高性能混凝土在橋梁工程施工中的應用分析

郝松梅

(山西省路橋建設集團有限公司)

混凝土的工程結構隨著技術進步跨度更大、建筑更高、承載力更強。高性能混凝土因其強度高、耐久性好、體積穩定等特性被大多數國家認可并廣泛應用于大型工程項目，如在公路橋梁、鐵路橋梁、高層建筑中發揮出巨大的優勢，并在經濟性、安全性、環境適應性等方面有很好的效果。

1 橋梁工程施工中高性能混凝土的概況分析

1.1 高性能混凝土的特點

(1)強度高

對于混凝土而言，最根本的要求就是強度達標。由于混凝土結構各不相同，對于強度的要求也很難統一。例如，在道路橋梁工程中，要求混凝土的強度非常高，因此，使用高性能混凝土能達到穩固橋梁構造的作用。

(2)耐久性高

混凝土耐久性指的是其抵抗化學腐蝕、大氣作用、磨損等劣化環境的能力。劣化的誘因主要是混凝土內含有部分有害物及水分，因此，混凝土的強密實性是其高耐久性的有利保障。要獲得混凝土的強密實性，必須控制水量，少用水泥并摻入高活性礦物質，使有害物質及水分不被滲入，由此得到混凝土的高耐久性。

(3)適應性好

混凝土橋梁工程逐漸向大跨度與高負荷力方向發展，要讓混凝土的拌合物具備高性能并且便于澆灌，在施工中不能出現離析現象，能廣泛應用于預應力箱梁、混凝土鋼管拱橋、斜拉橋塔等各類橋梁施工。性能好的混凝土能保證澆灌的質量，確保其強度、密實性、穩定性和耐久性。在配置高性能混凝土時要用大量的細礦渣并改善其粘性。

(4)經濟性強

試驗通過油紅O染色檢測分析了線蟲體內脂肪的變化情況。圖6結果可以直觀的顯示，試驗組線蟲的脂肪含量明顯要低于對照組，且隨著L-阿拉伯糖濃度的不斷增加脂肪含量逐漸減少。這一試驗結果和甘油三酯含量測定結果相同，進一步說明L-阿拉伯糖具有明顯的降低脂肪合成作用，具有一定的降脂功效。

高性能混凝土比普通水泥的水泥用量少，不但能夠降低減水劑的使用量，而且能節約水泥使用成本，達到節省原材料成本的目的。一些特殊工程，如跨海大橋中使用的混凝土要摻入抗滲劑、抗腐劑等各種外加劑，此外，普通混凝土的耐久性和強度不夠，在使用中容易出現病害，后期維護費高，而高性能混凝土的使用能夠有效節省這些成本。

(5)環保性好

高性能混凝土通過減少混凝土的使用，可以節約在橋梁建筑工程中煤、礦石、砂、水、土地等能源的消耗。此外，能有效減少廢渣和有害氣體的排放，有效降低維護費用，達到節能減排的目的，其環保性較好。

1.2 橋梁建筑施工中應用高性能混凝土的優勢

(1)高性能混凝土符合施工需要

高性能混凝土具有耐久性好、強度高、結構穩定等特點，這些特點是橋梁施工的必須條件，基于這種要求，施工單位設計時應該把應用高性能混凝土納入標準規劃。在橋梁施工過程中使用高性能混凝土不但能使資源發揮出更大的優勢，同時也能縮短施工周期，提高工程效率，大量橋梁工程的實踐表明，在總荷載中，很大比例的重量是橋梁自身的重量。因此，使用高性能混凝土能夠減輕橋梁自身重量，加強結構的耐久性，使截面高度降低;前期就達到高強度，便可加快進度，提高工程效率。

(2)高性能混凝土能提升橋梁跨度

現代社會經濟高速發展，對橋梁跨度也提出了新的要求。隨著我國交通運輸事業的高速發展，公路、鐵路橋梁建設所使用的混凝土也隨之變化，強度等級不斷提高，這些因素都對混凝土性能要求更高。在我國大型的跨河、跨江、跨海的橋梁建筑工程中，許多已經嘗試使用C50～C60級泵運輸混凝土，如廣東的虎門大橋和江蘇的楊浦大橋等，從對高性能混凝土使用的回饋情況可以判斷其能夠很好地提升橋梁的跨預應力。

(3)高性能混凝土能延長橋梁使用年限

在橋梁建設中使用高性能混凝土不但能讓資源優勢充分發揮，而且對延長橋梁的使用年限起到很好的促進功效，高性能混凝土能有機結合其他建筑原材料，效果大大強于普通的混凝土，所以說高性能混凝土能有效延長橋梁的使用年限。世界上其他國家的高性能混凝土通常用在跨度大的橋梁建設工程上。例如日本著名的明石海大橋和加拿大的聯盟大橋等，其使用壽命均較長。

2 橋梁工程施工中高性能混凝土的應用分析

2.1 橋梁施工中高性能混凝土的配比要求

(1)水泥和骨料之間的配比

高性能混凝土需采用細度合格、組成合理的高標水泥，還應盡量選擇水化熱低、需水量小的標準稠度水泥，如此操作便于挑選超塑化劑且能在較低的水量下具有不錯的流動性。高性能混凝土對于骨料的要求與一般混凝土不相同，高性能混凝土要求骨料強度高，通常選用，硬質砂巖、花崗巖和石灰巖等，還需要加強對骨料的表面特征、粒徑、用量等指標的控制。

(2)水灰比和高效減水劑

降低水灰比是配置高性能混凝土的有效途徑，這樣能提高混凝土的密實性，使其耐久性和強度明顯增加。高效減水劑又稱表面活化劑，能使水泥漿流動性得到提高，讓混凝土具備高坍落度，同時也能加速水泥水化作用，提升早期強度。高效減水劑能讓混凝土具備高耐久性、高強度并易于施工的特性。

(3)礦物質摻合料

礦物質摻和料是高性能混凝土材料的重要組成部分，摻和料可為細礦渣粉、粉煤灰、硅粉或沸石粉，可并用亦可單獨添加，其實質在于使混凝土拌合物流變性能得到有效改善，提升混凝土的耐久性和強度。

(4)根據橋梁特征合理配比

要使橋梁建設具有穩定性和堅固性，施工過程中需要注意以下幾點:①耐久性，能承受各種自然與人為考驗，延長橋梁使用年限。②標準性，根據橋梁規格，達到標準的配比要求。③監控性，高性能混凝土需要高質量的原料及有效的配比參數，需要較高的配比精確度。

2.2 橋梁建筑工程中高性能混凝土的施工工藝

(1)高性能混凝土在設備及原材料上的使用

高性能混凝土在用水量上比傳統的混凝土少，水膠濃度低，拌合過程中易稠，因此在設備的選擇上應該用性能好的攪拌設備，為了確保能在短時間內使攪拌均勻，應該采用臥軸式的攪拌機或者逆流式的攪拌機。高性能混凝土在制備的過程中，必須確保原材料精準計量，還應使出機口的拌合物運行穩定，波動幅度小，確保稱重裝置和堆料符合標準，注意控制砂石的含水量，定期測試攪拌設備的含水量，施工人員要著重關注攪拌中的混凝土，以便其稠度發生變化時能及時調整。

(2)高性能混凝土的運輸及維護措施

橋梁施工中運輸高性能混凝土要采用泵送和罐車的方式進行，傳統手推車的運輸方式不僅施工難度大，也不利于后期添加外加劑的操作。由于高性能混凝土水灰比相對于傳統的混凝土少，經常不泌水或者泌水少，因此澆筑后要立即實施濕養護，防止產生收縮性裂縫。高性能混凝土在制作過程中需要使用大量的凝膠材料，必須實行保溫措施以防止內外溫差過大而出現裂縫。橋梁公路建筑中的高性能混凝土應添加優質的礦物料和高效的外加劑來改良混凝土的內部結構，提升其耐磨性、耐久性等性能。此外，高性能混凝土在建筑橋梁中的耐久性也應受到相關主管部門重視，從戰略角度重新考量這些問題，研究橋梁建筑中高性能混凝土也要結合實際要求與自身特性進行。

3 橋梁工程施工中應用高性能混凝土應注意的問題

3.1 嚴格把關原材料的質量

高性能混凝土需采用性能穩定的常用硅酸鹽水泥或者級數超過52.5的硅酸鹽水泥進行配制，采用的立方體巖石抗壓度大于1.5倍強度混凝土的粗骨料碎石，選料要干凈，粒型好;細骨料應該采用的中砂細度模數要大于2.6，含泥量不超過1％并且具備良好的級配。

3.2 保證高性能混凝土的流動性

加入高效的減水劑以改善混凝土的和易性，降低水灰比，加強流動性;為確保混凝土出機后3h之內的坍落損失度不高于15％，需加入特別的保塑成分;粗骨料應該采用良好級配的碎卵石，其直徑在5～20mm之間，采用中砂作為細骨料，有效提高混凝土的保水性和黏性。

3.3 降低混凝土的水化熱

水化熱就是水與水泥發生反應時釋放的熱量，高性能混凝土的凝膠含量高，因此具有高水化熱，使得高性能混凝土容易出現裂縫，這對于的性能產生了很大的影響?？梢酝ㄟ^以下途徑改善水化熱:降低水泥的使用量或加入優質摻合料、緩凝劑、保塑劑以及減水劑等。

3.4 加強高性能混凝土的養護工作

高性能混凝土的材料內部水分不足，水灰比低，而且表面凝固后便失水，產生裂縫。因此需要對高性能混凝土進行養護，采取灑水，覆蓋等措施，從而防止混凝土因施工中的溫度變化而產生裂縫，提高混凝土的耐久性和強度。

綜上所述，高性能混凝土因其耐久性好、強度高、環保性好及經濟性強等特征廣泛運用于橋梁建筑工程中。為了使高性能混凝土相當于普通混凝土的優勢得到充分發揮，應該加強橋梁建筑工程中控制原材料的質量，優化配比，并對混凝土及時進行養護，以此保證高性能混凝土的抗滲性、強度、耐久性等特性，提升工程質量，延長橋梁使用壽命。

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