芻議道路橋梁高性能混凝土性能及施工工藝

趙雪波

山西省太谷公路管理段 山西晉中 030800

道路橋梁承載高速車輛，對耐久性和強度的要求越來越嚴格，而傳統施工材料逐漸難以滿足這一需求。高性能混凝土的出現使道路橋梁施工困難的問題得到了解決，不僅提升了道路橋梁的運行安全性，也延長了橋梁的使用壽命。高性能混凝土技術在道路橋梁施工領域的應用具有良好的發展前景。

1 高性能混凝土

1.1 概述

盡管近年來許多專家學者對高性能混凝土給予了極大的關注，但在學術研究中對高性能混凝土并沒有統一明確的定義，本文綜合研究成果將高性能混凝土理解為采用現代制作工藝生產的耐久性、抗壓性以及穩定性顯著提升的一種新型混凝土。與常規意義上的混凝土相比，高性能混混凝土具有其自身的優勢，比如耐久性強、設計壽命償等等。由于二者的特點不同，因此在實際施工中側重點各不相同，其中普通混凝土主要關注其抗壓強度，高性能混凝土主要關注其耐久性，同時兼顧考慮抗壓性以及穩定性。由于二者具有不同的特點，因此二者的生產也存在差異，對于高性能混凝土來說，常規生產方法難以滿足其設計需求[1]。

1.2 優勢

（1）耐久性好。從實際應用來看，高性能混凝土不僅強度高，而且耐久性好，可以最大限度地減少外部環境的不利影響，避免影響工程整體施工質量。若混凝土受外界因素影響較大，一旦氣候環境出現惡劣變化，必然會對路橋結構整體施工質量造成不良影響。若將高性能混凝土融入其中，不僅能夠從根本上提高路橋結構整體施工強度，也能最大限度地延長路橋使用壽命。不僅如此，由于高性能混凝土整體施工成本較低，因此有更多資金投入人力與設備中，繼而從根本上提高路橋整體施工效率，提升路橋工程整體質量。

（2）性價比高。雖然高性能混凝土的單位材料成本雖然略高于普通混凝土，但其具有抗壓強度高、穩定性好、耐久性好的特點，在使用過程中具備較高的使用功能滿足能力，減少不良結構問題的返工返修次數，提升了其使用的實際年限，從這一方面看，高性能混凝土的實際成本范圍被一定程度上控制。同時高性能混凝土中，也存在部分廢料利用、材料低廉的類型，比如高性能的礦渣、粉煤灰、火山灰等高性能混凝土，這些混凝土與普通高性能普通硅酸鹽混凝土的整體性能表現存在一定的差距，但是也顯著地提升了實際的結構性能，同時也能有效地控制材料的制作成本，體現出高性能混凝土的性價比優勢。

（3）節能效果強。與傳統工程類型相比，路橋工程規模大，施工時間長。如果施工人員在施工過程中不整合創新元素，盲目沿用傳統施工工藝，不僅會造成大量的材料浪費，而且路橋的應用效果也不能達到預期。具有高性能特質的混凝土能最大限度地縮短工期的同時，也滿足了節約型社會的根本發展需求，為保證路橋工程持續發展態勢提供完備條件。高性能混凝土組成結構的特殊性使其本身坍落度較小，因此若能保證該類混凝土應用合理，必然能最大限度地降低混凝土結構離析現象的發生風險，進一步簡化整體施工流程，為充分發揮其應用優勢奠定堅實基礎[2]。

1.3 應用價值

在這一階段，道路橋梁項目的數量正在增加。為了更好地滿足交通運輸各領域生產建設的更高要求，國家和有關部門通過有效提高路橋結構的耐久性和各種力學性能，發布了路橋工程長壽命、低維護標準，控制道路橋梁工程后期運維成本。隨著社會主義市場經濟逐漸趨向于國際化發展，國際道路橋梁建設行業提出在路面設計過程中需保障路面耐久性與抗拉強度，善于使用高性能混凝土，是道路橋梁整體施工質量達到高標準。由此可見，在道路橋梁工程中應用高性能混凝土，能夠切實提升道路橋梁工程的各項性能，確保道路工程實際施工質量與后期應用效果能夠達到國際化先進水平。

2 高性能混凝土的特點

（1）高強度。高強高性能混凝土的強度等級介于C40和C80之間，它具有高強度和高彈性模量的特點。將其應用于建筑工程中，可以充分發揮建筑的使用功能。它不僅可以在一定程度上減小建筑物的結構截面尺寸，而且可以有效地減輕建筑物結構的自重。另外，隨著混凝土強度的提高，可以減少混凝土原材料的使用，在控制工程造價方面可以發揮一定的優勢。

（2）高耐久性。高強高性能混凝土具有良好的密實性，相比于常規混凝土，在抗滲性與抗凍性等方面也具有一定的優勢，因此，高強高性能混凝土表現出了十分優異的高耐久性能。

（3）高流動性。在高強高性能混凝土中加入一定量的高效減水劑，使得混凝土拌合物的坍落度可以達到200mm至250mm的范圍之間，因此高強高性能混凝土具有高流動性的特點，適合泵送混凝土使用。

（4）高體積穩定性。在對高強高性能混凝土進行使用的過程中，可以通過減少用水量與水泥量的方式，或者彈性模量相對較高的集料，能夠實現對于混凝土密實性、強度的有效的提高，進而對混凝土的級配做出合理的改善，使其具備高體積穩定性的特點，正是因為這一特性，是高強高性能混凝土能夠滿足現代建筑的高荷載、大跨度、超高層的需求，且具有十分廣闊的應用前景[3]。

3 道路橋梁高性能混凝土施工工藝

3.1 配比

如果要在路橋施工過程中應用高性能混凝土，首先需要有效地設計材料配比。在施工過程中，如果能對混凝土原材料進行研究，往往可以有效地提高施工質量，控制施工成本。為了保證高性能混凝土的特性，在進行高性能混凝土配置的過程中，必須要針對混凝土配比進行設計，使混凝土能夠達到最佳的效果。在進行混凝土拌制的過程中，通過針對混凝土水膠比進行降低的方式，能夠有效提升混凝土的強度，并針對混凝土的流動度進行有效提升，因此在進行混凝土拌制的過程中可以向其中添加不超過20%的減水劑，通過這樣的方式能夠提升混凝土強度。另外，在進行粉煤灰的摻入時，可以使摻入量保持在25%以上，但是不要超過30%；還可以適當加入30%左右的磨細礦粉，通過這樣的方式，能夠有效提升高性能混凝土的抗侵蝕性。另外在進行混凝土版值得過程中，為了保證各個原料都能夠符合混凝土的指標，因此可以通過計算的方式完成對于各項添加物的精確計算。

3.2 運輸

（1）混凝土采用混凝土攪拌車運輸，混凝土運至施工現場后泵入模板；根據混凝土運輸距離和澆筑速度選擇運輸車輛和泵送設備，確保運輸和泵送機械設備的型號和數量能滿足施工現場的要求。

（2）在混凝土運輸過程中，運輸車輛的攪動速度控制在2-4r/min；攪拌筒中的混凝土裝載量控制在2/3攪拌筒容量；在運輸車到達現場后，若出現混凝土離析、塌落度未能達到規范要求的情況，則需加入適量的水和水泥進行二次攪拌，但必須保證水灰比一致。必須注意的是，若二次攪拌之后仍然達不到規范要求，則要放棄使用。

（3）在混凝土泵送之前，要對輸送管內壁進行潤滑處理，選擇與混凝土成分相同的水泥漿用于潤滑；根據規范要求的澆筑速度控制泵送速度，要求泵送設備連續作業；在泵送過程中一旦發現混凝土離析現象，則必須用壓力水對管內殘留的混凝土進行沖洗，同時還要在15min之內恢復泵送；泵送設備要保證料斗內混凝土充足，避免料斗內吸入空氣對正常泵送造成影響[4]。

3.3 澆筑

在高性能混凝土的施工中，各施工過程環節應能有效地具有較高的澆筑控制優勢，并在施工過程中控制各種質量性能影響因素，一般最為可靠的施工作業方式就是要能進行必要的施工前實驗，在既定的施工試驗參數指導下，將最為可靠的施工澆筑工藝確定下來。施工過程中，有效地控制施工模板及其支撐體系，主要是能在模板和支撐的強度、剛度、穩定性方面，能具備較高的施工澆筑控制能力，同時在模板的高程、地面質量、平整度、模板間隔等方面都要具備較高的澆筑前控制效果。

3.4 振搗

完成上述操作后，進入混凝土振搗操作環節。在這個環節的操作中，首先要選擇振動設備。在高強高性能混凝土的振搗環節，選擇較多的機械振搗進行工作，所選振搗設備的振搗半徑、最大功率等參數需滿足實際振搗要求，在確保振搗質量的基礎上，加快振搗速度。其次，在振搗過程中需要遵循“快插慢拔”原則，避免拔出速度過快出現材料離析問題。同時為了加快振搗速度，多采用多點同時振搗的作業方式，單次振搗時間為30s，待表層出現浮漿時，停止該區域振搗，轉移到下一區域繼續作業。最后，為了防止混凝土振搗結束后表面出現裂縫病害，一般會在混凝土完成振搗3至6小時后，對混凝土表面進行二次抹灰作業，借此提高混凝土表面的密實度。

3.5 養護

混凝土澆筑完成后，為了最大限度地保證混凝土的強度，施工人員還需要對混凝土進行養護。在養護高性能混凝土的過程中，可采用兩種方法。目前，應用較普遍的是自然養護，自然養護就是在進行高性能混凝土澆筑后，在混凝土施工區域覆蓋一層保護膜，通過這樣的方式可以針對混凝土表面的溫度或是濕度進行保證，避免由于溫度或是濕度出現起伏而導致混凝土工程的強度出現問題。另一種養護模式則是蒸汽養護，一般情況下，如果能夠針對蒸汽養護模式進行應用，其施工區域多數是處于室內環境下。蒸汽養護能夠針對混凝土的溫度、濕度進行有效控制。通常情況下，應用蒸汽養護的養護時間大約為7天，在蒸汽養護結束后，可以再進行自然養護。但無論針對哪一種養護方式進行應用，都需要針對養護溫度與養護濕度進行有效控制，通過這樣的方式能夠有效提升高性能混凝土的壽命與質量，使我國的道路橋梁施工技術能夠提升我國橋路橋梁的整體質量水平[5]。

3.6 質量控制

（1）實行質量檢驗“三級檢驗”制度和質量驗收制度。三級檢查體系包括自檢、互檢、交接檢。施工隊和質檢人員對鋼筋、模板、支架的施工過程進行復核，檢查合格后報監理工程師檢查。

（2）在混凝土開盤前對配合比的相關資料進行復核，并檢查原材料各項性能指標是否符合設計要求；執行混凝土澆筑巡檢制度，由質檢人員巡查混凝土澆筑施工和支架施工過程，不得出現漏漿、跑模問題。

（3）健全質量管理體系，召開例會，討論和總結發現的質量問題，以提高混凝土施工質量；在混凝土拌和過程中要建立臺賬，記錄下混凝土拌和、澆筑作業時形成的各項質量檢驗數據資料，對混凝土施工質量進行動態控制。

4 高性能混凝土的發展前景

在當今社會，人們越來越意識到“高質量的工程必須使用高性能混凝土”。在國家和人民越來越重視環境保護的今天，混凝土能否作為施工材料中最重要的工程結構材料被牢固地使用，重點在于它是否能夠成為綠色施工材料，于是高性能混凝土應運而生，它將擔負起歷史的重任，為施工材料的歷史進程作出應有的貢獻。高性能混凝土能夠節約更多的原輔材料，更加有效地減少了環境污染問題，相應地也可以大幅度降低材料和能源的消耗；同時還可以摻加一般工業固廢的廢渣廢料為主要成分的細摻料，可以代替部分熟料，改善施工和作業環境，充分利用部分工業固廢，減少甚至是避免環境二次污染；能夠最大限度地體現高性能混凝土的獨特優勢，充分減少普通水泥與一般混凝土的用量，從而達到節約自身資源、能源和間接改善自然環境的目的。

5 結語

總而言之，社會的快速發展使得社會公眾對公道路橋梁工程的施工質量提出了更高的要求，以保證公路橋梁工程實際施工水平的不斷提高，需加大高性能混凝土應用研究力度，針對高性能混凝土施工特征，制定出具有高效性與針對性的混凝土施工管理機制，使高性能混凝土能夠在道路橋梁工程施工應用期間切實提升工程綜合效益。