高性能混凝土在橋梁建設(shè)中的應(yīng)用分析

于永恒

（黑龍江省雙鴨山市寶清縣公路事業(yè)發(fā)展中心，黑龍江 雙鴨山 155600）

0 引言

隨著我國的高速發(fā)展，建筑業(yè)也逐漸涌現(xiàn)，橋梁建筑事業(yè)也得到了政府高度的重視。在橋梁的建設(shè)中，有關(guān)部門提出了許多要求以及相關(guān)的規(guī)定，尤其是材料的選擇。對(duì)多種材料進(jìn)行選擇時(shí)，高性能混凝土具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，該文將對(duì)這種材料應(yīng)用到橋梁建設(shè)中可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析。

1 高性能混凝土

1.1 高性能混凝土含義

高性能混凝土作為新型的混凝土中的一種，其具備普通混凝土不具備的特殊性能，并且施工相對(duì)來說比較復(fù)雜，不好操作。相對(duì)于普通混凝土，高性能混凝土具有穩(wěn)定性好、密實(shí)性高和強(qiáng)度大等許多優(yōu)點(diǎn)，而這種高性能的混凝土已經(jīng)廣泛應(yīng)用到橋梁建設(shè)中了，這種混凝土的出現(xiàn)在很大程度上解決了傳統(tǒng)混凝土耐久性差的問題，使其能夠在應(yīng)用中克服一些實(shí)際情況帶來的影響，保證了整體橋梁結(jié)構(gòu)的使用壽命與使用質(zhì)量。由于高性能混凝土具有許多優(yōu)勢(shì)，近年來，國家對(duì)它的投入與研究力度逐年增加，并且將其應(yīng)用技術(shù)與應(yīng)用范圍不斷拓寬。使它在未來不僅應(yīng)用于橋梁建設(shè)領(lǐng)域，還能應(yīng)用于其他領(lǐng)域，得到更好更全面的應(yīng)用。

1.2 高性能混凝土的性能特征

1.2.1 強(qiáng)度高

高強(qiáng)度作為高性能混凝土高質(zhì)量的主要體現(xiàn)，其強(qiáng)度等級(jí)相對(duì)于普通混凝土，已步入至C60 甚至C80 標(biāo)號(hào)，這種高強(qiáng)度混凝土正在融入各個(gè)方面的建設(shè)。那么這個(gè)強(qiáng)度高的特點(diǎn)是指3 個(gè)方面。1）這個(gè)強(qiáng)度指的是應(yīng)用強(qiáng)度高。2）從混凝土本身來說，它的強(qiáng)度相較于普通種類的混凝土來說強(qiáng)度高。3）在結(jié)構(gòu)中的強(qiáng)度，這個(gè)強(qiáng)度高了，橋梁的承重性和耐用性有所提高。

1.2.2 耐久性好

根據(jù)大量的調(diào)查、實(shí)驗(yàn)與研究，對(duì)于多種材料的實(shí)踐測(cè)試，高性能混凝土是混凝土中耐久性最好的。建設(shè)橋梁材料的耐久性好，會(huì)給橋梁本身帶來的影響如下。首先，材料耐久性好是指它的應(yīng)用時(shí)間長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)相對(duì)牢固。其次，在成本不變時(shí)，大多數(shù)設(shè)計(jì)師都會(huì)選擇耐久性好的材料。最后一點(diǎn)也是最重要的一點(diǎn)，能夠抵抗外界因素對(duì)橋體本身的影響。

1.2.3 經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)

從施工價(jià)格來說，希望可以降低成本，但是高性能混凝土相對(duì)于普通混凝土來說，價(jià)格明顯是偏高的。那么，為什么這種高價(jià)格成本的混凝土經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)，這種經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)體現(xiàn)在哪里？一項(xiàng)工程中包括了很多個(gè)階段，而真正體驗(yàn)高性能混凝土的經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)主要體現(xiàn)在施工后期和使用期。在使用期間，因?yàn)樗哪陀眯院?，整體結(jié)構(gòu)就比較穩(wěn)定，所以使用的壽命很長(zhǎng)，從長(zhǎng)遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益角度出發(fā)，這種材料的應(yīng)用經(jīng)濟(jì)性就很強(qiáng)。

1.3 高性能混凝土的主要性能應(yīng)用

高性能混凝土的抗壓強(qiáng)度比普通混凝土大得多，而抗拉強(qiáng)度的增加則相對(duì)較小。耐久性主要來自于高性能混凝土水泥石、孔結(jié)構(gòu)和界面的結(jié)構(gòu)特征。經(jīng)濟(jì)性主要來自建設(shè)的后期與使用期，因?yàn)榫哂星? 個(gè)主要性能，在后期基礎(chǔ)混合時(shí)，因?yàn)榭箟簭?qiáng)度高，可以減少對(duì)鋼筋的使用，而且對(duì)橋體本身也不會(huì)造成嚴(yán)重的影響。在使用期間，因?yàn)榭箟盒詮?qiáng)，橋體所能承受的重量大，那么它的使用壽命就長(zhǎng)，不會(huì)因?yàn)榫S修或重建的問題而增減經(jīng)濟(jì)支出。

1.4 高性能混凝土的配合比設(shè)計(jì)原則

在配置高性能的混凝時(shí)，如果條件允許，最好使用低的水膠比，這樣可以有效地降低混凝土的成孔隙率，其滲透性就能得到很好的控制，配比出來的混凝土及性能就會(huì)很高。不過低水膠比在配置使用時(shí)超過0.4，會(huì)嚴(yán)重影響混凝土的耐久性；要想配置出性能較高的混凝土，可以按照施工的要求，將多種參合料加入其中，這樣混凝土的使用效果可以得到明顯的提高；配置時(shí)加入的減水劑一定要使用效果好的，確保水泥能夠有效地融合于減水劑，通常減水率不能低于20%，摻合量一定要超出1%；配置時(shí)要對(duì)骨料的直徑進(jìn)行嚴(yán)格控制，其直徑越小，得到的混凝土強(qiáng)度就越高，通常配置混凝土?xí)r所用的骨料直徑低于20 mm。另外，骨料中不可摻有針狀或是片狀的。

2 高性能混凝土在橋梁建設(shè)中的應(yīng)用

2.1 與普通混凝土的對(duì)比

因此，高性能混凝土的水化熱和強(qiáng)度的發(fā)展都與普通混凝土不同。高性能混凝土相對(duì)于普通混凝土具有更多的優(yōu)點(diǎn)。首先，高性能混凝土耐壓性好，強(qiáng)度高，在后期和使用期經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)，但是，前期使用成本比較高。普通混凝土性能不全面，耐用性差，在前期需求成本較低，但是在后期經(jīng)濟(jì)性差，效果不好。

2.2 高性能混凝土的應(yīng)用

橋梁作為重要的交通連接紐帶，對(duì)人們的作用不言而喻，橋梁的質(zhì)量直接影響著橋梁使用者的人身安全，所以橋梁的建設(shè)對(duì)于混凝土的要求就相應(yīng)的更加嚴(yán)格[1]。高性能混凝土在橋梁工程中被廣泛應(yīng)用，它可以廣泛應(yīng)用于很多離岸結(jié)構(gòu)物和長(zhǎng)大跨橋梁的建造，主要用于主梁、墩部和墩基，硅粉混合水泥。為了提高橋梁工程的經(jīng)濟(jì)效益和延長(zhǎng)使用壽命，在施工過程中要求一定要用高強(qiáng)度的混凝土，高性能混凝土在橋梁工程中應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)是：跨徑更長(zhǎng)、主梁間距更大、構(gòu)件更薄、耐久性增強(qiáng)、力學(xué)性能加強(qiáng)。橋梁在實(shí)際應(yīng)用中，既要承擔(dān)來自上部的行人、車輛等荷載，還要經(jīng)受下部來自水流的沖擊力和壓力，因此，研究者在設(shè)計(jì)和施工中，對(duì)它的強(qiáng)度以及穩(wěn)定性和耐久性等性能要求很高。高性能混凝土廣泛用于很多離岸結(jié)構(gòu)物和長(zhǎng)大跨橋梁的建造，包括長(zhǎng)大跨橋梁所用的拌合物。

3 高性能混凝土的應(yīng)用性分析

3.1 高性能混凝土應(yīng)用的優(yōu)越性

高性能混凝土在橋梁工程中應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)主要還是來自于它的特性。首先，高性能混凝土能使主梁之間的距離變大，這樣可以增加橋梁的耐用性和抗壓性。并且在生產(chǎn)過程中，高性能混凝土的技術(shù)水平更高，工藝更加先進(jìn)，并且制作它的基礎(chǔ)材料比較穩(wěn)定，使整個(gè)工程建設(shè)的整體質(zhì)量有所提升。并且高性能混凝土是在普通混凝土的基礎(chǔ)上，添加了許多有利于橋梁建設(shè)的物質(zhì)，提升了橋梁防水、防裂，耐磨的特性。

同時(shí)，因?yàn)橐环N材料具有多種材料的功能，在很大程度上節(jié)約了建設(shè)成本。最后，這種材料的穩(wěn)定性減小了其他自然因素對(duì)橋體的影響，并且它的有效控制對(duì)周圍的環(huán)境進(jìn)行了一定的改善。與普通的混凝土相比，高性能混凝土在價(jià)格方面相對(duì)較高，但是，其在實(shí)際使用時(shí)可以大幅度提高道路橋梁的強(qiáng)度，能夠在保證質(zhì)量的同時(shí)減輕結(jié)構(gòu)自重，并且減少鋼筋的用量[2]。

這樣我們就可以發(fā)現(xiàn)，在對(duì)道路橋梁進(jìn)行建設(shè)的過程中，運(yùn)用高性能混凝土不僅可以使道路橋梁的使用壽命延長(zhǎng)，還可以使鋼筋的使用量大幅度降低，在保證施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上節(jié)約建筑用料，完全可以滿足經(jīng)濟(jì)性。通過多個(gè)方面的對(duì)比研究，從長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展角度來看，高性能混凝土無疑是最合適的材料之一，相對(duì)于其他材料具有很大的優(yōu)勢(shì)。

3.2 高性能混凝土應(yīng)用的適用性

目前，我國橋梁建設(shè)中最缺乏的就是耐用度和經(jīng)濟(jì)性了，高性能的混凝土恰恰能滿足這方面的不足。高性能混凝土的特點(diǎn)是強(qiáng)度高、持久耐用、經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)，完全符合橋梁建設(shè)的選材理念。從耐用性與經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析，橋梁工程的建設(shè)是一項(xiàng)大的社會(huì)性工程，所以在建設(shè)過程中一定是為了能夠長(zhǎng)久的使用，所以要求建成的橋體必須是牢固且耐用的。這種工程一般來說都會(huì)耗費(fèi)大量的財(cái)力，一般來說，再次建設(shè)是困難的，所以在建設(shè)中，必須要考慮經(jīng)濟(jì)方面，通過分析，高性能混凝土是各種材料中最適合的。

4 高性能混凝土在橋梁施工中注意的事項(xiàng)

4.1 選擇適合的攪拌設(shè)備

高性能混凝土的黏稠度由于添加了外加劑以及礦物料等材料而高于普通混凝土，所以要根據(jù)黏稠度選擇合適的設(shè)備進(jìn)行攪拌。通常攪拌高性能混凝土?xí)褂媚媪魇綌嚢铏C(jī)，它的攪拌時(shí)間很短。在攪拌設(shè)備使用前需要進(jìn)行測(cè)試，達(dá)標(biāo)后才能用于施工中。

4.2 合理控制原材料的劑量

具備高性能混凝土?xí)r需要對(duì)原材料的計(jì)量加以重視，確保出機(jī)口拌合物的穩(wěn)定性。同時(shí)還要控制好高性能混凝土的含水量。由于高性能混凝土的含水量不需要太高，因此使用的攪拌設(shè)備必須具備水量測(cè)試控制的功能，如果攪拌時(shí)黏稠度有很大的波動(dòng)，需要停止攪拌，并采取有效措施來調(diào)整。另外，高性能混凝土由于具有黏度大、水膠低的特點(diǎn)，需要對(duì)澆筑、振搗環(huán)節(jié)的施工進(jìn)行嚴(yán)格控制。

4.3 采取合理的養(yǎng)護(hù)措施

澆筑施工完成后，保濕養(yǎng)護(hù)的工作一定要落實(shí)到位，避免出現(xiàn)開裂的現(xiàn)象。同時(shí)，也要加強(qiáng)保溫措施，由于高性能混凝土使用的材料內(nèi)外溫差較大，也容易出現(xiàn)開裂。在施工過程中，水化反應(yīng)通常會(huì)在施工后的12 h 內(nèi)實(shí)施，在這段時(shí)間內(nèi)控制好濕度，混凝土就能很好地進(jìn)行水化反應(yīng)。由于添加的其他礦物料的活性比水泥要小，所以，硅粉類混凝土需要潮濕養(yǎng)護(hù)14 d；粉煤灰類混凝土潮濕養(yǎng)護(hù)21 d，這樣可以避免出現(xiàn)開裂、脫落的現(xiàn)象，增強(qiáng)其耐磨性。外加劑的用量要嚴(yán)格控制，拌合的時(shí)間一定要充足，確保摻料均勻。

5 結(jié)語

在橋梁建筑的使用過程中，為了人們的安全，混凝土的使用必須具有安全性，因此，使用的混凝土必須具有很高的性能要求。綜上所述，高性能混凝土應(yīng)用于橋梁施工的主要優(yōu)點(diǎn)就是具備良好的耐久性。施工單位在組織施工的過程中，要把握好影響其耐久性的因素，利用一些摻合物和添加劑，提高混凝土的耐久性，保證工程質(zhì)量。