高性能混凝土在公路橋梁建設(shè)中的應(yīng)用

文/王琪 煙臺市棲霞公路管理局 山東棲霞 265300

近些年來我國處于經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展階段，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動各行各業(yè)的進(jìn)步。隨著社會水平的不斷提升，對于各事項(xiàng)的要求也不斷提升。比如交通運(yùn)輸業(yè)對公路及橋梁方面的要求不斷增加。因此無論是公路橋梁的受用年限還是維護(hù)保養(yǎng)方面都面臨新的挑戰(zhàn)。公路橋梁使用質(zhì)量及使用壽命提升、建設(shè)成本降低是當(dāng)前階段路橋行業(yè)需要考慮的首要問題。傳統(tǒng)公路橋梁施工過程中采用普通混凝土，極易發(fā)生路面橋面開裂或者是剝落的情況，不僅使得通行安全性降低，而且使得公路橋梁使用壽命下降，因此高性能混凝土是混凝土發(fā)展的必然趨勢，本文主要探討高性能混凝土于公路橋梁建設(shè)中的具體應(yīng)用。

1、高性能混凝土在路橋中進(jìn)行應(yīng)用的意義探析

第一，滿足我國國際化目標(biāo)的根本需求。路面設(shè)計(jì)的新要求于第十六屆國際混凝土路面會議上正式提出，對路面強(qiáng)度以及耐久性有了更高的要求。基于此種基礎(chǔ)，混凝土發(fā)展的必然趨勢是強(qiáng)度及耐久性的提升，從而使得混凝土鑄造路面的抗?jié)B性和致密性有大幅度提高；

第二，提升路面橋面承載能力和使用壽命。高性能混凝土最為突出的優(yōu)勢之一是高度抗析能力，因此將高性能混凝土用于路面或者是橋面可提升其承載力，也就是說可對公路橋梁的使用壽命進(jìn)行有效延長。此外可一定程度降低路面厚度，從而使得工程成本得到有效降低；

第三，提升路面橋面的耐久性。耐久性較強(qiáng)是高性能混凝土的基本特征之一，將其應(yīng)用于公路和橋梁的建設(shè)中可有效提升路面及橋面的耐久性，提升對抗氣候及環(huán)境等各類客觀因素的能力，從而使得公路橋梁在使用年限內(nèi)均可保持正常使用狀態(tài)。

2、高性能混凝土特征及性能分析

高性能混凝土是近些年來被廣泛推廣應(yīng)用的一種新型混凝土種類，以超高耐久性獲得建筑行業(yè)的青睞。簡單分析高性能混凝土的特征以及性能。

2.1 體積穩(wěn)定性

混凝土各重要性能指標(biāo)之一即為體積穩(wěn)定性，高性能混凝土具備非常高的彈性模量和較低，并且變形表現(xiàn)非常低，所以相應(yīng)的體積穩(wěn)定性表現(xiàn)非常高。普通混凝土彈性模量為23GPa，而高性能混凝土因使用材料更加適合，配比也更加合理，因此彈性模量相對較高，最高可達(dá)40GPa甚至以上。對于混凝土穩(wěn)定性的提升而言干縮值是非常關(guān)鍵的因素，通常情況下高性能混凝土因其彈性模量更高、水泥漿體更低、材料粗級更高，所以其干縮值在90天內(nèi)會始終保持在0.04個(gè)百分點(diǎn)之下。

2.2 強(qiáng)度

普通混凝土平均抗壓強(qiáng)度是100MPa，相比之下高性能混凝土平均抗壓強(qiáng)度要高出許多，通常情況下在200MPa左右。高性能混凝土抗拉及抗壓指標(biāo)強(qiáng)度增長率與普通混凝土相比大幅度提升，對于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的發(fā)展有重大意義。

2.3 自密實(shí)性

高性能混凝土流動性較高，而且抗離析性非常高，其主要表現(xiàn)形式為施工過程的低用水量。因此高性能混凝土大流動性搭配拌勻之后自密實(shí)性非常好，大幅度提升了施工的便利程度。

2.4 水化熱

水化反應(yīng)和水熱產(chǎn)生的關(guān)鍵因素是石灰，石灰值和水化熱程正比例關(guān)系，也就是說石灰值越小，水化熱越低，而卻施工也更加方便。高性能混凝土石灰含量相對較低，所以水化反應(yīng)會更加及時(shí)，水化熱產(chǎn)生相對較少。

2.5 收縮及徐變

收縮和徐變二者是呈現(xiàn)相反變化方向的技術(shù)指標(biāo)，此規(guī)律同樣適用于高性能混凝土，只不過此種變化規(guī)律具有階段性差異特征。高性能混凝土早期收縮率會隨強(qiáng)度的增加出現(xiàn)小范圍提升，然后在中后期階段出現(xiàn)絕對相反狀態(tài)的變化。有大量研究表明，收縮性影響作為明顯的因素是相對溫度值和濕度值。基于同等環(huán)境條件下相比普通混凝土而言，高性能混凝土徐變總量與徐變速度更慢、更低一些。

2.6 耐久性

高性能混凝土的重要指標(biāo)之一為耐久性，也可稱之為最為關(guān)鍵的指標(biāo)。在防滲、抗凍等方面具有十分優(yōu)良的表現(xiàn)，高性能混凝土借助優(yōu)異的密實(shí)性提升其抗化學(xué)腐蝕的能力，而此種功能普通混凝土并不具備。

2.7 耐高溫性

高溫環(huán)境下普通混凝土?xí)l(fā)生爆裂情況，而此種問題困擾建筑行業(yè)許久仍不能進(jìn)行有效解決。有研究表明，混凝土密度會對水分的排除造成阻礙，所以高溫環(huán)境下內(nèi)部氣壓會隨之提升，從而強(qiáng)大的內(nèi)部拉伸力產(chǎn)生，混凝土爆破或者脫落的情況也由此發(fā)生。高性能混凝土可借助其中摻雜的有機(jī)纖維在混凝土內(nèi)部形成空隙，然后對蒸汽壓力進(jìn)行降低，從而使得混凝土耐高溫性得到提升，大幅度降低了混凝土發(fā)生爆破和脫落的幾率。

3、高性能混凝土在公路中的應(yīng)用分析

上述講到高施工性、高穩(wěn)定性、高耐久性以及高抗壓強(qiáng)度是高性能混凝土的主要特點(diǎn)，因此承受沖刷、水深滲入、磨損以及侵蝕等各類客觀因素的能力得到一定程度提升。耐久性是高性能混凝土于公路建設(shè)中進(jìn)行應(yīng)用的突出優(yōu)點(diǎn)，首先可使得路基施工質(zhì)量得到切實(shí)提升，最大限度降低路基下沉的可能性；其次可對公路混凝土強(qiáng)度等級較低的情況進(jìn)行解決。

耐久性是高性能混凝土的主要指標(biāo)之一，此外還具有高施工性、高強(qiáng)度等各種優(yōu)勢。借助原材料的選擇對混凝土配比進(jìn)行優(yōu)化，并在其中摻入符合高效外加劑是高性能混凝土配置的基本原則。此外可在配料中摻入一些經(jīng)過加工的工業(yè)廢料，比如粉煤灰、硅灰以及礦渣等，然后綜合混凝土拌合物流動性以及施工工藝等方面的數(shù)據(jù)，最終獲得高流動性、低離析并且質(zhì)量均勻的高性能混凝土，其耐久性相對普通混凝土而言得到大幅度提升。

4、高性能混凝土在橋梁中的應(yīng)用分析

高性能混凝土目前已經(jīng)在眾多離岸結(jié)構(gòu)物和大跨度橋梁的建造過程中進(jìn)行應(yīng)用，其中包含長大跨橋梁應(yīng)用的拌合物，主梁、墩部、墩基等為主要應(yīng)用部位。高性能混凝土具備非常廣泛的應(yīng)用性，而且具備澆筑方便、高離析、高力學(xué)性能等各項(xiàng)優(yōu)勢。此外，早期強(qiáng)度和韌性均相對較高，體積穩(wěn)定性也更好，因此可以在惡劣的使用條件下保持各種優(yōu)勢。將高性能混凝土于橋梁建設(shè)中進(jìn)行應(yīng)用，不僅可大幅度提升橋梁的使用壽命，而且可以增加經(jīng)濟(jì)效益。

結(jié)語：

綜合上述所言，改革開放之后我國步入高速發(fā)展時(shí)期，公路和橋梁的建設(shè)數(shù)量和規(guī)模不斷提升，各類建設(shè)技術(shù)和施工材料得到快速發(fā)展。近些年來更是研發(fā)出高性能混凝土，其耐久性受到建筑業(yè)內(nèi)和各相關(guān)部門的高度重視，對于我國公路橋梁的發(fā)展有十分積極的意義。高性能混凝土是我國建筑混凝土發(fā)展的必然趨勢。在公路橋梁建設(shè)過程中采用高性能混凝土不僅可提升施工的便捷性，是我國路橋事業(yè)發(fā)展的基本保障，最大限度提升公路橋梁建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，于我國社會的整體發(fā)展意義重大。