論高性能混凝土在公路橋梁中的應(yīng)用

王淑媛，王學(xué)文

(1.哈爾濱鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院;2.林口縣交通局農(nóng)村公路管理站)

1 研究高性能混凝土在路橋中應(yīng)用的意義

隨著對交通運輸要求的日益提高，發(fā)展“長壽命低維護(hù)路面”，采用高性能路面混凝土，提高混凝土的抗折強度與耐久性是當(dāng)前路面混凝的發(fā)展趨勢。

(1)國際化目標(biāo)要求。1997年召開的第十六屆國際混凝土路面會議，提出路面設(shè)計不僅要提出平均強度要求，還應(yīng)提出耐久性要求在未來發(fā)展方向中提出抗拉強度達(dá)17MPa的超高強混凝土，用于鋪筑連續(xù)的混凝土路面。提高混凝土路面表面的致密性、抗?jié)B性都是很重要的，而這是需要通過高性能混凝土來實現(xiàn)的。

(2)高性能路橋路面混凝土的強度。高性能路面混凝土的重要特征是具有高抗折強度。使用高性能路面混凝土可以顯著提高路面的承載能力，延長使用壽命或減薄路面的厚度以降低工程造價。

(3)高性能路橋路面混凝土的耐久性。高性能路面混凝土的主要特征是具有足夠的耐久性，能夠抵抗氣候和環(huán)境的長期破壞作用，保證在路面的設(shè)計使用期限內(nèi)，混凝土能夠正常工作。

(4)高性能路面混凝土的變形性質(zhì)。干縮路面板表面積很大，蒸發(fā)量大，干縮有可能引起路面表面產(chǎn)生收縮裂縫，需加強養(yǎng)護(hù);抗折彈性模量高性能路面混凝土的抗折彈性模量E，經(jīng)實測，1級為4.305104MPa，2級為4.845104MPa，3級為4.605104MPa。強度3級的高性能路面混凝土的配合比中，骨料用量較少，粗骨料最大粒徑較小。

2 高性能混凝土在橋梁中的應(yīng)用

高性能混凝土廣泛用于很多離岸結(jié)構(gòu)物和長大跨橋梁的建造，包括長大跨橋梁所用的拌合物。它們主要用于主梁、墩部和墩基，硅粉混合水泥。高性能混凝土有廣泛的應(yīng)用性，具有易于澆注、搗實而不離析、高超的、能長期保持的力學(xué)性能，早期強度高，韌性高和體積穩(wěn)定性好，在惡劣的使用條件下壽命長、高強度、高流動性與優(yōu)異的耐久性。推廣高性能混凝土在橋梁中的應(yīng)用，延長橋梁的使用年限和獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益。人們所關(guān)注的是高性能混凝土，而不僅僅是高強度混凝土。耐久性、養(yǎng)護(hù)的難易程度以及建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性已成為工程建設(shè)的目標(biāo)。當(dāng)前國內(nèi)應(yīng)用較好的如上海東海大橋用的混凝土，設(shè)計壽命100年，使用的“高性能海工混凝土”是粉煤灰、礦粉等廢料化腐朽為神奇，成為特殊的摻和材料，使海工混凝土既有高強度、耐久性、抗腐蝕等特性，又易于施工，直接節(jié)約材料成本2000萬元。不僅效果穩(wěn)定，還能提前感知混凝土的過度疲勞。高性能混凝土在橋梁工程中應(yīng)用的優(yōu)點是(1)跨徑更長;(2)主梁間距更大;(3)構(gòu)件更薄;(4)耐久性增強;(5)力學(xué)性能加強。

3 混凝土在公路中的應(yīng)用

高性能混凝土具有高施工性、高體積穩(wěn)定性、高耐久性及足夠的力學(xué)強度，為此它能相對長時間承受隨沖刷、磨耗、冰凍、水的滲入、侵蝕等惡劣環(huán)境，高性能混凝土在公路應(yīng)用中，其耐久性優(yōu)點極為突出，一方面它可以提高路基施工質(zhì)量，確保路基不下沉;另一方面需解決公路混凝土強度等級低，水泥用量少，從而形成了水泥用量少與耐久性要求之間的矛盾。

高性能混凝土是以耐久性為主要指標(biāo)，同時要具有高強、高早強、高施工性(高流動、高粘聚性、高可澆筑性)等優(yōu)異性能。其配制的基本思想是通過對原材料進(jìn)行選擇，優(yōu)化混凝土配比，摻入復(fù)合高效外加劑。同時摻入一些經(jīng)過處理的工業(yè)廢料如硅灰、粉煤灰、礦渣等，并從混凝土拌合物的流動性、施工工藝方面考慮，以獲得高流態(tài)、低離析、質(zhì)量均勻的高強混凝土。同時其耐久性要大大好于普通混凝土。

公路高性能混凝土應(yīng)根據(jù)公路混凝土的特點，結(jié)合高性能混凝土的優(yōu)點，綜合考慮其各方面的性能要求來進(jìn)行開發(fā)研究。但如果能從改變公路混凝土的施工工藝出發(fā)，不采用滑模攤鋪施工，而采用高流態(tài)(接近自流平)，坍落度達(dá)240～270mm的混凝土來施工，則該方法進(jìn)一步豐富了公路高性能混凝土的內(nèi)涵，其帶來的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益將是不可估量的。

4 高強混凝土應(yīng)用的施工工藝

(1)采用拌和性能好的攪拌設(shè)備。臥軸式攪拌機(jī)或逆流式攪拌機(jī)能在較短時間內(nèi)將其攪拌均勻，采用其他設(shè)備時須經(jīng)過試驗驗證拌合物的均勻性。

(2)制備高性能混凝土?xí)r，各種原材料的計量應(yīng)盡量準(zhǔn)確。使出機(jī)口拌合物的工作度穩(wěn)定，波動小，除對堆料和稱量裝置有較高要求外，

一個重要的控制因素是砂石含水量，即使攪拌設(shè)備上裝有先進(jìn)的含水量測定及控制設(shè)備，操作人員仍應(yīng)密切注意正在攪拌的混凝土，在其稠度發(fā)生波動時，及時加以調(diào)整。

(3)澆筑時不僅操作困難，而且也無法進(jìn)行外加劑的后添加。

(4)由于高性能混凝土的水灰比小，通常泌水少或不泌水。因此，須在澆筑后立即進(jìn)行濕養(yǎng)護(hù)，以防止塑性收縮裂縫的產(chǎn)生，由于其膠凝材料用量較大，為防止內(nèi)外溫度過大出現(xiàn)溫度裂縫，必須采取保溫措施。

5 結(jié)束語

高性能混凝土以其優(yōu)異的性能使得普通混凝土向高性能混凝土發(fā)展成為必然趨勢。高性能混凝土是混凝土技術(shù)進(jìn)步的標(biāo)志。應(yīng)用高性能混凝土對于公路橋梁本身是一種優(yōu)化，對于路橋事業(yè)的發(fā)展是一大保障，但在施工作業(yè)的過程中，要注意各個工序的落實程度，一定要嚴(yán)格按照要求采取有效技術(shù)措施，必須綜合質(zhì)量為標(biāo)準(zhǔn)，妥善的處理施工的全過程。