橋梁高性能混凝土配合比設計及應用淺談

高建嬌

摘? 要：水泥混凝土是以水泥和水組成的水泥漿體為粘結劑，將不同粒徑的粗骨料和細骨料在一定條件下固結成具有相同力學性能的人造石。水泥混凝土是公路橋梁建設中應用最廣泛、規模最大的建筑材料之一。隨著現代高質量公路的發展，水泥混凝土與瀝青混凝土一樣，已成為高速公路工程及重要工程的主要建筑材料。在現代高速公路橋梁中施工中，鋼筋混凝土及預應力混凝土呈現出許多缺陷及不足，高性能及大流動混凝土應運而生。高性能混凝土作為未來重要的建筑材料，我們必須掌握和研究高性能水泥混凝土的設計理論和應用施工。

關鍵詞：橋梁;高性能混凝土;配合比

隨著路橋施工技術的發展，路橋施工中使用的材料不僅變化越來越大，而且對質量提出了新的要求。

1橋梁配合比設計在橋梁中的意義

新拌混凝土的和易性以及硬化混凝土的機械強度和耐久性是普通混凝土的主要技術特征。我國現行規范采用坍落度和維勃稠度兩種指標進行控制。水泥混凝土強度是橋梁混凝土結構設計中的主要材料強度指標。計算不同強度（軸向抗壓強度、抗拉強度、抗剪強度等）的強度標準值和強度設計值。橋梁混凝土非常重視抗凍性、耐磨性和堿骨料反應的耐久性。混凝土組成材料的性能直接影響混凝土的性能。在設計配合比之前，應首先選擇合適的原材料。在設計混凝土配合比時，必須滿足四個基本要求，正確處理三個參數。制備強度的錯誤選擇將影響項目質量和/或國家材料的浪費。強度評定是試驗配合比設計的最終結果。高性能聚羧酸外加劑的使用是現代高強混凝土的一項新技術，可以達到提高工程質量、降低成本等技術經濟效益。高強混凝土、大體積混凝土、高性能混凝土和預應力混凝土是路橋混凝土的發展方向。

2原材料的選用及施工控制

2.1水泥種類、質量和用量

硅酸鹽水泥、快凝水泥和低熱水泥混凝土的收縮率較高，而普通水泥、火山灰水泥和鋁土礦水泥混凝土的收縮率較低。此外，水泥標號越低，單位體積用量越高，細度越大，混凝土收縮越大，收縮時間越長。例如，為了提高混凝土的強度，施工期間經常使用強制水泥用量的方法，導致收縮張力顯著增加。

2.2骨料類型

骨料中的石英巖、石灰巖、白云巖、花崗巖吸水率低，收縮率低;砂巖、板巖和火成巖具有較高的吸水率和收縮率。此外，骨料粒徑越大，空隙率越大，收縮越大。

2.3水灰比

單位用水量越大，水膠比越高，混凝土收縮越大。

2.4高性能外加劑和摻合料

配合比設計中使用高性能聚羧酸減水劑和高質量摻合料，能使混凝土獲得較好的坍落度保持性能，易于施工，結構硬化后減少表面收縮開裂。

2.5硬化方法

良好的硬化可以加速混凝土的水化反應，提高混凝土強度。養護的溫度和濕度應滿足規范要求，底水膠比混凝土收縮越小。蒸汽養護法的收縮率小于自然養護法。

2.6外界環境

如果大氣濕度低，空氣干燥，溫度高，風速高，混凝土水分蒸發快，混凝土收縮快。

2.7振動方法和時間

機械振搗混凝土的收縮比人工振搗混凝土的收縮小。振動時間根據機械性能確定，一般為5～15s/次。時間太短，振搗不密實，混凝土強度不足或不均勻;時間過長，導致分層，粗骨料沉入底層，細骨料留在上層，強度不均，上層易出現收縮裂縫。

對于由溫度和收縮引起的裂縫，添加結構鋼筋可以顯著提高混凝土的抗裂性，特別是對于薄壁結構（壁厚20～60cm）。結構鋼筋（φ8～φ14）小間距（@10～15cm）宜選用小直徑鋼筋，全斷面結構配筋率不宜小于0.3%，一般可采用0.3%～0.5%，并應嚴格控制鋼筋保護層厚度。

3生產配合比調整及施工控制

3.1嚴格控制混凝土施工用水量：在實際生產中，為了便于施工，無論強度是否滿足要求，操作人員往往追求坍落度大，擅自增加用水量;此外，現場質檢人員管理不到位，水膠比控制不嚴，使得混凝土實際用水量大于理論用水量，導致混凝土強度降低。

防控措施：加強質量檢查和抽查，控制操作人員不隨意增加用水量;如果發現混凝土工作性能差，操作人員應及時將實際情況反饋給檢測人員，檢測人員查明原因并現場分析后采取相應對策，并根據檢測人員的指示調整施工配合比;現場質檢人員還應按規范要求定期檢查混凝土的質量動態信息，并及時調整，確保混凝土按要求施工。

3.2調整生產配合比時，應準確測量生產現場砂石的實際含水量：經現場檢查了解，部分檢測人員未按規定要求準確測量，而是采用目測法估算砂石的實際含水量，這將導致生產配合比不準確。

防治措施：如砂石含泥量超標，應在混凝土澆筑前三天進行沖洗，施工前按規范要求取樣，準確測量砂石實際含水量。調整施工配合比，從用水量中扣除含水量，補充砂石。清洗時嚴禁攪拌混凝土。

3.3所有原材料應準確計量：許多施工單位在生產過程中，所有計量稱已經經過計量部門檢定，但是每季度或每個月未進行期間核查，導致計量偏差超出規范要求。

防治措施：施工生產單位應建立設備管理臺賬，定期進行期間核查，發現設備計量偏差超出規范要求，及時進行檢定和校準。

3.4在保證質量的前提下，注重經濟效益

許多施工單位設計配合比純粹是為了達到設計強度，并根據規范要求或以往經驗進行一組配合比設計。試拌后強度達到要求即完成;如果達不到要求，唯一的辦法就是增加水泥用量。很少有人從材料配置、經濟效益、具體工作質量等方面綜合考慮。水泥用量過大往往導致混凝土產生收縮裂縫和徐變，也相應增加了施工成本。

防治措施：在規范要求允許的條件下，試驗室應配制不同的配合比，從經濟性、工作性能、質量等方面進行優選，并針對不同的施工部位和不同的評價方法進行適當的調整，盡量避免使用同一強度的一個配合比。試驗室還應收集各配合比和施工的詳細數據，并注意對這些數據進行統計分析，以獲得隨時間積累的水膠比、用水量、砂率、水泥用量范圍，可以成為非常可觀和有價值的參考，這將在未來的建設中發揮不可估量的作用。

4結束語

經過長期應用和逐步完善，取得了良好的開發效果。然而，在配合比設計和應用中存在許多問題。要求相關技術人員加強高性能混凝土配合比設計的應用研究，制定完善的配合比用于指導施工。注重施工應用經驗的融合，將技術理論與實踐有效結合，促進高性能混凝土技術的應用與發展。

參考文獻：

[1]王林輝.橋梁高性能混凝土配合比設計及應用淺談[J].價值工程，2020，39（10）：111-112.DOI：10.14018/j.cnki.cn13-1085/n.2020.10.045.

[2] 云南省公路工程高性能混凝土應用技術規程DB53/T 1000-2020 ICS93.080.20 P66.