高性能混凝土在路橋建設(shè)中的應(yīng)用

閆福云

(河北省唐山市遷安市交通運(yùn)輸局)

1 高性能混凝土的組成材料

1.1 水泥

通常，高性能混凝土必須要使用強(qiáng)度等級(jí)在PO42.5以上的硅酸鹽水泥或者中熱硅酸鹽水泥。除此以外，在國(guó)外還出現(xiàn)了球狀水泥、活化水泥以及調(diào)粒水泥等，以加強(qiáng)混凝土的高性能化。這類新品種水泥有一個(gè)很大的特點(diǎn)，即當(dāng)它達(dá)到相同的標(biāo)準(zhǔn)稠度時(shí)，需水量會(huì)很低;而當(dāng)混凝土的水膠比為W/B≤17%時(shí)，坍落度仍能夠高達(dá)200 mm以上。

1.2 超細(xì)粉

超細(xì)粉是在高性能混凝土中不可缺少的一個(gè)組成部分，包括硅粉、超細(xì)粉煤灰、超細(xì)礦渣、天然沸石以及偏高嶺土超細(xì)粉等等。超細(xì)粉既可以改善高性能混凝土的流動(dòng)性，又可以提高其強(qiáng)度和耐久性。

1.3 新型高效減水劑

摻加高效減水劑是使混凝土達(dá)到高性能的最重要的途徑。它不僅能夠明顯降低混凝土的水灰比，而且能增大混凝土坍落度損失，最終賦予混凝土的高密實(shí)度和優(yōu)異的施工性能。

1.4 骨料

與普通混凝土的要求不同，我們對(duì)配制高性能混凝土的骨料本身的強(qiáng)度的要求并不高。通常采用花崗巖、石灰?guī)r以及硬質(zhì)砂巖等即可，而卵石并不能用來(lái)配制高性能混凝土。

2 高性能混凝土的施工工藝

2.1 拌和

對(duì)于高性能混凝土，其拌和機(jī)械必須是配有自動(dòng)計(jì)量裝置的強(qiáng)制攪拌機(jī)。一般采用外加劑后摻法與凈漿裹石法來(lái)制備高性能混凝土。

操作程序(外加劑后摻法)。(1)將細(xì)集料和粗集料投入攪拌機(jī)，噴淋部分拌和水，攪拌30 s;(2)加入水泥即余下所需的水，攪拌30 s;(3)放入外加劑，再攪拌30 s。整個(gè)過(guò)程的攪拌時(shí)間要大于兩分鐘，但最好不要超過(guò)3 min。

操作程序(凈漿裹石法)。(1)用部分水泥、水來(lái)拌和成水泥凈漿;(2)投入碎石繼續(xù)拌和，直至均勻;(3)放入中粗砂、剩下的水泥以及所需的水再拌和。

2.2 澆筑、振搗

(1)對(duì)混凝土的溫度、坍落度及含氣量進(jìn)行測(cè)定;(2)澆筑。注意傾落高度要小于2 m(如果傾落高度大于2 m，就應(yīng)該設(shè)置溜槽，以防止混凝土在傾落時(shí)會(huì)出現(xiàn)離析現(xiàn)象);(3)振搗。一般采用低頻振搗器振搗，注意振搗的間距可以適當(dāng)?shù)丶哟螅也荒荛L(zhǎng)時(shí)間地振搗，以免過(guò)振。但是如果鋼筋間的距比較小，就需要酌情加長(zhǎng)振動(dòng)得時(shí)間，以免漏振。

2.3 養(yǎng)生

與普通混凝土的養(yǎng)生方法大致一樣，在澆筑完成后，高性能混凝土也要注意養(yǎng)生。

3 高性能混凝土的相關(guān)特點(diǎn)

3.1 性能強(qiáng)度高

因高性能混凝土的強(qiáng)度高、抗折性能高，因此，若將高性能混凝土應(yīng)用在路橋項(xiàng)目的施工過(guò)程中，就能夠顯著提高公路路面整體的承載力，同時(shí)還能延長(zhǎng)路面的壽命，而且還可以降低施工成本費(fèi)用的支出。

3.2 工作性佳

混凝土的拌和物有著比較強(qiáng)的流動(dòng)性，可是高性能混凝土，卻在成型中不會(huì)分層和不會(huì)離析。

3.3 耐久性

高性能混凝土具有的一個(gè)明顯特征就是耐久性。在路橋項(xiàng)目的施工過(guò)程中，如果我們使用高性能混凝土，就能高效抵御惡劣環(huán)境的侵襲，確保工程在預(yù)定好的期限內(nèi)可正常工作，不受到破壞。

3.4 體積的穩(wěn)定性

路橋工程體積得穩(wěn)定性如何直接關(guān)系到整個(gè)過(guò)程的安全性以及耐久性。在早期的凝結(jié)硬化，高性能混凝土的水化熱相對(duì)低;在硬化的后期，高性能混凝土的收縮變形相對(duì)小。所以，高性能混凝土具有較高的體積穩(wěn)定性。

3.5 經(jīng)濟(jì)使用性強(qiáng)

較高的強(qiáng)度、良好的耐久性使高性能混凝土具有很好的經(jīng)濟(jì)性。因?yàn)樵谑褂酶咝阅芑炷恋倪^(guò)程中，能減少工程的修復(fù)次數(shù)，降低工程造價(jià)。

4 橋梁施工中的應(yīng)用

現(xiàn)階段，橋梁施工的跨度普遍較大，可是因混凝土的自身重量原因，給大跨度施工增加較大的難度。而高性能的混凝土在橋梁施工中的應(yīng)用可以更好的克服混凝土重量大這個(gè)缺陷，所以成為橋梁施工中的廣泛應(yīng)用的主要材料。

首先，其可減輕梁體的重量，增大主梁的間距以及橋梁的跨度。在大跨度橋梁施工中，梁體的重量占全部總設(shè)計(jì)的荷載比例十分大，且會(huì)隨著跨度增大而增高。高性能混凝土因自身高強(qiáng)度以及高剛度，能有效減少橋梁設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)部件。其次，高性能混凝土應(yīng)用于橋梁施工中，其的耐久性十分強(qiáng)，而且安全系數(shù)很高。和普通的混凝土比較，其的使用壽命較長(zhǎng)，此外，在使用過(guò)程中無(wú)需過(guò)多的維護(hù)保養(yǎng)。再次，應(yīng)用高性能的混凝土，還可有效地降低橋梁高度。在設(shè)計(jì)城市立交橋時(shí)，應(yīng)用高性能的混凝土橋梁，能縮短引橋的長(zhǎng)度，使線路的縱坡變短;在需通航的地區(qū)的橋梁建設(shè)中，應(yīng)用高性能的混凝土，可確保橋下凈空，減少占地的拆遷面積;而在平原山區(qū)的橋梁施工中，應(yīng)用高性能的混凝土，能有效降低線路的標(biāo)高，進(jìn)而減少路基的土石方量，從而降低施工的成本。最后，高性能的混凝土還能降低過(guò)程造價(jià)的成本。因應(yīng)用高性能的混凝土，可有效降低橋梁重量，并能提高橋梁的荷載力，故橋體下部的結(jié)構(gòu)的施工量也會(huì)降低，相應(yīng)的施工材料用量會(huì)減少，自然工程的施工成本也有所降低。例如香港的青馬大橋、加拿大的聯(lián)盟大橋，這些就是應(yīng)用了高性能混凝土而建成的，它們的使用壽命都在100年以上。再有就是江蘇臨海公路的蒿枝港大橋，也是應(yīng)用高性能混凝土，先期竣工的16根樁基，經(jīng)驗(yàn)收，其的表面密實(shí)且美觀。沒(méi)有裂縫，合格率為100%。

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