通过桥梁工程解析高性能混凝土的定义、特性
关键词：高性能混凝土,道路桥梁,施工工艺,工程,应用
随着社会经济及交通运输事业的快速发展，过去修建于各地城镇和各级公路上的桥梁，担负着沉重的交通荷载和繁重的交通量。在寒冬酷暑、暴雨烈日、洪水冲刷、车船撞击的多年影响下，使得为数众多的农用、公路及城市桥梁，发生了各种各样的病害，如桥面破损、伸缩缝损坏、梁板或拱体裂缝、河床护底冲翻以及河道被冲刷严重变迁而危及桥头路基等，这些都已经破坏了桥梁的正常良好状态。这就除将大大缩短桥梁的使用寿命之外，有的已经威胁着过往人车的安全而成为危桥。随着技术的进步，混凝土结构工程向更高建筑、更大跨度和更高承载力方向发展，同时，人们对结构的耐久性等要求也不断提高，这些都使得高性能混凝土的应用成为必然。
一、高性能混凝土的定义及特性
高性能混凝土是一种新型高技术混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土。它以耐久性作为设计的主要指标，针对不同用途要求，对下列性能重点予以保证:耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性和经济性。为此，高性能混凝土在配置上的特点是采用低水胶比，选用优质原材料，且必须掺加足够数量的矿物细掺料和高效外加剂。
高性能混凝土的特性
1.1 耐久性
低水胶比，有效减少用水量，减少硬化后混凝土内部的空隙，改善胶凝材料的总体颗粒组成，使其具有良好的级配.从而增加混凝土的密实度，大大增加混凝土结构的使用寿命。
1.2 工作性
坍落度是评价混凝土工作性的主要指标，HPC的坍落度控制性能好，在振捣的过程中，高性能混凝土粘性大，水泥浆体与粗骨料之间的界面结构强度高，粗骨料的下沉速度慢，在相同振动时间内，下沉距离短，稳定性和均匀性好，很少产生离析的现象。
1.3 经济性
高性能混凝土的优良性能，使其具有良好的经济性，具体体现在以下两个方面：
1)高性能混凝土的高强度减轻了结构自重，降低钢筋用量。前苏联学者研究发现：用C110~C137的高性能混凝土替代C40~C60的混凝土，可以节约15%~25%的钢材和30%~70%的水泥，具有巨大的直接经济利益。
2)高性能混凝土良好的耐久性和工艺性能更好地满足结构功能要求和施工工艺要求，能最大限度地延长混凝土结构的使用年限，降低工程造价。
3)高性能混凝土良好的工作性降低了施工人员的劳动强度，加快施工进度，降低工程时间和人力成本。
二、道路桥梁施工中注意的几个问题
1)在调拱调坡层的施工时，要特别抓好各材料的规格、级配及配合比，以确保该层的有效宽度内的平整度及压实度，这是保证基层施工质量的基础。
2)基层施工中，要严格抓好松铺厚度，在最佳含水量碾压尽量减少基层的成型，初压后再进行整修，特别要注意加强基层边缘立模处的压实度。因特殊情况碾不到位的应采用工人锤和振动夯，分层夯实，确保其结构层的质量。
3)要加强基层养护，基层施工完成后，可用麻袋进行养护，也可用喷洒沥青乳液保护。如果不能封闭交通，应限制重车通行，并同时注意其他交通设施对基层的损坏。
三、高性能混凝土在道路桥梁中的应用
根据高性能混凝土为一种能满足特殊性能和特殊用途的混凝土，仅采用常规材料、普通拌和、浇筑和养护等措施达不到高性能混凝土的要求，而是必须通过提高浇筑、捣实的方法来提高混凝土的长期力学性能、初期强度、刚度和体积稳定性以及延长其在恶劣环境下的使用寿命。商胜能混凝土具有高施工性、高体积稳定性、高耐久性及足够的力学强度，为此它能相对长时间承受随冲刷、磨耗、冰冻、水的渗入、侵蚀等恶劣环境，高性能混凝土在道路应用中，其耐久性优点极为突出，一方面它可以提高路基施工质量，确保路基不下沉;另一方面需解决道路混凝土强度等级低，水泥用量少，从而形成了水泥用量少与耐久性要求之间的矛盾。
1、高性能混凝土在桥梁中的应用
高性能混凝土在桥梁工程中应用的优点是：跨径更长;主梁间距更大;构件更薄;耐久性增强;力学性能加强。
高性能混凝土可广泛用于很多离岸结构物和长大跨桥梁的建造，主要用于主梁、墩部和墩基，硅粉混合水泥。高性能混凝土有广泛的应用性，具早期强度高，韧性高和体积稳定性好，在恶劣的使用条件下寿命长、高强度、高流动性与优异的耐久性。推广高性能混凝土在桥梁中的应用，延长桥梁的使用年限和获得更好的经济效益。
2、高性能混凝土在道路中的应用
高性能混凝土是以耐久性为主要指标，同时要具有高强、高早强、高施工性等优异性能。其配制的基本思想是：通过对原材料进行选择，优化混凝土配比，掺入复合高效外加剂，同时掺人一些经过处理的工业废料如硅灰、矿渣等，并从混凝土拌和物的流动性、施工工艺方面考虑，以获得高流态、低离析、质量均匀的高强混凝土。同时其耐久性要大大好于普通混凝土。
3、高性能混凝土在桥梁施工中的应用
高性能混凝土具有易于浇筑、捣实不离析、力学性能保持时间长、早期强度高，体积稳定性好等特点，在桥梁工程中被广泛应用;尤其是其高强度、优异的耐久性，在恶劣的使用条件下寿命长的性能，使其备受青睐。高性能混凝土广泛用于很多离岸结构物和长大跨桥梁的建造，它们主要用于主梁、墩部和墩基，硅粉混合水泥。
四、高性能混凝土的施工工艺应注意的问题
1、采用拌合性能好的搅拌设备
因高性能混凝土用水量少，拌合时较稠，水胶比低，因此需要采用拌合性能好的搅拌设备。卧轴式搅拌机或逆流式搅拌机能在较短时间内将其搅拌均匀，采用其他设备时须经过试验验证拌合物的均匀性。
2、各种原材料的计量要应尽量准确
使出机口拌合物的工作度稳定、波动小，除了对堆料和称量装置有较高要求外，更要严格控制砂石含水量，即使搅拌设备上装有先进的含水量测定及控制设备，操作人员仍应密切注意正在搅拌的混凝土，在其稠度发生波动时，及时加以调整。
3、采用机械运输和浇注方法
用手推车运输及浇筑时不仅操作困难，而且保证不了道路桥梁施工的施工要求，商l生能混凝土运输与浇筑宜采用罐车和泵送。
4、做好保湿和保温工作
由于高性能混凝土水灰比小，必须在浇筑后立即进行湿养护，以防止塑性收缩裂缝的产生。此外，由于其胶凝材料用量较大，为防止内外温度过大出现温度裂缝，必须采取保温措施。
总之，高性能混凝土在道路和桥梁的应用，引起有关部门的高度重视，开展道路桥梁高性能混凝土的研究和开发具有重要的意义;展道路桥梁高性能混凝土的研究，应结合混凝土自身特点和要求进行。但是也应该考虑到，随着混凝土技术的高流态、免振自密实高科技方向的发展，道路桥梁混凝土施工工艺改革势在必行;现道路桥梁高性能混凝土的技术途径：应以掺复合高效外加剂，经处理的优质矿物掺合料来改善混凝土内部的孔结构、孔分布等，提高混凝土的力学、耐久性、耐磨性等一系列性能。
本文选自《施工技术》。 《施工技术》创刊于1958年，是由中华人民共和国住房和城乡建设部主管，亚太建设科技信息研究院、中国建筑设计研究院、中国建筑工程总公司、中国土木工程学会主办，国际刊号ISSN:1002-8498,国内刊号CN:11-2831/TU.国内建设系统的国家级、核心科技期刊。