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探究超高性能混凝土及其在建筑与交通工程的应用

发表时间：2021/4/15 来源：《基层建设》2020年第32期作者：林志红

[导读] 摘要：在工程项目建设的过程中，混凝土是现代建设的主要材料，随着建设工程要求的提高，各类工程对混凝土的性能要求也有了很大的提升，于是超高性能混凝土便应运而生，与普通混凝土相比在综合性能上得到了显著提高，同时在实际运用的过程中，还要注重施工技术和方法的合理运用，从而为建筑与交通工程的建设提供质量保障。

        栖霞市路顺公路工程有限公司山东栖霞 265300
        摘要：在工程项目建设的过程中，混凝土是现代建设的主要材料，随着建设工程要求的提高，各类工程对混凝土的性能要求也有了很大的提升，于是超高性能混凝土便应运而生，与普通混凝土相比在综合性能上得到了显著提高，同时在实际运用的过程中，还要注重施工技术和方法的合理运用，从而为建筑与交通工程的建设提供质量保障。在超高性能混凝土的具体施工运用中，要注重科学控制原材料配比，严格监督混合搅拌流程，做好浇筑和振捣环节的控制，科学运用接缝技术，还要做好后期养护工作，从而建设高质量的市政公共工程。本文主要围绕超高性能混凝土及其在建筑与交通工程的应用进行了探究，以供参考交流。
        关键词：超高性能混凝土；建筑与交通工程；应用
        引言
        超高性能混凝土作为一种性能优良的特种工程材料，其在建筑与交通工程中都有着重要应用，我国长期以来都未停止对其的研究，但是主要集中在小项目上，因此需要做好相应的交流分析工作，将其合理的应用到建筑与交通工程中。UHPC 也被称作活性粉末混凝土，是一项具有创新性的水泥基工程材料，实现了材料性能的跨越。UHPC 超高方面主要体现在耐久性和力学性能两个方面，也正是因为其在这两个方面的特点，使其被应用都建筑和交通工程中，并且取得了不错的应用效果。
        1 超高性能混凝土的概述
        超高性能混凝土是一种以传统水泥基做为基础材料的复合材料，通过对原料添加和配比的控制，混凝土的性能得到了显著的提升。以最初的混凝土抗压强度来看，其性能标准为20-40MPa，发展到后来的高性能混凝土，抗压强度提升到了40-96 MPa。在现代工程的高层建筑和高质量道路桥梁的建设中，超高强度混凝土的抗压强度范围应当达到170-227 MPa，另外在其他参数上也要极大提升[1]。超高性能混凝土在综合性能上远高于普通混凝土，具体包括抗压强度、水胶比、抗拉强度、最大骨颗粒直径、韧性、抗冻融性能、表面剥蚀量等，不过也反映出了另一个特点，对于材料的质量和配比精度要求都很高，这决定了它的配比成本也有较大提升。
        2 超高性能混凝土在实际应用中遇到的问题
        （1）绿色化。为保证工程项目可持续发展，最大限度降低施工带来的环境污染，在超高性能混凝土应用和制备过程中，应尽量选择可回收材料和可再生材料代替细骨料粉料，这种处理方式，能够有效减少工程项目施工对环境造成的影响，促使超高性能混凝土的绿色化发展，并进一步推动社会可持续发展。不仅如此，由于超高性能混凝土在制备过程中需要应用大量纤维，相关工作人员必须保证超高性能混凝上纤维材料分布均匀，且合理分散，从面切实保证超高性能混凝土的实际应用效果。同时，超高性能混凝土内部结构紧密，制备过程中用水较少，因此可能会导致超高性能混凝土收缩型变大，技术人员应根据施工情况，采取相应措施进-一步控制其收缩性。
        （2）精细化配置。为了进一步提升超高性能混凝土堆积密度，在制备过程中，施工企业大多将粒径较小的颗粒加入到单一粒径较大的颗粒间，以此提升超高性能混凝土性能，使其整体密实程度达到最大值，确保超高性能混凝土在建筑和交通工程中充分发挥其重要作用，使建筑和交通工程更好的满足人们需求[2]。
        （3）材料构成和配比。在超高性能混凝土制备过程中，加人适量的超细活性矿物质，可使孔腺率明显降低，从而进一步提升细粉填充效应。因此，在超高性能混凝土制备时，技术人员应合理利用化学反应，最大限度优化超高性能混凝土内部结构，并缩小孔径。在此基础上，还应尽量减少砂浆与骨料界面应力集中现象，对骨料尺寸进行合理控制，从而全面提升材料性能，保证项目施工的顺利进行。

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        3 超高性能混凝土在建筑与交通工程中的应用
        3.1科学控制原材料配比
        首先在原材料的质量管理上，要对原材料规格进行核对，必要时需要通过试验对规格进行验证。原材料的保管过程中，要加强对于原材料的质量控制，在原材料的配比方面，需要专家进行坐镇指导，在混合工艺上，需进行比普通混凝土施工更为严格的控制。在进行水泥的选择上，尽可能地选择高标水泥，而对骨料的选择上，要尽可能低选择不规则的人工骨料，在进行配比时，要致力于降低水泥的水灰比，加强对于添加的矿物质的控制，以确保超高性能混凝土的基本质量标准[3]。
        3.2 严格监督混合搅拌流程
        为保证施工质量，超高性能混凝土在用水量会比普通的混凝土要少很多，这会带来很高的水胶比，让混凝土的混合难度大大增加，在该环节的控制上，需要引进专门的搅拌机器，在搅拌的环节中，可以再通过逐步添加搅拌的方式实现对原料的均匀混合，在该环节中，一定要严格控制用水量，否则会因为水量过多导致超高混凝土的性能大大下降。
        3.3 浇筑和振捣环节的控制
        浇筑和振捣是工程施工的重点环节，可以沿袭普通混凝土的浇筑和振捣的方式，首先在浇筑之前，保证周边模板的湿润度，以避免浇筑后模板的吸水导致混凝土的质量下降，在浇筑的过程中，可以进行分层振捣处理，通过控制振捣时的振捣速度和振捣强度达到减少浇铸过程中的气泡积累的效果。在具体施工之中，应该注意各个工艺流程的具体操作事项，特别是要关注对混凝土的温度控制，避免由于温度过高或者过低所带来的负面影响，采取有效的防护措施，可以避免混凝土裂缝的产生。比如，在炎热的夏季施工的时候，可以及时运用冷水降温的方式，先将水管埋入到混凝土中，在水管中注入冷水，可以实现对混凝土迅速降温的目标，有效的控制实际施工温度。在这个过程中，通过对混凝土入模温度的严格控制，可以避免出现由于温度不适应出现的施工质量问题[4]。
        3.4科学运用接缝技术
        在建筑过程中，常使用的一个技术就是接缝技术，该技术在桥梁的建设过程中尤其普遍，在使用，由于超高性能混凝土的低徐变的特性，决定了它本身在施工中可以进行更好的精度控制，这可以算是它的一个优点，所以在施工时可以通过更精确的计算实现更小的接缝设计，这对于提升建筑整体的稳定性有很大的帮助。
        3.5后期养护
        超高性能混凝土本身的低水胶比，让其在后期的凝固过程中更容易出现裂缝，这意味着，对于混凝土的后期养护过程的要求更加严格，比如为了对混凝土进行夜间保温处理，常常采用帆布材料作为保温层，而对超高性能混凝土进行保温时，考虑到其特殊性，可以选用更有效的保温材料，或者采用多层帆布覆盖的方式实现保温，为了提升降温效果，对超高混凝土使用冷却水管降温的方式也更有必要，这需要根据实际的施工情况进行充分的考虑[5]。
        结语
        总之，超高性能混凝土的巨大优势为建筑工程带来了更多的发展空间和前景，对于交通工程和建筑工程的发展有很积极的意义。在当下，超高性能混凝凝土的应用还不太成熟，这主要是因为理论支撑不足，原料获取困难和施工难度大大增加等方面导致的，相信在以后解决了这些问题后，必将更加体现其巨大的应用价值。
        参考文献：
        [1]黄南英.超高性能混凝土及其在建筑与交通工程的应用[J].建材与装饰,2019(18):237-238.
        [2]王朋真.超高性能混凝土及其在建筑与交通工程的运用解析[J].建筑工程技术与设计,2018(34):54.
        [3]邢涛.超高性能混凝土及其在建筑与交通工程的应用[J].建材,2017,38(5):56-58.
        [4]徐海宾,邓宗才.超高性能混凝土在桥梁工程中的应用[J].世界桥梁,2018(3):122.
        [5]陈永婵.超高性能混凝土在桥梁工程中的应用分析[J].黑龙江交通科技,2016(8)：85-86.