高性能混凝土在路橋建設(shè)中的應(yīng)用

王 鵬馬東凱

(1呼倫貝爾市公路通行費管理局 內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾 021000 2呼倫貝爾市公路通行費管理局 內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾 021000)

高性能混凝土在路橋建設(shè)中的應(yīng)用

王 鵬1馬東凱2

(1呼倫貝爾市公路通行費管理局 內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾 021000 2呼倫貝爾市公路通行費管理局 內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾 021000)

高性能混凝土作為一種新型材料，它能讓混凝土充分發(fā)揮價值，目前已經(jīng)廣泛用于建筑工程中。和傳統(tǒng)混凝土相比：高性能混凝土擁有很好的耐久性，在工作性、實用性、體積性、強度等方面更強。本文結(jié)合路橋建設(shè)，對高性能混凝土在路橋建設(shè)中的應(yīng)用進(jìn)行了簡單的分析。

高性能；混凝土；路橋建設(shè)；應(yīng)用

高性能混凝土是一種高新材料，同時也是近期混凝土的發(fā)展方向它屬于性能均質(zhì)的混凝土，必須使用對應(yīng)的施工工藝、材料配置，方便振搗不離析、澆筑、穩(wěn)定力學(xué)性能，尤其適合橋梁、高層建筑與長時間暴露的建筑結(jié)構(gòu)。因為高性能混凝土有很好的綜合特性，所以引起了國內(nèi)外廣泛關(guān)注。高性能混凝土是一種能滿足特殊用途、性能的混凝土，如果使用常規(guī)材料、澆筑、拌合、養(yǎng)護(hù)等方式很難達(dá)到高性能混凝土要求，必須借助搗實、澆筑等方式，延長使用周期。

1 高性能混凝土的概述

1.1 高性能混凝土定義

進(jìn)行建筑工作的人都知道，高性能混凝土屬于背廣泛應(yīng)用的材料。1999年，ACI（國際建筑業(yè)權(quán)威組織）對高性能混凝土進(jìn)行了定義：符合勻質(zhì)與特殊性能組合要求的混凝土。該定義太籠統(tǒng)，很多人根本不知道何謂性能混凝土。建筑業(yè)普遍認(rèn)為：擁有高工作性、高阻抗、高密實性、高抗?jié)B性的混凝土屬于高性能混凝土。

1.2 高性能混凝土特性

首先，工作性。高性能混凝土有很好的工作性能，具體包含高聚性、高流動性與澆注性。塑形混凝土的塌落度通常在1-5cm內(nèi)，在新拌狀態(tài)下，高性能混凝土的塌落值大于20cm。為了得到更好的密度與強度，將新型減水劑應(yīng)用到其中，能在水膠比相對較低的狀態(tài)下，讓高性能混凝土擁有很好的流動性。

其次，耐久性。混凝土耐久性是混凝土構(gòu)造在自然使用環(huán)境與材料內(nèi)部因素的雙重作用下，保障工作性能。除上個世紀(jì)九十年代，極端惡劣的工作環(huán)境下建筑的混凝土工程外，針對HPC于極端惡劣環(huán)境下，并且工作年限超過10年的記錄非常少，要真正精確預(yù)測HPC使用周期是很困難的。Atcin表示：從普通混凝土工作經(jīng)驗來看，高性能混凝土更為耐用、有效。Gagne等人認(rèn)為：混凝土耐久性更多受環(huán)境惡劣程度與混凝土滲透性影響，所以在評價時應(yīng)該滲透到混凝土中，或者對高性能混凝土特性的影響。借助氯離子觀察高性能混凝土滲透值，證明空隙連通性會隨著水膠比降低而變差，甚至影響侵蝕介質(zhì)的移動。

最后，力學(xué)性能。高性能混凝土在高度重視耐久性的基礎(chǔ)上，必須有良好的強度。反應(yīng)高強度混凝土強度力學(xué)指標(biāo)的體現(xiàn)為：混凝土拉伸、立方抗壓、軸心抗壓、彎曲強度與劈裂程度等。

1.3 高性能混凝土的發(fā)展前景

在二次工業(yè)革命之后，國內(nèi)工業(yè)技術(shù)也有了很大發(fā)展，交通運輸越來越重要，群眾希望鋪設(shè)的道路耐用、持久，開始不斷更新物理特性。高性能混凝土最初源于美國，因為強度與耐久性明顯超過傳統(tǒng)混凝土，所以得到了廣泛的應(yīng)用。1992年，中國引入高性能混凝土技術(shù)，并且被用于建筑行業(yè)。隨后該技術(shù)被應(yīng)用到路橋建設(shè)中，并且得到很多單位認(rèn)可，截至目前依然是路橋建設(shè)的重要材料。發(fā)展到現(xiàn)在，全球很多國家都投入了大量資料改善研究，以優(yōu)化高性能混凝土。中國也召開了高性能混凝土制作工藝研究會，說明高性能混凝土有一個很好的發(fā)展空間。

2 高性能混凝土在路橋工程的應(yīng)用

2.1 高性能混凝土在橋梁中的使用

與之前相比，現(xiàn)代橋梁工程對施工技術(shù)有更高要求，驗收要求更繁雜。新橋梁的主梁橋墩間距更大、跨徑更長，但是構(gòu)件更加淡薄，為了讓橋梁力學(xué)滿足驗收標(biāo)準(zhǔn)，并且工程造價始終在預(yù)算以內(nèi)，施工企業(yè)要盡量選用耐久性良好、強度高、經(jīng)濟效益好的高性能混凝土。對于空中主橋梁必須具備很好的韌性與強度，這樣才能確保力學(xué)性能與穩(wěn)定性，以方便施工。將高性能混凝土應(yīng)用到橋梁施工中，不僅能滿足上述要求，對于水中墩基與橋墩還有很好的穩(wěn)定性，在耐腐蝕的同時，具備硅、碳的高性能混凝土一直是很好的選擇。另一方面，該材料無需太多養(yǎng)護(hù)，即使在惡劣的環(huán)境下，橋梁依然能夠使用多年，有很好的經(jīng)濟效益。

高性能混凝土有很廣的應(yīng)用面積，并且方便搗實、澆筑，它能長久、出色的維持力學(xué)特征。對于工程早期，混凝土韌性與強度較好，有出色的穩(wěn)定性。例如：南京大勝關(guān)長江大橋全長為9273米，混凝土應(yīng)用量達(dá)到1225萬立方米。建設(shè)該大橋時，鉆孔樁一共用了2355根，混凝土約55萬立方米。由于該長江存在鉆孔樁，并且樁的長度在 107-112米間，所以在修筑這條橋梁時，混凝土灌注難度與要求都非常高。在仔細(xì)分析后，先確立配合比，由于工程使用了超長、大孔徑摩擦樁，很多鉆孔還處于弱硫酸鹽中，此時鉆孔樁混凝土不僅要達(dá)到設(shè)計要求，還必須有耐久性，這樣才能保障連續(xù)灌注作業(yè)。

2.2 高性能混凝土在道路中的使用

養(yǎng)護(hù)難易度、耐久性與建設(shè)資金一直是高性能混凝土的重點內(nèi)容，這些內(nèi)容也影響著體積穩(wěn)定、施工性能、耐久性與舒適度，所以高性能混凝土在很長時間會遭受凍冰、侵蝕、沖刷、水滲、磨耗等各類極端天氣影響。在道路修筑中，耐久性對整個工程具有重大影響，它能最大程度的改善施工質(zhì)量，避免路基下沉。同時，還需破解混凝土強度不夠、水泥用量等問題。但是它對耐久性的要求一直居高不下。也正是上述因素影響，讓高性能混凝土的耐久性成為重點指標(biāo)。另外，它還需要高早強、高強、高粘結(jié)、高流動、高澆筑等各種特性。

為保障道路修筑質(zhì)量，調(diào)和高性能混凝土?xí)r，必須結(jié)合相關(guān)操作思路與配方進(jìn)行：先選擇優(yōu)化原料配比，加入適當(dāng)外加劑，加入適當(dāng)?shù)墓I(yè)廢料，具體如：礦渣、粉煤灰與硅灰等，同時確保混凝土拌合物性能。在施工過程，只有質(zhì)量均勻、離析角度合適、流態(tài)高的高強混凝土才能施工。另外，其耐久性明顯超過普通混凝土，在高強混凝土施工中，必須考慮到道路本身的特性，整合高強混凝土自身特點，充分發(fā)揮高強混凝土長處與優(yōu)勢，對其進(jìn)行綜合、全面的思考，以深化混凝土研究工作。當(dāng)混凝土生產(chǎn)出現(xiàn)變化，施工工藝也會改變，不再使用滑模攤鋪施工，使用240-270mm塌落度、高流態(tài)的高性能混凝土工作。該方法很大程度上彌補了當(dāng)代道路高性能混凝土的不足，同時代理了經(jīng)濟收益，對提高居民生產(chǎn)生活發(fā)揮了重大價值。典型事例有青藏鐵路，沿線環(huán)境異常惡劣，為達(dá)到混凝土灌注要求，必須保障混凝土結(jié)構(gòu)性能與耐久性，以減小混凝土水化溫升。

3 結(jié)語

對高性能混凝土在現(xiàn)代路橋中的應(yīng)用進(jìn)行研究有很強的實踐意義，它滿足國內(nèi)經(jīng)濟建設(shè)與發(fā)展，對促進(jìn)現(xiàn)代化發(fā)展有很大作用。高性能混凝土具有原料豐富、價格便宜、制作簡單等特點，在路橋建設(shè)中占據(jù)著核心位置。鑒于高性能混凝土施工的種種優(yōu)勢，希望各施工部門與單位引起重視，做好新型材料改良工作，從而推進(jìn)現(xiàn)代建筑行業(yè)發(fā)展。

[1]馮琦.高性能混凝土在路橋建設(shè)中的應(yīng)用[J].交通世界（工程技術(shù)）,2014,(10):210-211.

[2]艾爾西丁·阿不都熱依木.高性能混凝土在路橋建設(shè)中的應(yīng)用[J].黑龍江交通科技,2012,(6):68-68.

[3]閆福云.高性能混凝土在路橋建設(shè)中的應(yīng)用[J].黑龍江交通科技,2012,(10):100-100.

[4]王躍文.高性能混凝土在路橋建設(shè)中的應(yīng)用分析[J].河南科技,2013,(7):147.

[5]焦壯.高性能混凝土在路橋建設(shè)中的應(yīng)用分析[J].交通世界（建養(yǎng)機械）,2012,(6):202-203.

U45

B

1007-6344（2017）02-0067-01

王鵬（1988~），男，籍貫山東省巨野縣，本科學(xué)位，助理工程師，現(xiàn)任職于呼倫貝爾市公路通行費管理局，研究方向為智能交通系統(tǒng)。

馬東凱（1986~），男，籍貫山東省巨野縣，碩士學(xué)位，助理工程師，現(xiàn)任職于呼倫貝爾市公路通行費管理局，研究方向為交通運輸工程管理。