超高性能混凝土在桥梁工程中的应用探讨

超高性能混凝土在桥梁工程中的应用探讨

殷勇1孙朋伟2

1商南县鹿柏商砼有限公司，陕西省商洛市商南县726300

2陕西秦汉恒盛新型建材科技股份有限公司，陕西咸阳712000

摘要：最近几年来，我国建筑行业飞速发展，尤其是桥梁工程，根据有关的资料显示，我国的桥梁工程一直呈现上升的趋势。这种情况的出现主要的原因就是我国的交通压力越来越大，道路桥梁的使用程度逐年升高。超高性能混凝土在我国桥梁工程中的使用次数越来越频繁，超高性能混凝土也称UHPC，是一种新型的混凝土材料。这种材料一出现以后就受到了相关人员的广泛。超高性能混凝土与传统的混凝土材料不同，可以优化建筑桥梁的性能，增加桥梁的承受力度。这篇文章我们以超高性能混凝土作为文章的切入点，就其在桥梁工程中的应用展开讨论，希望可以引起人们的关注，解决相关人员的问题。

关键词：桥梁工程；超高性能混凝土；材料特性；力学性能；耐久性；应用

１引言

超高性能混凝土是一种新兴的混凝土材料，主要应用于桥梁工程，这种材料在桥梁工程中的应用可以有效地提高桥梁的承重情况，除此之外，还可以增加桥梁的延展性能。超高性能混凝土材料，也就是UHPC是一种复合性的混凝土材料，最早出现在法国，是由BOUYGUES公司研制出来的，这种新型的混凝土材料与传统的混凝土材料有本质的不同，可以提高混凝土的承载重量，除此之外，对混凝土的其他性能，例如：耐腐蚀性能、抗磨性能等，都有一定程度的提高。我国使用的超高性能混凝土主要为200MPa，这种等级的超高性能混凝土保养起来较为简单，没有太多复杂的步骤。我国超高性能混凝土主要应用于桥梁工程，超高性能混凝土在桥梁工程中的应用可以有效地提升桥梁的承重能力，有关人员通过实验对比的方式，得出以下结论：使用超高性能混凝土作为施工材料的桥梁的使用寿命远远长于没有使用超高性能混凝土材料的桥梁。

2ＵＨＰＣ的制备技术和材料特性

2.1制备技术

超高性能混凝土在配置的过程中需要考虑以下的因素：首先，超高性能混凝土材料的配合比是否满足桥梁工程项目的需要，一般情况下，道路桥梁对超高性能混凝土的材料的配比有一定程度的要求，例如：粗骨料的直径应该小于一毫米，对直径过大的粗骨料进行筛选，这样对提高超高性能混凝土的融合度有非常重要的作用；其次，提高超高性能混凝土的堆积密度，根据桥梁工程项目的需要选择合适的颗粒状态；第三点，对其他材料的选择也应该提高关注度，尤其是减水剂的选择，要选择活性较高的减水剂，合理的选择减水剂对于提高超高性能混凝土的水胶比具有非常重要的作用。桥梁工程使用最多的、质量最好的超高性能混凝土的水胶比一般较低，因此，在配置超高性能混凝土的过程中应该降低混凝土的水胶比，提高超高性能混凝土的材料强度。

不同功能的超高性能混凝土材料的配比原理不同，桥梁工程使用的超高性能混凝土的配比原理如下：要对材料中直径过大的粗骨料进行筛选，提高颗粒之间的密度，降低颗粒之间的距离。通过以上的方式来提高超高性能混凝土材料的硬度情况。

我国有关超高性能混凝土材料的行业起步较晚，与发达国家相比还有一定的差距，为了尽早缩短这些差距，我国与超高性能混凝土材料有关的研究人员对国外相关行业进行研究，得出了以下的结论：在配置超高性能混凝土时，每个国家的不同研究机构选择的配比材料大致相同，但是不同研究机构在配置超高性能混凝土材料时，配合比的选择有明显的不同，我国的研究机构应该加强对超高性能混凝土的研究力度，尽早缩短我国与发达国家之间的差距。

2.2材料特性

超高性能混凝土材料与其他的混凝土材料相比，存在一定的差距，因此，要对材料的特性进行关注。超高性能混凝土材料的材料特性如下图所示：

从图中，我们可以看出，混凝土的种类主要有三种，分别是NC,HPC以及UHPC，不同种类的混凝土材料的性能不同。其中，影响混凝土材料的性能主要有九种，分别是：抗压强度、抗折强度、弹性模量、材料断裂韧性、氯离子扩散系数、溪水特定以及磨耗系数等等。我们选择了几种较为常见的因素进行讨论：首先是抗压强度，有关的工作人员通过调查资料以及实验等方式，得出UHPC的抗压强度最强，NC的抗压强度最低；其次是谈碳化深度，碳化深度与抗压强度相反，NC的碳化深度最深，UHPC的碳化深度最小。在对不同系数进行调查时，要选择合适的实验方法，降低误差等情况的发生。

3制约ＵＨＰＣ在桥梁工程中应用的因素

我国超高性能混凝土行业虽然在短时间内取得了明显的进步，但是仍然存在一些缺点，这也是为什么超高性能混凝土没有在桥梁工程中大规模使用的原因。我们就超高性能混凝土材料的两个问题展开讨论：首先尽管我们对超高性能混凝土材料的配比技术有了一定程度的了解，但是在如何提高超高性能混凝土的质量方面还是有发展的空间，例如：粒子之间的距离如何缩短、配比差异怎么消除以及超高性能混凝土的硬度如何提高等等，这都是现在相关工作人员首先要考虑的问题；第二点，超高性能混凝土在大规模的制备的过程中，很容易出现不凝固的现象，导致无法结团，为了尽量避免这种情况的发生，就要使用搅拌机器，提高搅拌速率，但是现阶段，我国相关设备还不完善，导致混凝土在浇筑时也存在一定的问题。超高性能混凝土材料的使用有效地解决了我国建筑行业存在的问题，但是，由于我国相关行业起步较晚，超高性能混凝土在建筑工程中的使用方面还存在一些的问题，如何解决这些问题是现阶段有关的工作人员主要思考的问题。制约超高性能混凝土在桥梁工程中的使用因素有很多，其中，混凝土的配比技术在其中占有非常关键的地位，因此，在进行桥梁施工之前，要对桥梁工程进行充分的分析，配比出合适的超高性能混凝土。

4超高性能混凝土配合比影响因素分析及调整

不同桥梁工程对超高性能混凝土材料的需求不同，接下来我们从几个方面对影响超高性能混凝土配比的因素进行研究：

4.1结构部位对和易性的要求

在超高性能混凝土配比的过程中，和易性是首先要考虑的因素，不同结构部位的超高性能混凝土的和易性要求不同，因此，要对桥梁工程进行充分地分析之后在进行混凝土材料的配比。通过对有关的资料进行分析，我们可以知道，在桥梁施工的过程中，要根据结构部位的不同选择合适的配比技术，一般情况下，在进行超高性能的混凝土的配比过程中，主要使用的材料是活性掺合料以及缓凝剂，这两种材料的使用可以有效地降低混凝土材料的水化热，有利于工程项目的进行。一些桥梁工程在进行的过程中，需要进行泵送施工，在这种情况下，超高性能混凝土材料在进行配比时，就需要加入一定量的泵送剂，维持超高性能混凝土材料的流动性。

4.2结构部位对超高性能混凝土力学性能的要求

超高性能混凝土材料的力学性能也是桥梁施工首先要考虑的因素之一，要对不同结构部位的混凝土材料进行分析，通过对有关的资料进行分析，我们可以知道，梁、板以及桩等部位需要的超高性能混凝土材料的力学性能都不相同。也因此，在进行超高性能的混凝土材料配比之前，要制定好相关的设计方案，降低误差等情况的发生。一般情况下，有关的工作人员可以对需要的超高性能的混凝土的硬度等级进行分析，选择合适的配比方式。

5结语

超高性能混凝土材料在桥梁工程中的使用可以有效地提高桥梁的使用寿命以及使用性能，相关的人员应该不断提高超高性能混凝土的质量，推动我国桥梁行业的发展。

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