浅谈高性能混凝土在高速铁路施工中的应用

　　摘要：近年来，高性能混凝土作为一种性能优越的高技术混凝土在各种建筑工程中得到了广泛的运用，这对于高速铁路的施工来说也不例外。高性能混凝土由于具有较低的水灰比，收缩性较强，因而，只有对高性能混凝土的性能及其使用方法进行科学的分析，才能使高性能混凝土在高速铁路的施工中充分发挥其优越性。本文将结合高速铁路施工的具体特点及要求，分析高性能混凝土的特点，并指出其配比与施工中的注意事项。
　　关键词：高性能混凝土；高速铁路；施工；应用
　　
　　自2001年我国修建青藏铁路以来，高性能混凝土逐渐在我国高速铁路的施工中得到了广泛的运用。高性能混凝土由于具有较强的收缩性，而其收缩性又是受混凝土本身的收缩特性、混凝土拌和原料、混凝土的拌合施工质量以及环境温度多方面影响的，因而只有结合高速铁路的施工特点和设计要求对高性能混凝土的配比和施工进行科学的设计，才能使高性能混凝土在高速铁路的施工中达到理想的效果。
　　1、 高速铁路中高性能混凝土的施工特点及要求
　　高速铁路由于具有一定的设计要求，因而其施工对于高性能混凝土的配比要求及施工要求往往更高，为了使高速铁路中的高性能混凝土的使用寿命更长、使用性能更好，高速铁路的施工通常会对其高性能混凝土的施工提出以下要求：
　　1.1使用年限
　　混凝土结构的使用年限通常可以分为三个级别，即一级，二级和三级，其设计使用年限分别是100年、6年、30年，不同的高速铁路应结合其设计年限的要求来确定其高性能混凝土的设计使用年限和级别。
　　1.2抗冻性
　　严寒地区、寒冷地区和微冻地区是根据其最冷月的平均气温划分的。严寒地区、寒冷地区和微冻地区最冷月的平均气温为：t≤一8℃，-8℃<t＜一3℃和一3℃≤t≤2．5~C进行划分。我国地域辽阔，不同地区的环境和气候差异较大，因而其寒冷程度不同，对高速铁路中混凝土结构的抗冻性要求也就不同。不同的高速铁路工程应仔细分析其施工环境，并以此来确定对高性能混凝土抗冻性的要求。
　　1.3抗裂性
　　综合对各方面性质的考量，高性能混凝土地收缩量较普通混凝土来说是比较小的，因而其抗裂性也就相对较高。对于高速铁路的施工来说，影响高兴混凝土收缩量的主要有环境湿度、环境温度及高性能混凝土的配备质量及拌合施工质量等等。高速铁路对高性能混凝土的抗裂性要求往往较高，因而高速铁路中高性能混凝土的施工要结合高速铁路中混凝土结构的设计要求、工期、施工环境的特点等对混凝土进行高质量的配比和拌合。
　　1.4工期要求
　　例如，排除其他因素造成混凝土裂缝的可能，某建筑施工项目的混凝土浇筑在2009年5月到九月，当时的气温高达25摄氏度，而发现混凝土裂缝的时间是2010年的一月到三月，那是的气温大约在-5摄氏度到5摄氏度。由此可见，温度的变化是会引起混凝土的收缩的。而对此情况的避免，仅仅加强对混凝土的拌合以及施工进行控制是远远不够的，只有采取一定的辅助措施，才能实现对温度变化引起混凝土收缩这种情况的避免。因而，高速铁路中混凝土结构的施工应结合施工地段环境和气候的具体特点，确定其施工工期，并结合工期要求对施工进度进行科学的管理和严格的把关。
　　1.5高性能混凝土所处环境等级
　　表一碳化环境
　　
　　环境作用等级 
　　环境条件特征
　　T1 室内年平均相对湿度<60%
　　 长期在水（除海水）下或土中
　　T2 室内年平均相对湿度》60%
　　 室外环境
　　
　　表二冻融破坏环境
　　
　　环境作用等级 环境条件特征
　　D1 微冻地区+频繁接触水
　　D2 微冻地区+水位变动区
　　 严寒和寒冷地区+频繁接触水
　　 微冻地区+氯盐环境+频繁接触水
　　1.6抗渗性
　　由于高性能混凝土中往往添加了高效减水剂和硅粉等，这不但有效提高了高性能混凝土内部的密度，也使其抗渗性能大大提升。而抗渗性又是反映高性能混凝土强度和使用寿命的一个重要指标，因而作为一种抗渗性能优越的混凝土材料，高性能混凝土更适用于对使用寿命要求较高的高速铁路的混凝土结构的施工。
　　1.7护筋性
　　高性能混凝土中钢筋的强度直接影响着混凝土结构强度、及其使用性能和安全性能，而钢筋的锈蚀会大大削减钢筋的强度。由于高性能混凝土的水胶比较低，其致密程度相应较高，孔隙率也大大减小，因而刚性能混凝土的护筋性要远远高于普通混凝土。
　　1.8高体积稳定性、高工作性
　　由于高性能混凝土在完全硬化后较为稳定，承受荷载的能力也较高，因而高性能混凝土具有较好的高体积稳定性，另外，由于稳定性和荷载能力较高，高性能混凝土也具有优越的工作性能，使用寿命也相对较长。由于受环境条件、荷量等因素的影响，高速铁路对混凝土结构的稳定性和工作性要求较高，高性能混凝土恰恰适应了这一要求。
　　2、高速铁路施工中高性能混凝土施工质量的控制
　　2.1高性能混凝土材料控制
　　砂：如果使用特细砂进行高性能混凝土的配制，就要注意尽量选择低沙律，配制流动性较低的高性能混凝土，就是说，通过减少水泥以及水在高性能混凝土配制中的使用量，从而尽量减少高性能混凝土的收缩量，以防止高性能混凝土产生裂缝。
　　碎石：要实现对高性能混凝土收缩量的有效控制，就要调整混凝土拌合料中碎石的级配。与级配良好的碎石相比，两种粒径或者单粒径的的碎石的空隙是比较大的，这是造成混凝土版和过程中水泥用量增加以及高性能混凝土收缩量增加的一个重要原因。因而，在对作为高性能混凝土的混合料的碎石进行选择时，要尽可能的选用级配良好的，连续粒径的级配碎石，如果天然的级配碎石无法达到施工设计要求时，就需要采取必要的人工措施，进行碎石的配置。
　　水泥：在进行高性能混凝土的原料配置时，要尽量选用收缩性比较低的水泥，如普通硅酸盐、硅酸盐地收缩性水泥，或者采用商品混凝土，并尽量减少粉煤灰的用量，借此来达到降低高性能混凝土整体的收缩量的目的。[!--empirenews.page--]
　　2.2高性能混凝土施工过程中的质量控制
　　配比：高速铁路施工中混凝土结构施工中的原材料配比应当按照高速铁路混凝土结构施工设计要求进行，并尽可能使用精确的检测和计量工具，力求使设计结果更加精确和合理。并注意在施工过程中结合高速铁路施工环境和施工条件的变化及时调整和改进高性能混凝土的配比。
　　拌合：高性能混凝土的拌合要按照高速铁路混凝土设计要求和配比要求进行，并严格按照混凝土施工技术要求的顺序进行拌合和振捣，每个施工工序的持续时间都应该经过科学的控制，以确保高性能混凝土拌合良好，内部无气泡。
　　另外主料含水量的多少也会影响水灰比的变化，进而影响混凝土的施工质量，雨天浇筑则要扣除水分的影响。
　　养护：养护是指混凝土凝固成型，并让水泥经过早期的水化反应等，混凝土的养护是高性能混凝土施工过程中一个及其重要的环节，高性能混凝土养护工作是否完善合理，直接影响到高性能混凝土施工质量的优劣，并影响到高性能混凝土结构在高速铁路中日后的使用性能。因而，在高性能混凝土的施工尚未完全结束时，要注意在高性能混凝土的硬化阶段加强其养护工作，注意保持高性能混凝土表面的湿润，可使用混凝土养生液对高性能混凝土进行养护，一般来说，养护时间应当持续14天以上，大面积的混凝土要根据养护需要进行单独方案执行。
　　拆模：由于高性能混凝土的完全硬化需要一段时间，因而如果对其拆模过早，或者加载过早，就容易造成混凝土的开裂和变形，影响其使用性能。因而在高性能混凝土尚未完全成型前，一定要避免过早的拆模和加载，并对高性能混凝土的拆模时间和加载时间执行严格的控制，拆模需要选定好天气，温差小的气候，那样会因气候变化而产生混凝土断裂，还要后期进行保温保湿养护。
　　总而言之，高性能混凝土逐渐在高速铁路的施工中得到广泛的运用，而要想充分发挥高性能混凝土的优势，克服其收缩性较大的缺陷，就要首先充分认识到高性能混凝土的特点和高速铁路地施工对其提出的要求，并从原材料的选择和施工过程的质量控制这两个方面严格把关，确保高性能混凝土的施工质量。并注意在工作中不断积累经验，总结方法和要点，不断创新和完善高速铁路中高性能混凝土的设计和施工。
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