高性能混凝土在公路桥梁工程中的应用

高性能混凝土在公路桥梁工程中的应用

李国伟

江苏苏博特新材料股份有限公司211103

摘要：一直以来，混凝土是现代化工程项目建设中的主要施工材料之一，受到了人们的广泛关注。高性能混凝土是在原有混凝土的基础上掺入一些外加剂，从而提升其性能，在工程项目施工中具有良好的应用效果。本文从高性能混凝土的概述出发，进一步探讨了高性能混凝土在公路工程中的应用分析。

关键词：高性能；混凝土；公路；应用；发展

1.高性能混凝土概念

高性能混凝土是以耐久性为主要的设计指标，采用现代技术制备出新型材料，与传统的技术相比，混凝土的性能得到了大幅度的提升。高性能混凝土根据不同的施工要求，着重保证其耐久性、和易性、适用性、强度、体积稳定性和经济性。高性能混凝土的主要特点是具有优异的耐久性而不是高强度，同时它还具有良好的工作性能、优良的机械性能和经济性。相比较于普通的混凝土，高性能混凝土的特点是浇注、捣实过程中不会产生离析现象，能长期保持机械性能，早期强度高，体积稳定性好。混凝土在新拌状态下具有良好的和易性，即高流动性，无离析和泌水现象，有利于混凝土拌合均匀密实；混凝土早期所产生的水化及硬化收缩小，有效避免了因干燥收缩变形产生的裂缝；低渗透性，抗外界因素能力强。

2.高性能混凝土的应用

目前，我国一、二级公路和高速公路均采用高性能混凝土。一、二级公路根据公路的任务、功能和通行能力进行区分。通常，城市的高速公路是一级或二级公路，这是人们所经过的车道最多的公路。因此，安全性和耐久性需要经过一个很大的测试。公路是我国今年最大的公路建设投资项目。我国公路在交通运输业中也占有十分重要的地位，对公路的要求相当高。因此，高性能混凝土在公路施工过程中得到了广泛的应用。

我国一、二级公路和公路是非常重要的交通道路，无论是出于安全或使用寿命的考虑，其质量都有非常严格的要求，所以使用高性能混凝土是非常重要的。高性能混凝土能使路基更稳定，有效地保持路基形状，避免路基沉降的情况。另外，由于公路混凝土中水泥含量少，耐久性与水泥用量低之间存在矛盾。用普通混凝土很难解决这一问题，但高性能混凝土的流动性好、浇注性好、粘结性好等特点，正好可以解决这一问题。这是高性能混凝土在二级公路和公路公里使用中的优势。

高性能混凝土的使用应具有一定的科学性。在公路建设中，无论是高速公路还是一般道路，都要充分考虑公路的特点。在充分了解道路的设计使用要求的基础上，结合高性能混凝土的特点，科学地选用混凝土及施工工序。这样，高性能混凝土的使用就更加合理，提高了使用效率，无论对经济还是社会，都会有较好的效益。

与以往相比，现代桥梁工程施工技术难度较大，验收要求较高。与原有桥梁相比，新桥跨度较长，主桥墩间距较大，但构件较薄。在建设过程中，横跨在空中的主桥结构必须要保证有足够的强度和韧性，为了是桥梁能够满足力学验收标准，易于施工，且不能超出预算的施工成本，施工单位通常会选用强度高、耐久性好、经济效益高的高性能混凝土。高性能混凝土能够满足上述所有条件，水中桥墩和桥墩基础需要更好的体积稳定性和良好的抗腐蚀性。含碳硅高性能混凝土是最佳选择。高性能混凝土在桥梁施工中应用的另一个重要原因是材料的后续养护很少。所建桥梁可在恶劣环境下使用多年，经济效益很高。

3.高性能混凝土的施工工艺

（1）配合比设计。高性能混凝土的配合比设计相对复杂，同时也是保证混凝土质量符合设计要求的重要前提。首先，水的选择，为了保证混凝土的质量，最好的选择是用自来水调配。在细集料中，可选用河砂或粗砂或中砂，以保证粗砂和中砂的使用效果。粗集料应选择粒径、颗粒形状等。水泥是混凝土配合比中最重要的原材料，选用的水泥必须符合有关要求和标准，高相容性、高分散性和减水性是基本标准。此外，还应注意添加一定的添加剂，以有效降低水灰比。在最后的混合过程中，我们还需要选择一个精确的搅拌机。

（2）混凝土搅拌。搅拌是制备混凝土的重要过程，对混凝土的质量有着一定的影响。在公路工程施工中，搅拌的基本目的是实现均匀搅拌，同时具有加强和塑化公路路面的作用。为了达到均匀搅拌的效果，一般使用强制搅拌机进行搅拌，在这一过程中，必须根据配合比精确控制水的用量，在专业技术人员的指导下，选择适当量的高效减水剂应是科学和合理的，同时要控制材料的投放顺序和搅拌时间。例如，在山西省的一条公路建设中，采用高性能混凝土对公路进行加固。混凝土搅拌机采用JZC350锥形倒卸料。搅拌技术中的给料顺序是将水泥、石、粉煤灰、砂拌入混凝土搅拌机中，搅拌30秒，然后与JZC350锥形倒排料混合。将水和高效减水剂放入搅拌机，搅拌150秒后排放。通过搅拌，可以获得保水性、粘聚力和均匀性好的高性能混凝土。

（3）混凝土运输。混凝土制拌完成后，必须及时使用搅拌车进行运输。在混凝土运输过程中，应连续搅拌，搅拌筒的搅拌速度应为1-3r/min，在浇筑和振捣方面，应遵循以下两个原则：一是对搅拌均匀的混凝土进行分层振捣浇筑；二是分层厚度应尽可能小于800mm。振动时，必须快速缓慢地插入和拔出。每一点的拆除时间应在混凝土表面显示出浆状且不再有气泡和下沉之前。在山东省某公路高性能混凝土养护加固中，由于该公路工程的施工场地离搅拌站不远，考虑到节省工程费用，且混凝土单耗不大，采用小型自卸汽车运输混凝土。在混凝土浇筑时，使用振捣器进行微振，严格控制振捣时间，同时根据振捣情况随时进行人工修整，保证混凝土浇筑质量。

（4）混凝土浇筑。在进行混凝土浇筑前，必须要测量混凝土的温度、坍落度和含气量。混凝土的自由倾斜度不应大于2米，大于2米时，应采用辅助设备运输混凝土，以保证混凝土不离析。混凝土浇筑采用分层连续推进法。浇筑时间间隔不得超过90分钟，施工缝不得随意留设。高性能混凝土具有良好的流动性，易于调平和压实，不需要强振捣。它只需要低频振动捣固机，可增加振动点间距，缩短振动捣固时间。不允许随意加密和泄漏振动。各点的振动应以表面无泥浆或气泡为基础，一般不超过一秒钟，以避免过振。但由于钢筋间距小、密实，仍需振动捣实，以防漏振。混凝土浇筑完毕后，应仔细压实、抹平，平时不得洒水。此外，还有混凝土养护等施工技术。

（5）混凝土养护。养护过程也是保证混凝土结构质量的关键技术，由于高性能混凝土水灰比小，高性能混凝土路面基本上不泌水。因此，在浇筑完成之后，必须要及时对混凝土路面进行养护，保证混凝土早期强度能够稳定的上升。混凝土浇筑完成后，如果养护不当，将会导致结构发生裂缝，不仅影响公路的美观，还大幅度降低了公路的使用寿命。

5.小结

在公路建设中，高性能混凝土提高了公路路面的承载力和使用寿命。随着配置方法、施工工艺和质量控制措施的不断改进和发展，高性能混凝土将具有更稳定、更好的性能，并将越来越广泛地应用于公路工程施工中。因此，需要不断的研究和经验总结，以提高其在建筑行业中的应用水平。

参考文献

1.高性能混凝土发展现状与展望综述[J].冯黎娜.河南建材.2011

2.公路桥梁中高性能混凝土应用研究[J].彭彬.交通世界.2018

3.高性能混凝土的体积变形及裂缝控制[M].中国建筑工业出版社,姚燕,2011