道路橋梁施工中高性能混凝土的應用探討

【摘要】隨著科學技術的飛速發(fā)展，道路橋梁建設中的施工技術也在不斷進步革新。利用高性能混凝土具有高耐久性、高工作性、高強度和高體積等良好品質鋪設的高質量的道路和橋梁成為日后發(fā)展的趨勢。近年來，高性能混凝土在道路橋梁工程中的應用日漸廣泛，本文結合高性能混凝土自身的特點，對道路橋梁工程中高性能混凝土在道路橋梁建設中的應用問題進行了淺要分析。

【關鍵詞】道路橋梁；高性能混凝土；施工應用

Application of road and bridge construction in high performance concrete

Abstract： With the rapid development of science and technology， road construction， bridge construction technology has also been progress in innovation. The use of high performance concrete with good quality and high durability， high resistance， high strength and high volume， such as the laying of high-quality roads and bridges become a trend for future development. In recent years， high-performance concrete used in road and bridge projects increasingly widespread， this paper's own characteristics of high performance concrete for roads and bridges projects in the application of high performance concrete in road construction， bridges were shallow to analyze.

Keywords： roads and bridges； performance concrete； construction applications

引言

高性能混凝土并不僅僅是指高強度的混凝土而是以其耐久性為主要衡量，同時要具有便于澆搗而且不會出現離析現象和強度高、韌性好、高施工性等優(yōu)異性能。高性能混凝土是一種新型高技術混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基礎上采用現代混凝土技術制作的混凝土。高性能混凝土在配制時的基本思想是：通過嚴格的選材，使各種骨料的的配比達到最優(yōu)，摻入高效復合外加劑，同時摻入一些工業(yè)廢料如礦渣、硅灰、粉煤灰等，并從混凝土攪拌物的流動性和設備施工工藝方面考慮，以獲得低離析、高流態(tài)、質量均勻的高強混凝土。除此之外與普通混凝土材料相比，它還具有很高的耐久性能。

1、高性能混凝土的特性

1.1高耐久性

混凝土耐久性有兩個方面的要求，即自然老化和人為劣化。自然老化指的是混凝土在自然條件下隨著時間的推移受到氣溫變化、日曬雨淋、凍融循環(huán)、干濕交替等作用發(fā)生結構性能的變化使混凝土發(fā)生剝落或疏松等現象。人為劣化指的是混凝土在生產和使用過程中存在不合理的應用使得混凝土產生性能降低的現象發(fā)生，如磨損使得混凝土降低了其耐久性。

1.2高強度

混凝土強度對結構來說是最根本的性能要求。不同的混凝土強度要求，對混凝土的結構要求也不一樣，有些結構要求其抗壓強度和抗剪強度比較強，而有的則要求其結構有較強的抗拉強度，有的結構需要抗磨損性、抗疲勞強度和抗沖切等要求。

1.3高體積穩(wěn)定性

混凝土的體積穩(wěn)定性即混凝土在硬化早期應具有較低的水化熱，硬化過程中其不會出現開裂，收縮徐變小等現象。而混凝土的體積穩(wěn)定性直接影響其結構的受力性能，嚴重者會影響道路橋梁結構的安全。混凝土的體積穩(wěn)定性分為三種，一類為收縮變現即混凝土在凝結過程中發(fā)生的變形；另一類為溫度變形即混凝土在溫度作用下的體積變形?；炷潦艿綗崦浝淇s使結構發(fā)生裂縫或受到破壞。第三類為體積變現即混凝土在承受荷載后發(fā)生的體積變形如彈性變形。混凝土在受力后產生彈性變形比較嚴重，要是彈性變形減小，就要提高混凝土的彈性模量。

1.4經濟性

高性能混凝土具有良好的耐久性和工藝性能滿足結構功能要求和施工工藝要求，能最大限度地延長混凝土結構的使用年限同時降低工程造價；高性能混凝土良好的工作性也降低了施工人員的勞動強度，降低工程時間和人力成本，加快施工進度。

1.5高工藝性

良好的工藝性是生產高性能混凝土的重要保障。混凝土的工藝性包括對攪和、運輸、澆灌等操作工序有嚴格的要求，高性能混凝土使用的基礎材料具有穩(wěn)定性高，采用先進生產工藝，在計量、檢驗、質量等方面均準確穩(wěn)定可靠，在施工過程中不發(fā)生離析現象，施工完成后混凝土密實、平整、勻質。

2、高性能混凝土在道路中的應用

1997年召開的第十六屆國際混凝土路面會議中議會人員對于路面的設計提出了明確的要求，要求路面設計滿足平均強度并且具有一定的耐久性能要求。高速公路的質量直接影響著公路使用人員的生命安全。所以，高速公路的建設質量對于施工質量的要求非常高，對于混凝土的要求相應的也就更為嚴格。將高性能混凝土應用在道路工程建設中，一方面解決了道路耐久性和施工水泥用量少要求之間的矛盾；另一方面也顯著提高了路基施工質量，確保路基不下沉。高性能道路混凝土的重要特質是具有高抗折強度、具有高強路面承受能力、使用壽命長、施工造價低等特點。提高混凝土道路表面的致密性是通過提高混凝土特性來實現的。高性能混凝土的諸多特質都符合道路高強度的要求。

同時，公路建設中要依據公路建設的具體要求和路況條件，科學合理的使用高性能混凝土；在現代道路建設中并不是所有高性能混凝土的使用都是合理的，我們在施工中應綜合考慮混凝土的不同方面的性能按照施工需要來進行研發(fā)。在生產中改變混凝土的施工工藝，不是局限在滑模攤鋪的施工方式，而是采用高流態(tài)（接近自流平）性鋪設方法來施工，則該方法將進一步豐富了道路高性能混凝土的應用方法，此方法將帶來不可估量的經濟效益和社會效益。

3、高性能混凝土在橋梁中的應用

高性能混凝土廣泛用于離岸結構物或長跨度的橋梁建造中，包括長跨度橋梁所用的拌合物、主梁、墩部和墩基。高性能混凝土在施工中的應用使橋梁設計中可以采用更堅固、更輕便的結構，使主梁的間距更大、橋梁的跨徑更長、結構設計更為合理，即便是在非常惡劣的環(huán)境下也能夠保證橋梁有較長的使用壽命。高性能混凝土具有早期強度高，體積穩(wěn)定性好和韌性高，在惡劣的使用條件下高強度、高流動性、壽命長與優(yōu)異的耐久性等特點而被應用廣泛。推廣高性能混凝土在橋梁中的應用可延長橋梁的使用年限并且獲得更好的經濟效益，耐久性、養(yǎng)護的難易程度以及建設的經濟性已成為橋梁工程建設的目標。國內應用較好的如上海東海大橋用的高性能混凝土，設計使用壽命為100年，使用的“高性能海工混凝土”既有耐久性、高強度、抗腐蝕等特點，又易于施工，直接節(jié)約材料成本2000萬元。高性能混凝土是一種能滿足特殊用途和特殊性能的混凝土，僅采用普通材料、常規(guī)拌和、澆筑和養(yǎng)護等措施不能夠達到高性能混凝土的要求，必須要通過提高澆筑、搗實等制作工藝來提高混凝土的初期強度、剛度、長期力學性能和體積穩(wěn)定性以及延長高性能混凝土在惡劣環(huán)境下的使用時間等諸多特點。

4、高性能混凝土在道路橋梁工程中應用時注意事項

4.1控制高性能混凝土原材料質量及配比設計

施工人員要全面收集原材料信息，精選原材料。加強原材料施工和管理，混凝土材料的變性將影響混凝土強度。因此收料人員應嚴把質量關，不允許不合格品在施工中應用，以保證混凝土質量和施工質量。安排專人定期檢查、測定混凝土各種原材料的生產狀態(tài)，對原材料的進料、儲存、計量進行全方位監(jiān)控；為確?；炷潦褂脧姸?，應采取將毛細孔填滿來增加混凝土密實性的措施。因而，需要在配比中加入微米級超細活性顆粒進行處理，使超細活性顆粒在水泥漿微細空隙中水化，填充毛細孔進而達到增密和增強作用。選擇合適的需要摻入的高性能的外加劑。高性能混凝土在施工之前要對其進行濕養(yǎng)護，調節(jié)水灰比，防止塑性收縮產生裂縫。由于混凝土中膠凝材料用量比例比較大，應采取保溫措施防止室內外溫差過大出現裂縫。

4.2加強高性能混凝土施工質量控制

（1）高性能混凝土在施工之前要根據實際施工要求設計出合理的物料配比，測定出砂石中的含水量，并保障高性能混凝土在施工期內的主要性能不會發(fā)生大幅度的波動，能夠滿足施工要求。在施工方案中事先確定的施工縫預留位置不能隨意變更，施工縫的接槎處理時在混凝土強度達到1.2Mp以上，在已硬化的混凝土表面清除浮漿水泥和松動砂石，將縫處混凝土表面鑿毛，用水沖洗掉雜物等，再用高標號水泥砂漿澆抹表面用混凝土細致搗實使新混凝土密實結合。

（2）進行多次振搗方式確保施工質量。因振搗方式不對而產生混凝土分層、離析、表面浮漿、麻面等質量問題時應對混凝土進行多次振搗或多次搓壓表面，不容易產生收縮裂縫，能有效防止表層裂紋進而盡可能降低混凝土成型硬化后出現裂縫的概率，保證混凝土的耐久性。

結語

現代公路工程建設施工中，道路橋梁建設施工質量、成本、使用壽命的的關鍵點是路基施工管理工作。道路橋梁建設施工企業(yè)應針對道路橋梁施工管理工作的要點以及影響施工質量、成本的各項因素進行相應技術措施、手段的完善與應用現道路橋梁高性能混凝土的技術相結合。高性能混凝土在道路橋梁工程應用中，設計者和施工者應該在圍繞混凝土的具體特征和道路橋梁施工要求的基礎上，注重資源的優(yōu)化配置，以最大限度發(fā)揮高性能混凝土的各種性能特征，為提高道路橋梁施工工程質量奠定必要的物質基礎。