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談橋梁建設(shè)中高性能混凝土的應(yīng)用
摘要：高性能混凝土是近期混凝土技術(shù)的主要方向，這種采用優(yōu)質(zhì)材料配制，便于澆搗、不離析、力學(xué)性能穩(wěn)定、早期強(qiáng)度高、具有韌性和體積穩(wěn)定性等性能的耐久的混凝土，特別適用于高層建筑、路橋以及暴露在嚴(yán)酷環(huán)境中的建筑結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵詞：橋梁；高性能；混凝土；施工
1 高性能混凝土設(shè)計(jì)研究與廣泛應(yīng)
高性能混凝土是近期混凝土技術(shù)發(fā)展的主要方向，高性能混凝土是具有某些性能要求的勻質(zhì)混凝土，必須采用嚴(yán)格的施工工藝，采用優(yōu)質(zhì)材料配制，便于澆搗、不離析、力學(xué)性能穩(wěn)定、早期強(qiáng)度高、具有韌性和體積穩(wěn)定性等性能的耐久的混凝土，特別適用于高層建筑、橋梁以及暴露在嚴(yán)酷環(huán)境中的建筑結(jié)構(gòu)。由于高性能混凝土具有綜合的優(yōu)異技術(shù)特性，引起了國(guó)內(nèi)外材料界與工程界的廣泛重視與關(guān)注。十多年來(lái)，世界上許多國(guó)家相繼投入了大量的人力、財(cái)力、物力進(jìn)行該項(xiàng)研究與開(kāi)發(fā)應(yīng)用，使高性能混凝土技術(shù)取得了很大的進(jìn)展，在原料的選擇、配合比設(shè)計(jì)、物理力學(xué)性能、耐久性、工作性、結(jié)構(gòu)性能以至應(yīng)用技術(shù)等方面都取得了既有理論基礎(chǔ)又有實(shí)用價(jià)值的科技成果。
高性能混凝土為一種能滿足特殊性能和特殊用途的混凝土，僅采用常規(guī)材料、普通拌和、澆筑和養(yǎng)護(hù)等措施達(dá)不到高性能混凝土的要求，而是必須通過(guò)提高澆筑、搗實(shí)的方法來(lái)提高混凝土的長(zhǎng)期力學(xué)性能、初期強(qiáng)度、剛度和體積穩(wěn)定性以及延長(zhǎng)其在惡劣環(huán)境下的使用壽命。
高性能混凝土往往被人們將其與高強(qiáng)度混凝土聯(lián)系起來(lái)，其實(shí)質(zhì)高性能混凝土不僅僅是高強(qiáng)度，而且具有相當(dāng)高的剛度、彈性模量和耐久性，普遍混凝土不能長(zhǎng)久作用，如許多混凝土車路在不該開(kāi)裂的地方開(kāi)裂或者由于冰凍和融化而剝落；許多橋面遭受嚴(yán)重破壞；許多混凝土橋梁在地震中倒塌。因此，只有采用高性能混凝土才有可能避免這些不該發(fā)生的事故。
2 高性能混凝土在橋梁中的應(yīng)用
高性能混凝土廣泛用于很多離岸結(jié)構(gòu)物和長(zhǎng)大跨橋梁的建造，包括長(zhǎng)大跨橋梁所用的拌合物。它們主要用于主梁、墩部和墩基，硅粉混合水泥。高性能混凝土有廣泛的應(yīng)用性，具有易于澆注、搗實(shí)而不離析、高超的、能長(zhǎng)期保持的力學(xué)性能，早期強(qiáng)度高，韌性高和體積穩(wěn)定性好，在惡劣的使用條件下壽命長(zhǎng)、高強(qiáng)度、高流動(dòng)性與優(yōu)異的耐久性。推廣高性能混凝土在橋梁中的應(yīng)用，延長(zhǎng)橋梁的使用年限和獲得更好的效益。人們所關(guān)注的是高性能混凝土，而不僅僅是高強(qiáng)度混凝土。耐久性、養(yǎng)護(hù)的難易程度以及建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性已成為工程建設(shè)的目標(biāo)。當(dāng)前國(guó)內(nèi)應(yīng)用較好的如上海東海大橋用的混凝土，設(shè)計(jì)壽命100年，使用的“高性能海工混凝土”是粉煤灰、礦粉等廢料化腐朽為神奇，成為特殊的摻和材料，使海工混凝土既有高強(qiáng)度、耐久性、抗腐蝕等特性，又易于施工，直接節(jié)約材料成本2000萬(wàn)元。不僅效果穩(wěn)定，還能能提前感知混凝土的過(guò)度疲勞。高性能混凝土在橋梁工程中應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)是：①跨徑更長(zhǎng)；②主梁間距更大；③構(gòu)件更��；④耐久性增強(qiáng)；⑤力學(xué)性能加強(qiáng)。
3 高性能混凝土在公路中的應(yīng)用
高性能混凝土具有高施工性、高體積穩(wěn)定性、高耐久性及足夠的力學(xué)強(qiáng)度，為此它能相對(duì)長(zhǎng)時(shí)間承受隨沖刷、磨耗、冰凍、水的滲入、侵蝕等惡劣環(huán)境，高性能混凝土在公路應(yīng)用中，其耐久性優(yōu)點(diǎn)極為突出，一方面它可以提高路基施工質(zhì)量，確保路基不下沉；另一方面需解決公路混凝土強(qiáng)度等級(jí)低，水泥用量少，從而形成了水泥用量少與耐久性要求之間的矛盾。
高性能混凝土是以耐久性為主要指標(biāo)，同時(shí)要具有高強(qiáng)、高早強(qiáng)、高施工性（高流動(dòng)、高粘聚性、高可澆注性）等優(yōu)異性能。其配制的基本思想是：通過(guò)對(duì)原材料進(jìn)行選擇，優(yōu)化混凝土配比，摻入復(fù)合高效外加劑，同時(shí)摻入一些經(jīng)過(guò)處理的廢料如硅灰、粉煤灰、礦渣等，并從混凝土拌和物的流動(dòng)性、施工工藝方面考慮，以獲得高流態(tài)、低離析、質(zhì)量均勻的高強(qiáng)混凝土。同時(shí)其耐久性要大大好于普通混凝土。 但如果能從改變公路混凝土的施工工藝出發(fā)，不采用滑模攤鋪施工，而采用高流態(tài)（接近自流平），坍落度達(dá)240-270mm的混凝土來(lái)施工，則該方法進(jìn)一步豐富了公路高性能混凝土的內(nèi)涵，其帶來(lái)的效益和社會(huì)效益將是不可估量的。
4 高強(qiáng)混凝土應(yīng)用的施工工藝
4.1 由于高性能混凝土用水量少，水膠比低，拌合時(shí)較稠，因此需要采用拌合性能好的攪拌設(shè)備。臥軸式攪拌機(jī)或逆流式攪拌機(jī)能在較短時(shí)間內(nèi)將其攪拌均勻，采用其他設(shè)備時(shí)須經(jīng)過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證拌合物的均勻性。
4.2 制備高性能混凝土?xí)r，各種原材料的計(jì)量應(yīng)盡量準(zhǔn)確。使出機(jī)口拌合物的工作度穩(wěn)定，波動(dòng)小，除對(duì)堆料和稱量裝置有較高要求外，一個(gè)重要的控制因素是砂石含水量，即使攪拌設(shè)備上裝有先進(jìn)的含水量測(cè)定及控制設(shè)備，操作人員仍應(yīng)密切注意正在攪拌的混凝土，在其稠度發(fā)生波動(dòng)時(shí)，及時(shí)加以調(diào)整。
4.3 高性能混凝土運(yùn)輸與澆筑宜采用罐車和泵送，用手推車運(yùn)輸及澆筑時(shí)不僅操作困難，而且也無(wú)法進(jìn)行外加劑的后添加。
4.4 由于高性能混凝土的水灰比小，通常泌水少或不泌水。因此，須在澆筑后立即進(jìn)行濕養(yǎng)護(hù)，以防止塑性收縮裂縫的產(chǎn)生，由于其膠凝材料用量較大，為防止內(nèi)外溫度過(guò)大出現(xiàn)溫度裂縫，必須采取保溫措施。
4.5 公路和橋梁應(yīng)用高性能混凝土的耐久性問(wèn)題，應(yīng)引起有關(guān)部門(mén)的高度重視，從戰(zhàn)略的高度來(lái)認(rèn)識(shí)這個(gè)問(wèn)題。開(kāi)展公路橋梁高性能混凝土的研究和開(kāi)發(fā)具有重要的意義。
4.6 展公路橋梁高性能混凝土的研究，應(yīng)結(jié)合混凝土自身特點(diǎn)和要求進(jìn)行。但是也應(yīng)該考慮到，隨著混凝土技術(shù)的高流態(tài)、免振自密實(shí)高科技方向的，公路橋梁混凝土施工工藝改革勢(shì)在必行。
4.7 現(xiàn)公路橋梁高性能混凝土的技術(shù)途徑：應(yīng)以摻復(fù)合高效外加劑，經(jīng)處理的優(yōu)質(zhì)礦物摻合料來(lái)改善混凝土內(nèi)部的孔結(jié)構(gòu)、孔分布等，提高混凝土的力學(xué)、耐久性、耐磨性等一系列性能。簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是：高強(qiáng)水泥+復(fù)合高效外加劑+優(yōu)質(zhì)礦物摻合料+優(yōu)質(zhì)骨料。
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[1]陳家輝.高性能混凝土應(yīng)用現(xiàn)狀及其前景[J].廣東土木與建筑，2000.
[2]鄭建嵐.混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)[M].北京：人民出版社，2000.
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