公路橋梁施工中高性能混凝土的應(yīng)用

馮金紅

摘 要：公路橋梁工程在投入使用后要承受較大的車輛荷載，這將影響公路橋梁的使用壽命。同時，公路和橋梁直接暴露在自然環(huán)境下，會受到大雨和陽光的暴曬，也會縮短其使用壽命。因此，在公路橋梁的施工中，要選擇優(yōu)質(zhì)的施工材料，確定合理的使用方案，以提高公路橋梁的耐久性和耐腐蝕性，延長公路橋梁的使用壽命。高性能混凝土材料具有高穩(wěn)定性、高耐久性、高強度等優(yōu)點。因此，施工人員要注意在公路橋梁施工中合理應(yīng)用高性能混凝土，從而提高公路橋梁施工水平。

關(guān)鍵詞：公路橋梁施工;高性能;混凝土;應(yīng)用

1 高性能混凝土優(yōu)勢分析

1.1良好的耐久性

我們之所以要注意高性能混凝土的使用，是因為這種新型混凝土具有傳統(tǒng)混凝土所缺乏的優(yōu)勢，即它具有良好的耐久性。使用高性能混凝土的過程中，原材料和添加劑應(yīng)根據(jù)特定的混合比例，比例和相應(yīng)的膠水應(yīng)該補充道，以保證混凝土的特點和提高混凝土抵抗性能，降低混凝土的破壞過程中使用。在日常使用過程中，高速公路要求較長的使用壽命，所以在應(yīng)用混凝土的過程中一定要注意工程的耐久性，這有利于延長使用壽命，而高性能混凝土正好滿足了這一要求。

1.2較強的抗壓性

與其他工程施工相比，公路施工最重要的是要注意工程的抗壓結(jié)構(gòu)。當公路建設(shè)完成投入使用后，會承受長時間的高負荷，所以路面破裂或其他問題比較常見。使用高性能混凝土可以很好地提高路面的抗壓能力，從而減少橋梁變形或斷裂的次數(shù)，從而提高公路施工質(zhì)量，進一步鞏固公路使用的穩(wěn)定性和耐久性。

2 公路橋梁工程施工中應(yīng)用高性能混凝土的關(guān)鍵要素

2.1 凝結(jié)時間

在工程施工中，要充分了解高性能混凝土的特點，做好嚴格規(guī)范的操作，仔細控制高性能混凝土的凝結(jié)時間。因為每個項目的施工環(huán)境都發(fā)生了變化。因此，為了保證高質(zhì)量的工程施工，有必要根據(jù)工程環(huán)境因素，有效地分析適宜的凝結(jié)時間。例如，在中國北方冬季，初始凝結(jié)時間一般控制在10h ～ 12h范圍內(nèi)，最終凝結(jié)時間控制在12h ～ 14h范圍內(nèi)。一般夏季初始設(shè)定時間范圍為12h ～ 14h，最終設(shè)定時間范圍為15h ～ 18h。通過準確了解高性能混凝土的凝結(jié)時間，可以更好地控制混凝土的體積和密實度。另外，要嚴格控制高性能混凝土的溫度應(yīng)力，防止應(yīng)力不滿足要求，影響施工質(zhì)量。

2.2 坍落度

在測試可加工性時，有必要控制高性能混凝土的坍落度是否滿足要求?；炷撂涠戎饕歉鶕?jù)其黏聚力、流動性、保水性等方面來表現(xiàn)的。在高性能混凝土的混凝土應(yīng)用過程中，要嚴格控制混凝土的坍落度，這也是非常重要的工作。良好的坍塌程度決定了HPC的高流動強度，一般控制在20 ～ 24cm范圍內(nèi)。此外，在非現(xiàn)場灌溉過程中，應(yīng)嚴格控制混凝土坍落度損失，一般在2cm范圍內(nèi)。因此，只有充分保證混凝土的延長線從機器中取出后，達到既定的施工標準，才能真正保證工程的施工質(zhì)量。

2.3 配合比設(shè)計

工程的高質(zhì)量主要取決于高性能混凝土的配合比設(shè)計是否滿足既定要求。與普通混凝土相比，高性能混凝土的配合比設(shè)計有所不同，并有更嚴格的要求。首先，捕集劑的使用應(yīng)嚴格考慮具體的工程實際情況。為了提高混凝土混合料的加工性能，應(yīng)注意分析工程情況和過程中混凝土的抗凍水平，并科學操作引風劑的用量，從而進一步保證高等級混凝土具有良好的抗?jié)B性和抗凍性。其次，在高性能混凝土的制備過程中，需要控制好高性能混凝土的水灰比。水灰比是一個重要的參數(shù)，在具體的配置中不可忽視。如果水灰比過大，會降低混凝土的附著力，進而破壞后續(xù)混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，還可能使混凝土內(nèi)部出現(xiàn)細紋。如果水灰比過小，則會導(dǎo)致混凝土的可加工性達不到施工標準，進而使混凝土表面出現(xiàn)點蝕和空隙。因此，在設(shè)計配合比時，必須保證減水劑的減水率大于20%。還必須保證減水劑應(yīng)與慢化劑一起使用，以更好地控制混凝土的收縮。最后，配制高性能混凝土工作過程中要適度增加膠用量，這也有利于保證混凝土配合比設(shè)計工作的質(zhì)量，有利于更好地降低施工成本，提高材料的穩(wěn)定性。

3高性能混凝土質(zhì)量控制

高性能混凝土是公路橋梁施工中重要的材料，所占比重較大，其質(zhì)量直接影響整個工程的質(zhì)量。

3.1 合理選擇原材料

水泥是高性能混凝土不可缺少的原材料。選用的水泥與外加劑應(yīng)具有良好的相容性，各項指標應(yīng)具有穩(wěn)定性，以保證其流動性滿足高性能混凝土的配制要求;使用的水應(yīng)為飲用自來水;所用骨料包括細骨料和粗骨料：細骨料應(yīng)以級配良好的中砂、粗砂或天然河砂為主，細度模數(shù)應(yīng)小于2.6，含泥量不得超過2%。使用前應(yīng)進行篩選。對所選粗骨料進行壓碎試驗和巖石抗壓強度試驗，選擇粒形、級配、粒徑符合要求的材料;所用外加劑應(yīng)具有良好的減水性能，以保證外加劑與水泥的有效結(jié)合;在配制高性能混凝土時，應(yīng)加入一定量的外加劑，以降低水灰比，降低混凝土的水化熱，降低其孔隙率，從而提高高性能混凝土的抗?jié)B性和耐腐蝕性。常用的外加劑有沸石粉、礦渣粉、粉煤灰和硅粉。

3.2控制原材料配合比

在高性能混凝土的配制過程中，原材料的配合比是根據(jù)公路、橋梁施工的質(zhì)量要求，以保證施工質(zhì)量。應(yīng)盡量減少用水量，其和易性主要通過使用減水劑來調(diào)節(jié);外加劑的使用要考慮的因素很多，應(yīng)根據(jù)試驗結(jié)果確定外加劑的種類和用量;所用外加劑需保證其質(zhì)量符合要求，并保證具有良好的配置效果。一般情況下，外加劑可按說明書添加。摻入水泥漿后，需測試其流動性，綜合評價外加劑的增減率，以確定水泥與外加劑的相容性，從而確定科學的配比;骨料的使用應(yīng)符合泵送條件和混凝土的和易性。

3.3選擇性能良好的攪拌設(shè)備

一般采用逆流攪拌機或臥軸攪拌機，以保證混合料在短時間內(nèi)均勻;如需使用其它設(shè)備，應(yīng)先進行試驗，試驗合格后方可使用?；炷恋陌韬团c養(yǎng)護環(huán)節(jié)也非常重要，主要從拌和時間和運輸?shù)拳h(huán)節(jié)來控制拌和與養(yǎng)護質(zhì)量，保證高性能混凝土性能的可靠性，使其更好地發(fā)揮在公路橋梁施工中的作用。

4 高性能混凝土在公路橋梁工程中的應(yīng)用

4.1 工程概述

某公路橋工程采用高性能混凝土施工，工程總長度為800m。其中，主橋斷面為預(yù)應(yīng)力混凝土鋼結(jié)構(gòu)，引橋采用預(yù)應(yīng)力混凝土T梁，結(jié)構(gòu)簡單先支后扶。

4.2 高性能混凝土試驗

本工程使用的高性能混凝土建筑材料主要有水泥、粉煤灰、礦渣粉等。骨料中使用的細骨料主要為馬河砂，粗骨料碎石級配為5 ～ 20mm，減水劑減水率為26.7%。常規(guī)性能試驗和表面滲透試驗是高性能混凝土的主要試驗方法。首先，根據(jù)公路橋梁工程骨料試驗過程，對骨料進行強度和級配試驗，完成常規(guī)性能試驗。根據(jù)《普通混凝土耐久性和長期性能標準》對高性能混凝土的抗凍性和早期收縮性進行了測試。其次，在進行表面滲透試驗時，需要先做試件，試件的尺寸為600mm×600mm×600mm，生產(chǎn)完成后，需要進行兩周左右的水養(yǎng)護;滲透測試設(shè)備主要采用離子滲透儀，根據(jù)混凝土表面氯離子擴散體系公式，計算試件的滲透系數(shù)。通過對高性能混凝土的試驗，根據(jù)工程設(shè)計和施工的實際需要，進一步優(yōu)化了高性能混凝土的施工方案。

4.3 應(yīng)用方案

4.3.1 礦料摻加量

高性能混凝土的標準為C50型，水泥：水：砂：石：減水劑的基比為460：44：690：1 126：4.6。根據(jù)工程的體量，將工程分為大型橋梁工程，對施工質(zhì)量要求較高。因此，有必要保證高性能混凝土材料具有更高的結(jié)構(gòu)性能，從而保證工程施工的穩(wěn)定性和安全性。在實際施工中，還需要對C50型高性能混凝土進行優(yōu)化。在基準配合比的基礎(chǔ)上，優(yōu)化了混合料的配合量。主要采用粉煤灰和礦渣作為外加劑，礦料配比控制在40%左右，以提高混凝土的整體密實度。同時，降低水灰比，進一步提高混凝土密實度。

4.3.2 骨料堆積

集料堆垛的密實度直接影響高性能混凝土的強度和密度。通過改善骨料堆垛形式，可有效提高HPC的密度和強度，減少膠料的應(yīng)用，從而有效改善混凝土的力學性能，提高其使用壽命。首先，有必要對高性能混凝土的集料和粘結(jié)劑進行試驗，并計算其配比。HPC骨料與粘結(jié)劑的配比為：水泥：粉煤灰：礦渣粉：砂石：碎石1：碎石2=326：84：52：690：675：450。通過實際施工證明，效果良好，可以減少膠凝材料的使用，提高高性能混凝土的性能。

結(jié)束語

注重高性能混凝土在公路橋梁建設(shè)中的合理使用，利用其性能優(yōu)勢提高施工質(zhì)量，從而提高公路橋梁的性能和使用壽命，促進我國經(jīng)濟的進一步發(fā)展。同時，提高公路橋梁的施工質(zhì)量，有利于提高行車的安全性和舒適性，減少工程養(yǎng)護的次數(shù)和難度，提高工程本身的經(jīng)濟效益和社會效益。另外，在今后的公路橋梁建設(shè)中，需要進一步研究高性能混凝土的施工工藝，優(yōu)化施工工藝，以進一步提高公路橋梁的施工質(zhì)量，促進我國交通運輸?shù)挠行Оl(fā)展，促進我國社會的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1]寇祥起.高性能混凝土在公路工程施工中的應(yīng)用探析[J].科技經(jīng)濟導(dǎo)刊，2018，26（36）：75.

[2]劉健，李海鵬.高性能混凝土用礦物摻合料在公路及應(yīng)急施工中的應(yīng)用[J].山西建筑，2018，44（6）：105-106.

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