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浅谈高性能混凝土在道路桥梁工程施工中的应用

发表时间：2020/10/10 来源：《基层建设》2020年第17期作者：姚建成

[导读] 摘要：高性能混凝土是指利用先进的科技优化普通混凝土的材料配比，同时适当添加活性细沙、添加剂等从而形成的新型混凝土。

        齐鲁交通发展集团有限公司建设管理分公司 276400
        摘要：高性能混凝土是指利用先进的科技优化普通混凝土的材料配比，同时适当添加活性细沙、添加剂等从而形成的新型混凝土。高性能混凝土具有稳定性佳、高抗压强度、耐久性优、性价比高等应用优势，有利于提升道路桥梁的耐久性、强度、稳定性等，从而降低工程施工成本，保障施工质量。本文提出了实际施工工程中应用高性能混凝土的技术要点，包括原材料，配合比，计量、拌和、运输、浇筑，养护方面。
        关键词：高性能混凝土；道路桥梁工程；施工；应用
        随着现代道路桥梁工程施工的规模和数量不断扩大，施工技术也随之不断优化。本文讨论的对象为道路桥梁施工中应用的关键性施工材料—混凝土。混凝土的质量是道路桥梁施工质量的关键影响因素，为了确保工程的结构、安全性、使用寿命，高性能混凝土应运而生并得到广泛使用。笔者简介了高性能混凝土的定义，在此基础上介绍了高性能混凝土在道路桥梁工程施工中的应用优势，例举了道路桥梁工程施工中高性能混凝土的具体应用，并分析了应用时的技术要点，期待能够为类似的研究提供有价值的参考。
        一、高性能混凝土
        高性能混凝土是将普通的混凝土作为基础利用先进的科技优化混凝土的材料配比，同时适当添加了活性细沙、添加剂等增强混凝土的抗压、抗抗腐蚀能力及强度。根据有关规定，道路桥梁施工中应用的高性能混凝土抗压强度应在17Mpa以上从而显著提升路面的抗渗性、密实性等[1]。
        二、高性能混凝土在道路桥梁工程施工中的应用
        1、应用优势分析
        1.1稳定性佳
        高性能混凝土具有极高的稳定性。由于合理添加了外渗剂、改变原材料特点、比例关系等显著强化了高性能混凝土的稳定效果[2]。当内部湿度、温度出现变化，高性能混凝土不会受到不良影响，所以在道路桥梁工程施工中进行大面积浇筑后，高性能混凝土不会产生大量水热化，从而有利于严格控制内部温度与湿度。
        1.2高抗压强度
        高性能混凝土的抗压强度十分强大，这是近年来道路桥梁工程的发展需要。凭借其优秀的抗压强度能够确保工程达到相关的强度标准，利用新型的高抗压强度施工技术配合高性能混凝土，有利于有效满足工程施工对混凝土的要求，提升工程质量。
        1.3耐久性优
        相比普通的混凝土高性能混凝土表现出更优的耐久性，可以高出3-5%[3]。一般道路桥梁施工工程的应用力都集中在支撑点、棱角等处，强化这些位置有利于保障整个工程的稳定性，避免不利条件对稳定性及使用寿命的影响。
        2、具体应用
        2.1桥梁架设
        高性能混凝土应用于桥梁施工的重点在于将粉煤灰、矿粉等作为重要材料按照一定比例进行掺和并在墩柱、桥塔、桥弯、承台定出进行浇筑，提升桥梁的耐久性、强度、稳定性等，从而降低施工成本，保障施工质量：
        ①高性能混凝土耐久性优的特质很好地满足桥弯建设的要求（保证桥梁的受压能力、使用年限、安全性等）。如实际的工程中使用钢纤维混凝土来确保建筑材料的抗弯、抗压、抗磨等性能，从而提升桥梁的稳定性、使用寿命。
        ②高性能混凝土的高强度、高稳定特质很好的满足墩基和主梁等重要承重构件的建设要求，便于施工人员振捣与浇筑，降低工程质量问题发生率，提升桥梁稳定性。
        2.2道路建设
        道路工程施工中高性能混凝土的应用重点为选择优质的材料配比来实现高强度、稳定性等要求：
        ①应用高性能混凝土很好地满足了道路承受频繁碾压、超负荷、不易变形的要求。
        ②道路使用中长期受到大流量、超负荷车流碾压容易出现路基下沉，高性能混凝土的应用可以增加道路的强度与承载力，减少符合对路基的损害，延长道路使用寿命。
        ③道路施工约1/3的造价都会应用在路面施工中，节约路面材料、确保路面施工质量是道路施工亘古不变的重要课题。高性能混凝土的应用有利于在保障路面质量的基础上节约材料的使用，减少道路工程施工的造价。

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        三、高性能混凝土在道路桥梁工程施工中应用的技术要点分析
        1、原材料
        ①水泥：水泥是混凝土必需的凝胶材料，如果使用普硅水泥，宜严格控制比表面积为300-350m2/kg，氯酸三钙实际含量＜8%。
        ②高效减水剂、引气剂：依据现行标准，高效减水剂的含量需控制在＜3%；引气剂的含量应为4-6%，且混凝土气泡应细小、均匀。
        ③集料：避免碱集料反应，进场前应进行专门的检查[4]。细集料应选择良好级配、质地坚硬、孔隙率小的，宜选择细度模数在2.6-3.2的干净河沙；粗集料应选择良好级配、质地坚硬均匀、粒形适宜的。
        ④矿物掺和料：强度＜C50，细度≤25%、烧矢量≤5%、需水量≤105%；强度＞C50，细度≤12%、烧矢量≤8%、需水量≤92%。此外矿物掺和料中氯离子应＜0.02%、含水量应≤1%、硫酸盐应≤3%。
        ⑤水：禁止使用污水、海水、PH＜5的水，氯离子含量≤200mg/L，硫酸盐含量≤500mg/L。
        2、设计配合比
        高性能混凝土应依据耐久性要求、环境作用等级等确定水胶比、凝胶材料的最低用量、掺和料比例等。另外配合比的设计还需要综合环境、施工工艺、材料品质等各项因素进行计算与试验确定[5]。
        3、计量、拌和、运输、浇筑
        ①计量：严格按照配合比计算和称量，集料质量误差控制在±2%内，其他控制在±1%内。
        ②拌和：严格控制工艺、配比、投料方式。
        ③运输：选择平坦道路减少转运次数、时间、避免震动过度导致混凝土离析。
        ④浇筑：进场后尽快浇筑以减少放置时间。浇筑开始前高速搅拌1-2min确认匀化后开始浇筑。如果发现减水剂消泡不彻底需消泡后进行引气避免表面产生大气泡；浇筑高度每层控制在≤30cm，对于难以排出气泡的部位进一步减少浇筑高度（≤20cm）。
        4、养生
        混凝土振捣成型后立即采用土工布覆盖养生。
        ①预制梁板：喷淋养生，依据实际情况和环境要素决定喷淋次数。
        ②墩柱：覆盖塑料布防止水分大量散失。
        ③桥面、路面：覆盖铺装、及时浇水以免产生裂缝。
        此外养生构件应避免采用污染过的河水、地下水[6]。若工程施工时间为冬季还应采用蒸汽法养生，延长静停时间至24h，控制养护温度在5-20℃，采用加热养法则需要将烟雾排至室外避免碳化影响混凝土耐久性。
        结束语
        交通运输在人们日常生活与社会发展中扮演着十分重要的角色。随着交通运输行业的不断发展，道路桥梁施工标准也在不断提高。混凝土时道路桥梁工程施工的关键材料，施工单位必须高度重视混凝土在工程中给的作用。高性能混凝土的合理应用能够在满足道路桥梁工程施工质量的基础上延长构件的使用寿命、减少维护成本从而提高工程的经济效益，具体施工中相关单位应充分认识到高性能混凝土的优势，并严格控制各个技术要点确保施工效果。
        参考文献
        [1]任海洋.高性能混凝土在桥梁工程中的应用[J].公路交通科技(应用技术版),2018,14(12):139-140.
        [2]焦习龙.混凝土施工技术在道路桥梁工程施工中的应用[J].公路交通科技(应用技术版),2018(11):11-13.
        [3]唐兵生,李九超.高速公路桥梁混凝土工程施工技术管理难点分析[J].公路交通科技(应用技术版),2018(12):205-207.
        [4]沈鹏,杨忠恒,闵建刚.BIM技术在桥梁施工中的应用浅析[J].公路交通科技:应用技术版,2019(7):115-117.
        [5]马建勇,陈雷,杜洪池,等.浅谈"绿色工厂式混凝土搅拌站"在南京长江第五大桥工程建设中的应用[J].公路交通科技:应用技术版,2019(3):287-289.
        [6]崔文轩.公路桥梁工程施工中的质量控制[J].公路交通科技(应用技术版),2018,14(11):24-26.