[高性能混凝土在高速公路上的应用] 高性能混凝土应用
时间：2019-04-20 03:14:09 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：高性能混凝土具有高耐久性、高强度、高稳定性及高工作性，被建设行业和专业人士认为是最全面的混凝土。因此，其在高层建筑、公路桥梁、铁路客运等工程中广泛使用，成为现代施工项目中最重要的施工材料。为了使其得到进一步推广和使用，本文扼要分析了高性能混凝土的施工技术及工艺，并用具体实例论述了其在高速公路桥梁工程中的应用。
关键词：高性能混凝土；高速公路；施工技术；应用
Abstract: the high performance concrete with high durability, high strength, high stability and high workability, be construction industry and professional people thought that was the most comprehensive concrete. Therefore, its in high-rise buildings, road Bridges, passenger rail projects used extensively, become the modern construction project in the most important construction materials. In order to make its further spread and use, this article briefly analyses of the high performance concrete construction technology and process, and discusses the specific examples in highway bridge engineering application.
Keywords: high performance concrete; Highways; and Construction technology; application
中图分类号：TU37文献标识码：A文章编号：
随着建设项目施工技术和工程质量要求不断提高，高性能混凝土在自身优势下在高层建筑、道路桥梁、铁路客运等工程中得到广泛使用。高性能混凝土是一种新型的高技术混凝土，以耐久性作为设计的主要指标，在配置上采用低水胶比、选用优质原材料并掺加一定数量的矿物质和高效外加剂，全面提升混凝土耐久性、强度、工作性和体积稳定性。针对高速公路桥梁中普遍存在的裂缝病害、承载力及抗变形能力低等问题，高性能混凝土能够有效消除相关病害和问题，确保公路具有长的使用寿命。
一、高性能混凝土施工技术及工艺
（一）原材料及其选择
高性能混凝土原材料种类与一般混凝土基本相同，同样包括水泥、粗细骨料、矿物质、外加剂等材料，只是在质量、规格选择上有所不同。为了保证高性能混凝土具有高耐久性、高工作性、高体积稳定性等性能，设计人员在设计过程中必须严格选择原材料，严把进场关、质检关和施工关。
（二）配合比设计
胶凝材料和矿物质粉煤灰作为保证混凝土高耐久性的基本物质，设计人员在设计原材料配合比时需要特别注意胶凝材料用量和粉煤灰的所占比例，尤其胶凝材料。高性能混凝土中的胶凝材料用量不仅有最低限度要求，还有最高限度要求。通常情况，C30及以下级别的混凝土中胶凝材料总量不宜超过400 kg/m³，C35- C40级别的混凝土中胶凝材料总量不宜超过450kg/m³。
高性能混凝土中的胶凝材料一般采用粉煤灰、矿渣粉等矿物掺合物与硅酸盐水泥一起作为胶凝材料。这种做法，不单单是为了降低工程施工成本，对提高混凝土耐久性和抗化学侵蚀能力也具有显著作用。通常情况下，粉煤灰掺和量应在20%以上，但最高不可超过50%。
（三）含气量设计要求
高性能混凝土施工中关于含气量设计要求，是其与一般混凝土的主要区别。一般情况下，只有在有抗冻要求时才会特别注意混凝土的含气量控制，但是这种思考模式是片面的。其实，混凝土中存在适当的“气”，不仅能改善混凝土抗冻性，也可以降低混凝土的泌水性。因此，在高速公路高性能混凝土施工设计中含气量应不小于2%，但不宜过高，否则会产生反面效应。
（四）拌合高性能混凝土混合料
搅拌混凝土混合料，施工人员必须严格按照设计配合比准确称量原材料，偏差浮动不可超过规定范围。高性能混凝土混合料搅拌必须使用配有自动计量装置的强制搅拌机，比如卧轴式、行星式或逆流式的强制搅拌机。具体搅拌过程包括以下步骤。
第一步：先将粗细骨料投入搅拌机，加入适当的水，并搅拌30s；
第二步：然后加入外加剂，再搅拌30s；
第三步：之后加入水泥和矿物掺和物，再进行搅拌。注意总搅拌时间应超过2min，但不易超过3min。
上面这种方法应属于外加剂后掺法，如果采用净浆裹石法，其操作程序包括以下步骤。
第一步：先将部分水泥和水投入搅拌机中，搅拌成水泥净浆；
第二步：搅拌成水泥净浆后投入碎石，然后进行拌合作业；
第三步：拌合后，将粗细骨料、矿物掺和物及剩余水泥和水加入搅拌机，再次进行拌合。
（五）浇筑及振捣
进行混凝土浇筑工作前，施工人员一定要按照相关规范标准，利用各种设备检测混凝土的温度、水胶比、含气量及塌落度是否达到设计要求。待一切都满足设计要求时，才可以进行混凝土浇筑工作。浇筑过程中应注意以下问题：浇筑时混凝土自由倾落高度不得超过2m，当大于2m时应设置滑槽、漏洞等装置辅助运输混凝土；不得随意留设施工缝；新浇筑混凝土温度与邻接已硬化的混凝土温度差不得超过15C°，等等。
完成浇筑工作后，便可进行振捣工序。振捣工具可以采用附着式平板振捣器、表面平板振捣器，并在振捣过程中严谨碰触钢筋及预埋件。振捣时间以为表面泛浆、不冒大气泡为准，正常不宜超过30s。
（六）检测与养护
完成浇筑工作后，施工人员应测量其高程、宽度、横坡度及平整度是否达到设计要求。在一切工序无差错前提下，便可进入养护阶段。由于高性能混凝土早期强度形成较为迅速，通常在3天之间就可达到设计强度60%-70%。因而，早期养护工作尤为重要，直接关系着高速公路路面强度能否形成。高性能混凝土养护方式基本以带模养护为主、洒水养护为辅，时间一般为半个月左右。
二、高性能混凝土在高速公路桥梁工程中具体应用
某市到某市现拟建一条高速公路，途经一条宽达15m左右河流，需要架起一座渡河桥梁。桥路上部采用现浇预应力混凝土连续箱梁结构，为变高度单箱三室截面。其中，顶板宽24m、悬臂长度为5m、中梁高4m、主墩顶梁高7.3m、中跨直线长60m、边跨直线长为40m、顶板厚度为30mm、边腹板板厚为50mm，悬臂梁根部厚度为60mm。由于该高速公路桥梁工程对强度、承载力及抗变形能力要求较高，为了满足相关设计要求与应用需要，现采用高性能混凝土施工材料，总共需要13723m³。
（一） 原材料选择
选择原材料过程中，一定要选择符合高性能混凝土配置要求的原材料。在本工程中原材料选择基本内容如下：水泥含水量为25%左右，初凝时间超过45min、终凝时间不高于600min，抗压强度不小于22MPa，抗折强度不小于4MPa；粉煤灰采用Ⅰ级灰（F类），需水量不大于90%，烧失量不大于5%，含水量不大于1%，三氧化硫含量不大于3%；细骨料采用河砂，细度模数不小于3%；粗骨料采用直径为5mm-20mm碎石，空隙度小于45%，含砂量小于2%，表观密度大于3kg/m³；减水剂采用SX-C18，固含量为30%左右，密度为1.2 kg/m³，PH值为8.0左右，等等。
（二）混凝土施工
由于上面中对此内容已经进行了较为详细论述，故不再次阐述，但是施工过程中需要注意以下问题：在科学合理的配合比下，施工人员必须严格按照要求配置高性能混凝土；添加减水剂时，一定要注意用量，否则易引起反效果；严格按照要求进行振捣工序，保证混凝土的密实度；尽可能延缓混凝土降温速度；拆模一定要在规定时间内进行；施工完成后，进行必要的技术指标检测，保证施工质量，等等。
三、结束语
高性能混凝土作为一种使用性能较好的混凝土，已经在公路、房屋、道路桥梁等工程中得到广泛应用。通过本文论述，我们不仅了解了其基本使用性能及施工技术和工艺，也更加全面地掌握了其在施工过程中应当注意的问题，尤其密实度问题。密实度作为高性能混凝土强度形成的基本保证，在高速公路桥梁工程整个施工过程中，施工人员必须采取有效措施使其达到设计要求和实际需要。否则，将加快高速公路损坏程度，严重影响其使用寿命。
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注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
