超高性能混凝土在橋梁工程中的應(yīng)用

石 俊 卿

(山西路橋集團(tuán)國(guó)際交通建設(shè)工程有限公司，山西 太原 030006)

超高性能混凝土在橋梁工程中的應(yīng)用

石 俊 卿

(山西路橋集團(tuán)國(guó)際交通建設(shè)工程有限公司，山西 太原 030006)

針對(duì)目前超高性能混凝土在橋梁工程中的應(yīng)用缺陷，分析了橋梁工程中超高性能混凝土材料特性與制備技術(shù)，并提出了優(yōu)化控制的方法策略，其目的是為相關(guān)建設(shè)者提供一些理論依據(jù)。

超高性能混凝土，橋梁工程，鋼纖維結(jié)團(tuán)，制備技術(shù)

橋梁工程作為所處地區(qū)進(jìn)行現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)水平的重要體現(xiàn)，人們對(duì)其建設(shè)使用的耐久性需求越來(lái)越大。然而，作為有效提高橋梁工程施工建設(shè)質(zhì)量安全穩(wěn)定效果的超高性能混凝土，卻因?yàn)椴牧咸匦圆簧跚逦c制備技術(shù)應(yīng)用局限，而使其作用效果并未得到有效發(fā)揮?；诖?，相關(guān)建設(shè)人員應(yīng)從問(wèn)題角度出發(fā)，即在明確超高性能混凝土材料特性與制備技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)的情況下，找出實(shí)踐應(yīng)用優(yōu)化控制的方法策略。這是實(shí)現(xiàn)超高性能混凝土作用于橋梁工程目標(biāo)的關(guān)鍵，研究人員應(yīng)將其充分重視起來(lái)，以提升工程建設(shè)所處地區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)水平。

1 研究超高性能混凝土在橋梁工程中應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)意義

作為一種新型的超高性能水泥基復(fù)合材料，超高性能混凝土，其與常用的水泥基混凝土不同，在耐腐蝕性、耐磨性、抗壓強(qiáng)度以及抗拉強(qiáng)度方面，具有更為優(yōu)越的性能效果。研究表明，根據(jù)制備條件與組分的差異，超高性能混凝土可分為200 MPa級(jí)與800 MPa級(jí)兩種。然而，在實(shí)際作用過(guò)程中，相關(guān)建設(shè)人員并未全面掌握超高性能混凝土的材料特性與制備技術(shù)，這就降低了其在橋梁工程各部分結(jié)構(gòu)中的質(zhì)量效果。針對(duì)這一問(wèn)題，為進(jìn)一步深化其作用于實(shí)踐的效果價(jià)值，相關(guān)建設(shè)人員應(yīng)加大其制備技術(shù)與養(yǎng)護(hù)條件的研究力度，以使其優(yōu)越性能充分體現(xiàn)在橋梁工程施工建設(shè)的全過(guò)程中。這是促進(jìn)橋梁工程施工建設(shè)行業(yè)快速穩(wěn)定發(fā)展的重要課題，研究人員應(yīng)將其充分重視起來(lái)，以作用于實(shí)踐。

2 橋梁工程中超高性能混凝土材料特性與制備技術(shù)

橋梁工程中的超高性能混凝土材料特性，是由原材料自身特性、配合比不同以及養(yǎng)護(hù)條件差異所決定的，因此，相關(guān)人員應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)對(duì)比方法，來(lái)分析其材料特性。如表1所示，為超高性能混凝土與其他混凝土材料特性的對(duì)比結(jié)果。

表1 超高性能混凝土與其他混凝土材料特性的對(duì)比結(jié)果

由表1可知，超高性能混凝土具有遠(yuǎn)高于其他混凝土的性能效果。

在超高性能混凝土制備方面，其作用原理為：通過(guò)提高組分活性與細(xì)度來(lái)提出粗骨料，以最大限度的降低材料內(nèi)部缺陷，從而獲得超高強(qiáng)度與耐久性的性能效果。此外，還要通過(guò)加入鋼纖維，以提高混凝土的抗拉強(qiáng)度與韌性?；谶@一原理，其制備技術(shù)，應(yīng)將優(yōu)化材料配比以及選用與活性組分相容性較好的高效減水劑，作為具備要求。

值得注意的是，當(dāng)超高性能混凝土的配合比設(shè)計(jì)完成后，制備人員還要進(jìn)行料漿的制備。經(jīng)分析，由于超高性能混凝土的水膠比較低，且原材料中摻有容易結(jié)團(tuán)的鋼纖維，為使其各個(gè)組分實(shí)現(xiàn)均勻混合，應(yīng)盡可能減少鋼纖維的結(jié)團(tuán)，即通過(guò)嚴(yán)格控制投料順序以及不同階段的攪拌時(shí)間和速度來(lái)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。由于我國(guó)在此方面的研究起步較晚，使其作用實(shí)際橋梁工程的技術(shù)水平仍有很大提升空間，為此，研究人員應(yīng)從實(shí)踐角度出發(fā)，不斷根據(jù)市場(chǎng)環(huán)境的變化，調(diào)整超高性能混凝土的作用效果。

3 超高性能混凝土在橋梁工程中的應(yīng)用控制策略

3.1 混凝土配比控制

對(duì)于水泥與骨料的配比控制，應(yīng)選用需水量較高且流動(dòng)性強(qiáng)的高標(biāo)水泥，以提高其作用于實(shí)際橋梁工程施工建設(shè)的粘結(jié)效果。而骨料則應(yīng)選擇人工骨料，并保證其不規(guī)則性。這樣一來(lái)，橋梁工程灌注作業(yè)，就能實(shí)現(xiàn)高密度的無(wú)縫灌注目標(biāo)。此外，水灰比，是控制超高性能混凝土配比密實(shí)性、高強(qiáng)度與耐久性的關(guān)鍵因素，因此，在進(jìn)行配比過(guò)程中，應(yīng)盡可能降低水灰比。而對(duì)于礦物質(zhì)摻合料作用，則是用來(lái)防止空氣中的水分與有害物質(zhì)對(duì)超高性能混凝土造成損害的。為此，在進(jìn)行摻和控制過(guò)程中，相關(guān)人員應(yīng)根據(jù)氣候條件以及周邊生態(tài)環(huán)境，來(lái)實(shí)現(xiàn)礦物質(zhì)摻合料添加處理目標(biāo)。

3.2 優(yōu)化實(shí)際施工工藝

首先，在進(jìn)行設(shè)備與原材料的使用時(shí)，由于超高性能混凝土的使用量較少，使得水膠濃度較低，因此，施工人員應(yīng)將其高質(zhì)量攪拌作業(yè)，作為保證橋梁工程超高性能混凝土作用質(zhì)量的關(guān)鍵。具體來(lái)說(shuō)，在應(yīng)用混凝土攪拌設(shè)施時(shí)，要選擇具有性能保證的機(jī)械設(shè)備。此外，實(shí)際配制過(guò)程中，要提高原材料添加的準(zhǔn)確性，即通過(guò)保證稱重裝置的性能，來(lái)提高原材料作用效果。此過(guò)程，砂石材料的添加，要在控制其含水量的情況下，保證該類(lèi)混凝土性能效果的發(fā)揮。

其次，超高性能混凝土應(yīng)用于橋梁工程建設(shè)過(guò)程的運(yùn)輸控制，應(yīng)采用罐車(chē)與泵送方式，來(lái)保證外加劑添加作業(yè)的實(shí)時(shí)性。

最后，在維護(hù)管理方面，由于超高性能混凝土具有泌水少特性，因此，施工工藝人員在完成混凝土澆筑作業(yè)后，要對(duì)其進(jìn)行濕養(yǎng)護(hù)處理，以降低裂縫病害現(xiàn)象的發(fā)生。此外，對(duì)于摻入大量凝膠材料的超高性能混凝土配制過(guò)程，施工人員要對(duì)其進(jìn)行保溫處理，以預(yù)防溫度裂縫發(fā)生。由此可以看出，超高性能混凝土在橋梁工程中的應(yīng)用控制，應(yīng)結(jié)合混凝土材料特性，而著手進(jìn)行施工效果控制。

3.3 流動(dòng)性控制

據(jù)權(quán)威數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)證實(shí)，要想使超高性能混凝土的性能效果在橋梁工程建設(shè)使用過(guò)程中充分發(fā)揮出來(lái)，橋梁工程建設(shè)人員要控制好該類(lèi)混凝土的流動(dòng)性。具體來(lái)說(shuō)，就是在配制過(guò)程中加入水灰比，來(lái)提高流動(dòng)性與黏性作用效果。當(dāng)超高性能混凝土出機(jī)后，3 h內(nèi)，要保證其坍落損失處在15%以內(nèi)。在應(yīng)用超高性能混凝土進(jìn)行澆筑施工作業(yè)時(shí)，要利用振動(dòng)平臺(tái)，將結(jié)構(gòu)中的氣泡排除出去，進(jìn)而減小其作用于橋梁工程的孔隙率。值得注意的是，如果超高性能混凝土材料中摻有鋼纖維，施工人員不能采用振搗棒進(jìn)行振搗處理，否則，就會(huì)對(duì)材料纖維的排列方向造成影響。目前，可供選擇的超高性能混凝土養(yǎng)護(hù)方式有高壓養(yǎng)護(hù)、水養(yǎng)護(hù)、自然養(yǎng)護(hù)以及蒸汽養(yǎng)護(hù)等。此外，試驗(yàn)表明，對(duì)于常溫養(yǎng)護(hù)來(lái)說(shuō)，高溫高壓養(yǎng)護(hù)更能保證超高性能混凝土的彈性模量、抗壓強(qiáng)度以及其他各項(xiàng)耐久性能指標(biāo)。例如，當(dāng)采用90 ℃的蒸汽養(yǎng)護(hù)時(shí),3 d養(yǎng)護(hù)期的抗壓強(qiáng)度可比28 d自然養(yǎng)護(hù)的抗壓強(qiáng)度提高25%～30%。

4 結(jié)語(yǔ)

超高性能混凝土在橋梁工程的應(yīng)用目標(biāo)，是由材料特性效果的發(fā)揮與制備技術(shù)的應(yīng)用質(zhì)量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。例如，相關(guān)建設(shè)人員應(yīng)在明確超高性能混凝土泌水少的情況下，通過(guò)必要的養(yǎng)護(hù)措施，來(lái)避免裂縫病害的出現(xiàn)。事實(shí)證明，如實(shí)際施工制備過(guò)程方法不加控制，就會(huì)導(dǎo)致超高性能的混凝土材料特性，失去其作用于實(shí)踐的優(yōu)勢(shì)。為此，研究人員應(yīng)在充分掌握超高性能混凝土材料特性的基礎(chǔ)上，采用與之相對(duì)的制備技術(shù)應(yīng)用策略，以使其作用于橋梁工程施工建設(shè)過(guò)程，發(fā)揮出抗拉強(qiáng)度好、耐磨性高且耐腐蝕性好的效果價(jià)值。

[1] 丁 沙,張國(guó)志,游新鵬,等.現(xiàn)澆超高性能混凝土在橋梁工程中的應(yīng)用[J].施工技術(shù),2016(17):64-66.

[2] 王德輝,史才軍,吳林妹.超高性能混凝土在中國(guó)的研究和應(yīng)用[J].硅酸鹽通報(bào),2016(1):141-149.

[3] 胡 曉.超高性能混凝土材料及其在橋梁工程中的應(yīng)用[J].浙江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2014(3):22-27.

[4] 毛雯婷,屈文俊,朱 鵬.稻殼灰在超高性能混凝土中的研究應(yīng)用進(jìn)展[J].江西科學(xué),2014(1):66-72.

Applicationofsuper-high-performanceconcreteinbridgeengineering

ShiJunqing

(ShanxiHighwayBridgeGroupInternationalTrafficConstructionEngineeringCo.,Ltd,Taiyuan030006,China)

In light of application defects of current super-high-performance concrete in bridge engineering, the paper analyzes super-high-performance concrete material characteristics and prefabrication technology in bridge engineering, and puts forward optimal control methods and strategies, with a view to provide some theoretical guidance for relevant builders.

super-high-performance concrete, bridge engineering, steel-fiber combination, prefabrication technology

TU528

：A

1009-6825(2017)24-0164-02

2017-06-16

石俊卿(1984- )，男，工程師