高性能混凝土在公路橋梁建設中的應用

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濟高速發展階段，經濟的發展帶動各行各業的進步。隨著社會水平的不斷提升，對于各事項的要求也不斷提升。比如交通運輸業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保養方面都面臨新的挑戰。公路橋梁使用質量及使用壽命提升、建設成本降低是當前階段路橋行業需要考慮的首要問題。傳統公路橋梁施工過程中采用普通混凝土，極易發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中的具體應用。

1、高性能混凝土在路橋中進行應用的意義探析

第一，滿足我國國際化目標的根本需求。路面設計的新要求于第十六屆國際混凝土路面會議上正式提出，對路面強度以及耐久性有了更高的要求。基于此種基礎，混凝土發展的必然趨勢是強度及耐久性的提升，從而使得混凝土鑄造路面的抗滲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。耐久性較強是高性能混凝土的基本特征之一，將其應用于公路和橋梁的建設中可有效提升路面及橋面的耐久性，提升對抗氣候及環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均可保持正常使用狀態。

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用的一種新型混凝土種類，以超高耐久性獲得建筑行業的青睞。簡單分析高性能混凝土的特征以及性能。

2.1 體積穩定性

混凝土各重要性能指標之一即為體積穩定性，高性能混凝土具備非常高的彈性模量和較低，并且變形表現非常低，所以相應的體積穩定性表現非常高。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40GPa甚至以上。對于混凝土穩定性的提升而言干縮值是非常關鍵的因素，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天內會始終保持在0.04個百分點之下。

2.2 強度

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

2.3 自密實性

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

水化反應和水熱產生的關鍵因素是石灰，石灰值和水化熱程正比例關系，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，所以水化反應會更加及時，水化熱產生相對較少。

2.5 收縮及徐變

收縮和徐變二者是呈現相反變化方向的技術指標，此規律同樣適用于高性能混凝土，只不過此種變化規律具有階段性差異特征。高性能混凝土早期收縮率會隨強度的增加出現小范圍提升，然后在中后期階段出現絕對相反狀態的變化。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?；谕拳h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之一為耐久性，也可稱之為最為關鍵的指標。在防滲、抗凍等方面具有十分優良的表現，高性能混凝土借助優異的密實性提升其抗化學腐蝕的能力，而此種功能普通混凝土并不具備。

2.7 耐高溫性

高溫環境下普通混凝土會發生爆裂情況，而此種問題困擾建筑行業許久仍不能進行有效解決。有研究表明，混凝土密度會對水分的排除造成阻礙，所以高溫環境下內部氣壓會隨之提升，從而強大的內部拉伸力產生，混凝土爆破或者脫落的情況也由此發生。高性能混凝土可借助其中摻雜的有機纖維在混凝土內部形成空隙，然后對蒸汽壓力進行降低，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生爆破和脫落的幾率。

3、高性能混凝土在公路中的應用分析

上述講到高施工性、高穩定性、高耐久性以及高抗壓強度是高性能混凝土的主要特點，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中進行應用的突出優點，首先可使得路基施工質量得到切實提升，最大限度降低路基下沉的可能性；其次可對公路混凝土強度等級較低的情況進行解決。

耐久性是高性能混凝土的主要指標之一，此外還具有高施工性、高強度等各種優勢。借助原材料的選擇對混凝土配比進行優化，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過加工的工業廢料，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據，最終獲得高流動性、低離析并且質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用分析

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

結語：

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