基础，一般同时能够获得较高耐久性，因为高强混凝土的渗透性较低。相反，现浇桥面板的高性能混凝土配合比则一般以耐久性为基础，同时也规定了混凝土的最小抗压强度。

五、高性能混凝土在施工中需注意的问题

高性能混凝土的特点是低水胶比、高矿物掺和料、复掺外加剂，这与普通混凝土是不同的，这使得高性能混凝土在施工的质量控制、养护措施都与普通混凝土不同。低水胶比决定于混凝土的粘性变大，在混凝土的运输、浇注、振捣工艺上必须严格控制，有的施工人员为方便施工而掺水，结果强度、耐久性大幅度下降;高矿物掺和料要求混凝土的养护必须到位，普通混凝土早期强度高水化快，对养护不是很敏感，但高性能混凝土则不同，高性能混凝土用水量低，易发生自身收缩而产生裂缝，所以浇筑捣实后，盖上湿布或草帘进行早期养护。保证水化反应的正常进行是保证高性能混凝土高性能的重要工艺措施，在混凝土浇筑完毕后12小时以内，通过湿润养护，使混凝土在良好的条件下进行水化反应。因为掺和料的活性比水泥小得多，对硅粉混凝土，要求潮湿养护14d，而粉煤灰混凝土则要养护2ld才能达到预期效果，否则会发生表面掉面、耐磨性差等;复掺外加剂要求混凝土的拌合时间必须要长，外加剂的用量很小，若不保证拌合时间，根本分散不开，均匀性变差，致使外加剂不仅起不到作用，反而使混凝土表面质量下降。总之，在高性能混凝土在公路桥梁工程应用过程中，设计者和施工者应该在围绕公路桥梁施工要求和混凝土的具体特征的基础上，注重优化资源配置，以最大限度发挥高性能混凝土的性能特征，为提高桥梁施工工程质量奠定必要的物质基础。

结论：

总之，高性能混凝土往往被人们将其与高强度混凝土联系起来，其实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，如许多混凝土道路在不该开裂的地方开裂或者由于冰冻和融化丽剥落;许多桥面遭受严重破坏;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。

参考文献：

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