高性能混凝土在跨海大橋建設中的應用

陳木水

(福建省第一公路工程公司)

1 高性能混凝土的基本特點

1.1 高工作性能

高性能混凝土具有良好的流變學性能，高流動性，不泌水，不離析，能在正常施工條件下保證混凝土結構的密實性和均勻性。應用過程中，對高性能混凝土的工作性不必只限于坍落度大于180 mm 以上，擴展度600 mm 以上的流動性限值，只要具有一定的流動性，滿足施工所需的和易性、密實性即可。如在配筋稠密的工程可采用自密實免振搗的混凝土。而對一些在一定流動度下，就能滿足施工所需的要求，盲目套用坍落度180 mm 以上的指標，是不符合技術經濟原則。

1.2 高強度性

在當今工程應用中，很多人認為高強混凝土就是高性能混凝土，其實“高強混凝土未必就是高性能混凝土，高性能混凝土并不一定是高強混凝土”。如在大量處于嚴酷環境中的海中橋墩結構對混凝土強度要求并不高(C30左右)，而對氯離子滲透值、耐久性要求卻很高。因此，不能簡單地用強度等級來界定高性能混凝土。

1.3 高耐久性能

高性能混凝土的重要特點是具有高耐久性，而耐久性則取決于抗滲性;抗滲性又與混凝土中的水泥石密實度和界面結構有關。為此，對于高性能混凝土的耐久性指標，不應強調固定的模式，應具有特定使用環境下的耐久性，適宜的強度和工作性，滿足預期使用壽命的耐久性要求，最大限度地減少預期使用年限內的維護修補費用，從而達到發展的設計目標。

2 跨海大橋建設中的應用

2.1 原材料的選用及指標

(1)水泥:選用質量穩定、強度等級不低于42.5 級的龍巖三德P.O42.5R 水泥。

(2)粗骨料:選用泉州當地某石子場生產的5 ～31.5 mm碎石。

表1 水泥各項指標檢測表

表2 粗骨料各項指標檢測表

(3)細骨料:選用泉州當地某砂場生產的中砂。

表3 細骨料各項指標檢測表

(4)外摻料:選用活性較好的漳州益材II 級粉煤灰。

表4 粉煤灰各項指標檢測表

(5)外加劑:選用廈門科之杰Point－400 緩凝高效減水劑。

表5 減水劑各項指標檢測表

(6)水:采用飲用水。

2.2 配合比設計

根據高性能混凝土的配制技術途徑和原理，配合比設計按以下步驟進行:

(1)初步配合比設計:確定配制強度→計算比灰比→按耐久性要求校核水灰比→選定單位用量→計算單位水泥及外摻料的用量→根據外加劑的性能計算單位外加劑的用量→確定砂率→計算粗、細集料的單位用量。

(2)提出基準配合比(見表6);

(3)檢驗強度、確定試驗室配合比。

表6 混凝土配合比 /(kg/m3)

3.3 混凝土的試驗成果及其分析

(1)混凝土的試驗成果見表7。

表7 混凝土的試驗成果

(2)混凝土試驗成果的分析

①骨料對高性能混凝土的影響:試驗可知，當粗骨料為碎石時，混凝土的破壞主要是因為石子被剪力破壞造成，說明此時混凝土強度主要取決于石子強度。因此如能夠使用強度更高的石子，則混凝土強度可以得到進一步提高，另外，這也說明高強度混凝土對石子的顆粒形狀及表面狀況要求極為嚴格，生產中應嚴格控制石子中針、片狀顆粒及軟弱顆粒含量。

②粉煤灰對高性能混凝土的影響:在混凝土中摻入一定量的粉煤灰以后，取代了混凝土中的部分水泥和骨料，能夠減少混凝土的用水量，相應降低了水灰比，改善了混凝土的和易性，減少了混凝土的泌水率，防止了混凝土離析現象的發生;同時能夠提高混凝土的密實性及抗滲性，并改善混凝土的抗化學侵蝕性。摻加粉煤灰后還能減少混凝土的水化熱，防止大體積混凝土的開裂。但摻加粉煤灰應適量，不宜過多也不余過少，過多會影響強度，過少就會失去經濟性的意義。一般在10% ～20%為最佳狀態。摻加粉煤灰混凝土的凝結時間會較長，因為粉煤灰的凝結時間相對較慢，早期強度較低，后期強度增長較快。

③減水劑對高性能混凝土的影響:隨著高效減水劑摻量的增大，混凝土的流動性和抗壓強度都能得到較大的提高，但過多摻加高效減水劑，會影響水泥水化產物的粘結力的發揮而推遲強度增長，并導致最終強度的降低。

同時摻加適量粉煤灰和外加劑就可提高混凝土的密實性，從而提高它的抗滲性能，就可提高混凝土的抗氯離子性能。而且還可以減少用灰量，降低混凝土的施工成本。

3 結束語

總之，高性能混凝土在跨海大橋上的應用應該得到有關部門的足夠重視，開展有關提升混凝土耐久性及綜合性能的研究，同時開展高性能混凝土的研究要緊密的結合混凝土自身特點和實際結構物所需的情況開展，也要注重從混凝土的施工工藝等方面的研究控制，從而將高性能混凝土的特性體現出來。

［1］建設部.普通混凝土配合比設計規程(JGJ55－2011)［S］.北京，2011.

［2］建設部.普通混凝土拌合物性能試驗方法標準(GB/T50080－2002)［S］.北京，2002.

［3］趙財軍.高性能混凝土的研究與發展現狀［J］.四川建材，2012，169(38):1－2.

［4］代紅雨.公路橋梁施工中高性能混凝土的應用［J］.交通世界，2012，19:120－121.

［5］廖平若，等.高性能混凝土的試驗研究［J］.中南公路工程，2005，30(1):92－93.

［6］建設部.普通混凝土力學性能試驗方法標準(GB/T50081－2002)［S］.北京，2002.

［7］建設部.粉煤灰在混凝土和砂漿中應用技術規程(JGJ28－86)［S］.北京，1987.