试论市政桥梁施工中高性能混凝土的应用

　　摘要：随着混凝土技术的研发，高性能混凝土以其优越的性能跃入人们的视野中，高性能混凝土已广泛被业界关注。本文着重分析高性能混凝土在市政工程中的使用，并对其混合配比进行分析。
　　关键词：高性能混凝土；市政建设；道路桥梁
　　1绪论
　　混凝土技术是随着工程建设的要求和地理地质条件应运而生的，时至今日，高性能混凝土性能和运用的研究成为了混凝土技术的重点。高性能混凝土采用均匀配比的形式形成一种性能稳定的混合物。在加工配比的过程中，应该遵循国家的相关规定，按照基本的施工的工艺要求加工，采用质量上等的材料，保证材料加工过程中和材料比重不会破坏混凝土的性能。高性能混凝土的特质是抗渗漏、稳固性强、密度高、成型快、韧性大，在加工工艺上要注意避免材料发生离析，保证高性能混凝土的属性。高性能混凝土以其优越的性能广泛应用于道路桥梁施工，能够克服严寒、高温的建筑施工艰难的环境，现如今高性能混凝土受到了业界的广泛关注和应用。
　　2高性能混凝土的优点
　　时代的进步。经济的发展要求市政桥梁建设的进步发展。市政工程的建筑要求混凝土的性能能够抵御严酷的环境和具有更大的承载力，技术的进步推动了混凝土加工工艺和生产工艺上的发展。高性能混凝土是二十一世纪混凝土技术研究发展的重点和突破方向。近些年来，随着现代工程结构的高度和跨度的不断增加，高性能混凝土研究应用领域取得了重大进展，在施工中的应用也越来越广泛本文重点对高性能混凝土在市政桥梁工程中的应用展开研究。
　　2.1高性能混凝土在桥梁上的耐久性
　　高性能混凝土配制最主要的手段是低水灰比和掺适量微集料；其抗渗和抗冻性优良，抗碳化、耐腐蚀性好，具有优异的耐久性能。可以抵御气候和环境的长久破坏作用，确保在桥梁的设计期限内，高性能混凝土能够正常工作。
　　2.2高性能混凝土可减薄桥梁的厚度
　　用较高强度的材料可以减小结构的截面尺寸，高性能混凝土可以减薄桥梁的厚度，明显增强桥面的承载能力；高性能混凝土用于高层、桥梁等可减小结构截面，增大跨度、增加净空、降低混凝土水化热，节省原材料资源；包括在建筑物剪力墙和承重墙中的应用，在大跨度桥梁中的箱梁中的应用。用于海上、海中及有腐蚀环境建筑，耐久性大大增加。
　　2.3高性能混凝土的综合经济效益显著
　　高性能混凝土是性能优异的混凝土，其具有高施工性、高体积稳定性、较高强度，并能保持其持续增长，高抗渗性、高耐久性，是发展前途很广的新型混凝土。经与普通高强混凝土对比，C50-C80HPC仅胶凝材料就节约32-58元/平方米，加上其节能利废，大大降低市政桥梁工程的造价。
　　3高性能混凝土在市政桥梁工程中的应用
　　二十世纪初，美国Grahham曾把钢纤掺入普通混凝土中，使其具有抗拉、抗冲击、耐磨损、抗疲劳及控制裂缝方面有很好的力学性能，为桥面和桥梁向着轻型、高强和大跨度方向发展提供了保障。高性能混凝土具有优良的抗弯、抗剪、抗拉、抗裂、抗疲劳、耐冲击、高韧性等性能，受到建筑工程界的极大关注。应用的区域包括道路桥梁、水利、港口工程、建筑工程、矿山工程、军事工程等。
　　将高性能混凝土应用于桥梁施工中，可以使桥梁的跨径更长、主梁间距加大、构件变薄、加强耐久性；并延长桥梁的使用年限和获得更好的经济效益。利用高性能混凝土来浇灌桥梁的梁体可以有下面的优点：
　　一是混凝土强度和弹性模量明显地提升，从而减少了混凝土的收缩和徐变引起的预应力损失，提高梁体的抗裂性能和刚度，这样就保证了梁体的质量。二是高性能混凝土拌合物流动性高、和易性佳，方便在复杂形状模型和密筋型结构的混凝土中灌注，少许拌动后就可密实，降低了劳动的强度和施工的难度，降低了成本。三是可灌性好；一般地施工现场地形会很复杂，因此混凝土要实行立体运输，混凝土拌合后出机进入桶中，流入吊斗，在空中运输到一定的高度再平行运输到灌注的部位后，混凝土拌合物没有出现堵塞吊斗现象，可以保持很好的流动性，损耗的坍落度不大，能够灌性能比较好。四是高性能混凝土，能够在较短时间内达到施工工艺标准中要求达到的强度值，实施后张法预应力混凝土的张拉，加速了施工的周转循环，降低了施工的工期。
　　目前，很多离岸结构物和长大跨桥梁的建造依靠高性能混凝土做保障，其中有长大跨桥梁应用的拌合物；在墩部、主梁和墩基，应用高性能混凝土具有易于浇注、高超的、捣实而不离析、可长期保持强度高、体积稳定性好和韧性高，提高桥梁寿命、强度和耐久性。
　　4高性能混凝土配制技术与原理
　　高性能混凝土具有耐久性优异的优点，高性能混凝土配合比设计的过程很复杂，关键在于挑选合适的原材料及外加剂，保持适当的配合比参数，普通混凝土要获得高性能，应从如下几个方面考虑：
　　4.1正确选择原材料
　　4.1.1水泥：水泥的强度、水泥矿物的细度及组成对配制高性能混凝土的性能有较大的影响。所以在挑选水泥时应尽量满足国家相关的标准规定。
　　4.1.2外加剂的选用：配制高性能混凝土的关键要素是选择与水泥容和性强的外加剂。使用JFA超塑化剂、JFA系列膨胀剂、JGA引气减水剂或JDA系列早强防冻剂。这些外加剂与水泥的适应性强；能够有效地控制混凝土的凝结时间；使其密实性好、强度提高、耐久性指标增强。
　　4.1.3微集料：包括粉煤灰、矿渣、增强防水剂等。集料的性能对混凝土的工作性、强度起关键的作用。
　　4.1.4掺和料：砂石为中粗砂，粗骨料为碎石。
　　4.2配制技术与原理
　　一是加入适量超塑化剂，降低水胶比。水胶比是决定混凝土强度的关键条件，设计配合比时应该以设计原材料、经验和强度等级选定水胶比。混凝土要求达到耐久性高，就应该降低水胶比，以减小水泥石中毛细隙和混凝土中的水泥石与骨料之间的界面缝隙，提高其抗渗性。
　　二是改善水泥石中的相组成。这是制成高性能混凝土的关键问题。活性微集料在水泥混凝土中能够发生增强、填充效应、减水效应和耐久性效应等。
　　三是复合适量增加防水剂，提升混凝土的强度及其它性能。混凝土在掺入大部分的微集料之后，混凝土的主要性能改变了，某些强度就会受到一些影响，这时可以适量增强防水剂，达到增强、减水增塑、引气、保水、缓凝、密实防水、改善水泥安定性、耐久性好等效果。
　　四是选择适合的胶结浆体量。新拌混凝土中胶结浆体，拥有两重的作用；它能够使骨料颗粒彼此分开，让其在离散状态下保持在一起；又能够作为骨料颗粒的润滑剂，增强新拌混凝土的塑性变形能力。
　　五是选择适当的砂率。胶结浆体的密度和数量定下来之后，砂率成为新拌混凝土工作度的关键因素。对砂率挑选要求，一般为35％～45％，在达到施工工艺和易性的要求时，砂率应尽量选择小些，用来降低水泥的使用量。
　　经过上述要求配制形成的高性能混凝土工作性好、耐久性强，其成本与同级的普通混凝土相比成本更低，据统计，在相同强度等级时，高性能混凝土比同级的普通混凝土直接节约32-58元/立方米。如果以推广1000万立方米/年，高性能混凝土节约材料费40元/立方米计算，仅材料节约就达到4亿元/年。
　　5结语
　　高性能混凝土已成为当前混凝土材料的一个重要研究方向，它能够满足建筑工程中的高拉应力、抗裂、复杂受力、阻裂、增强和增韧等普通混凝土几乎达不到的受力性能的要求，应此拥有非常好的经济效益、社会效益和非常大的使用前景。我们国粗对高性能混凝土的应用和研究工作着手得比较迟；不过，相信随着高性能混凝土研究和应用的深入进行，有关高性能混凝土的科研研究成果会大量出现，它的工程应用范围也会非常宽阔。
　　参考文献
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　　[5]姚武编著.绿色混凝土[M].北京:化学工业出版社,2008.

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