道路桥梁中高性能混凝土的应用分析

道路桥梁中高性能混凝土的应用分析

李洪来

山东修远路桥工程有限公司

摘要：高性能混凝土是近期混凝土技术发展的主要方向，优质材料的配制、易浇筑、不离析、力学性能稳定、早期强度高、韧性好，特别适用于暴露在恶劣环境中的高层建筑、桥梁和建筑物结构。为了提高混凝土的高工作性、高强度和体积稳定性，必须通过科学的准备工作，提高混凝土的浇筑和夯实质量，引进施工方法和技术，提高路桥的使用寿命和综合经济效益。分析了高性能混凝土的特性及其在公路桥梁施工中的应用。
关键词：道路桥梁：高性能混凝土；应用

1 概述

目前，除了高层建筑工程外，高性能混凝土在道路桥梁工程中的应用很是广泛，在施工中的应用也不少，通过对高性能混凝土技术性能的分析，挖掘其特点，以期发挥其在促进公路桥梁工程建设中的作用。高性能混凝土是人们经常与高强混凝土结合使用的混凝土，其优质高性能混凝土不仅具有高强度，而且还具有相当高的刚度、弹性质量和耐久性。由于使用普通混凝土，混凝土车道因冻融产生裂缝或剥落，造成许多桥面严重破损，混凝土桥梁在地震中倒塌，给施工造成很大的麻烦。只有使用高性能混凝土才能避免这些本不应发生的事故。高性能混凝土往往与高强混凝土有关，其质量是高能混凝土，不仅强度高，而且具有高刚度、弹性模量和耐久性。

2 高性能混凝土特点

高性能混凝土(hpc)是采用传统的材料和工艺制备而成，具有结构所要求的高耐久性、高工作性和高体积稳定性的力学性能。高性能混凝土具有以下特点:

2.1高强度: 高性能混凝土的抗拉强度和抗压强度相对较高，早期强度发展加快，后期强度发展加快，强度增长速度低于普通强度混凝土。高性能混凝土耗水量大，流动性好，抗离析能力强，具有优良的填充性能。因此，大流动度高性能混凝土的适当配合比具有较好的自密实性。

2.2体积稳定性： 高性能混凝土由于其强度高、体积稳定性好、弹性模量高、成本收缩和徐变小等优点，比普通混凝土具有更大的优势。高性能混凝土的弹性模量一般为40ー45gpa，约为普通混凝土弹性模量的2倍。同时，采用高强度粗骨料可以降低能耗，有效地降低水泥浆体的含水量，有利于混凝土的干燥，不易变形，从而保证了高性能混凝土的体积稳定性。

2.3收缩和徐变：高性能混凝土的总收缩与强度成反比，强度越高，总收缩越小。高性能混凝土的早期收缩随温度的升高而增大，随生长强度的增大而增大。相对湿度和环境温度仍然影响混凝土的高性能。高性能混凝土与普通混凝土相比，具有较高的强度，高性能混凝土的徐变总量明显减少。

2.4耐久性： 高性能混凝土的抗冻性和抗渗性明显高于普通混凝土，氯离子含量高，渗透性明显低于普通混凝土。高性能混凝土具有较高的密实性和抗渗性，其抗化学腐蚀性能明显优于普通强度混凝土。

2.5耐火性。高性能混凝土在高温条件下，由于混凝土的高密度，使得自由水难以快速从孔隙中排出，体系内部形成的蒸汽压力达到饱和蒸汽压力。内压使混凝土在施工过程中产生5mpa 的拉应力，从而引起混凝土的爆炸侵蚀和脱落。在这种情况下，可以在高性能、高强度混凝土中加入有机纤维，并在高温下使用，低强度混凝土中的纤维可以熔化和挥发，形成许多连通的孔隙，使高温作用产生的蒸汽压力得以释放，从而提高高性能混凝土的耐高温性能。

3 高性能混凝土在道路桥梁建设中的应用意义

随着社会的不断发展，交通运输业也越来越发达。再加上人民生活水平的不断提高，私家车越来越多，这些都给我们国家带来了很多机会，公路交通也带来了很大的压力。经过长时间的实践，传统的路桥施工方法往往受到各种因素的影响，路桥施工质量难以达到预期的效果。而且即使施工验收合格，也会在长期运行中出现不同程度的病害。

4高性能混凝土在道路施工和桥梁施工中的应用

4.1在道路工程施工中，直接影响施工质量的主要部分有路基施工质量和路面施工质量两个方面需要考虑。该混凝土具有施工方便、性能稳定、强度高、耐久性强等优良的力学性能，提高了路基路面的施工质量。由于道路在实际运营中需要受到许多外部环境因素的影响，如阳光照射、雨水侵蚀渗透、驾驶磨损耗、雨雪冻结和其他物种侵蚀环境等，这就要求道路的性能主要是耐久性。 只有在保证其原有性能的基础上，才能确保其耐久性。在配制道路工程用高性能混凝土时，要严格检验原材料的选择，确保原材料的质量和性能达到有关要求。通过试验优化了凝析油的混合比例，并加入高效掺合料，严格检查质量，确定配合比。同时，还可用于配制粉煤灰、矿渣等高性能工业废料，以减少水泥用量，改善混凝土的流动性和工作性，从而获得高流动性、低分散性、高强度、质量均匀的混凝土。

4.2高性能混凝土在桥梁施工中的应用

高性能混凝土广泛应用于许多海洋结构和大跨径桥梁混凝土施工中，包括大跨径桥梁的混合料施工。主要用于主梁、桥墩基础、硅粉水泥混合料。高性能混凝土应用范围广，具有易浇筑、无离析捣固、优质长期保养机械性能、早期强度高、韧性好、体积稳定性好等优点，在使用寿命长、强度高、流动性好、耐久性好。推广高性能混凝土在桥梁中的应用，可以延长桥梁的使用寿命，取得良好的经济效益。现在高性能混凝土的耐久性、维护难度和施工经济性已成为工程建设的目标。例如，某些桥梁的设计寿命为100年，采用的“高性能海工混凝土”是以粉煤灰、矿粉等废料为原料，经腐蚀变质而成为一种特殊的搅拌材料，使海工混凝土具有高质量强度、耐久性、耐腐蚀性等特点，施工方便，直接节约材料，成本。不仅效果稳定，而且可以感知混凝土在高疲劳状态下的通过率。高性能混凝土在桥梁工程中的优点是: (1)跨径较长(2)主梁间距较大(3)构件较薄(4)耐久性提高(5)力学性能得到加强。

5高性能混凝土的施工工艺应注意的问题

虽然高性能混凝土在路桥施工中具有很大的应用优势，但在实际工程实践中，应根据实际情况合理选择和配制高性能混凝土。同时，不仅要从质量、成本、性能等方面综合考虑高性能混凝土的使用，而且要运用适当的施工技术，做好现场质量管理工作。

5.1 采用拌合性能好的搅拌设备。

由于高性能混凝土耗水量低，搅拌难度大，水胶比低，因此需要使用具有良好搅拌性能的搅拌设备。水平轴式混合器或逆流式混合器可在短时间内均匀混合，其它装置使用，混合物的均匀性在配制过程中必须经过试验验证。

5.2 各种原材料的计量要应尽量准确。

出口稳定度小波动的拌和工作，除了对堆垛称重装置有较高要求外，还要严格控制砂石含水量，配备先进的含水量测控设备，操作人员应密切注意混凝土的拌和情况，及时调整浓度波动。

5.3 采用机械运输和浇筑方法。

采用台车运输和浇筑混凝土，不仅施工难度大，而且不能保证路桥施工的施工要求，因此在路桥施工中，混凝土的运输和浇筑应采用罐车和泵车。

5.4 做好养护工作。

高性能混凝土技术虽然较高，但如果在浇筑完毕后，不及时合理的养护，将严重影响道路和桥梁结构的施工质量。在养护工作中，特别是对温度和湿度的合理把握，一般要保持水分和保温，避免混凝土结构出现收缩裂缝，一般养护时间不得少于14天。

结束语

综上所述，高性能混凝土具有工作性能好、体积稳定性高、耐久性好、机械强度足等优点，广泛应用于道路、桥梁等领域。要提高其性能，不仅要从原材料和配合比上充分认识其特点，而且要从施工上充分认识其特点，只有这样才能保证施工质量、高性能混凝土质量和实际使用效率。

参考文献：

[1]熊浩翔.道路桥梁中高性能混凝土的应用分析[J].四川水泥,2021,{4}(07):13-14.