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【摘要】隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國道路橋梁施工建設(shè)也處于快速發(fā)展之中，施工中材料的種類也逐漸增多，混凝土作為施工的基礎(chǔ)材料，近年來出現(xiàn)了新特性的種類，即高性能混凝土。高性能混凝土是一種新興的混凝土種類，是以現(xiàn)代化混凝土為基礎(chǔ)的新型混凝土，其性能相比傳統(tǒng)混凝土有較大的提高?；炷恋哪途眯允瞧湓O(shè)計(jì)的重要指標(biāo)，隨著我國對(duì)施工建設(shè)技術(shù)要求的提高，也對(duì)混凝土的耐久性有了更高的要求。本文闡述了高性能混凝土原材料選擇與混凝土設(shè)計(jì)的方法、原則，然后對(duì)高性能混凝土在公路橋梁施工中的應(yīng)用做出了相關(guān)說明。

【關(guān)鍵詞】施工建設(shè)；高性能混凝土；設(shè)計(jì)；應(yīng)用

高性能混凝土是一種比普通混凝土性能大幅度提高的新型混凝土，以耐久性作為其設(shè)計(jì)的主要指標(biāo)，針對(duì)不同的用途對(duì)耐久性、適用性、施工性、強(qiáng)度、體積穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性等性能有重點(diǎn)的予以保證。對(duì)高性能混凝土進(jìn)行原材料選擇是其應(yīng)用的基礎(chǔ)，一般應(yīng)采用優(yōu)質(zhì)原材料，控制好低水膠比，并且要精確的計(jì)算礦物摻和料的用量，合理使用高效外加劑。對(duì)高性能混凝土進(jìn)行配制要控制好三大關(guān)鍵點(diǎn)，利用合適的方法以及配比原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。

基于高性能混凝土的性能特點(diǎn)，它在現(xiàn)代施工中得到了廣泛的應(yīng)用。高性能混凝土能有效增加橋梁的跨徑以及主梁的間距，能保證橋梁良好的耐久性，綜合增強(qiáng)了橋梁以及道路建筑的力學(xué)性能，有效保障了施工質(zhì)量，對(duì)提高施工建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益也起著重要的作用。

1、高性能混凝土原材料設(shè)計(jì)

高性能混凝土的主要原材料有水泥、外加劑、礦物摻和料以及粗、細(xì)骨料和水等。在施工前只有合理地選擇原材料，才能發(fā)揮高性能混凝土的優(yōu)質(zhì)性能。

高性能混凝土一般采用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。要控制好水泥中C3A的含量，要求C3A不得超過8%，還要求水泥的含堿量不大于0.8%，當(dāng)骨料具有堿—硅酸反應(yīng)活性時(shí)或C40及以上混凝土用水泥，水泥的堿含量不應(yīng)超過0.6%。水泥存放時(shí)間不能過長(zhǎng)，否則也會(huì)對(duì)高性能混凝土的性能有所影響。礦物摻和料應(yīng)選用品質(zhì)穩(wěn)定的產(chǎn)品。礦物摻和料的品種為粉煤灰、礦渣粉或硅灰。其各項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)符合相關(guān)技術(shù)要求。細(xì)骨料應(yīng)選用級(jí)配合理、質(zhì)地均勻堅(jiān)固、吸水率低、空隙率小的潔凈天然中粗河砂。河砂的細(xì)度模數(shù)度在2.6-3.0，保證河砂中的含泥量不能高于2%。粗骨料應(yīng)選用級(jí)配合理、粒形良好、質(zhì)地均勻堅(jiān)固、線脹系數(shù)小的潔凈碎石，其最大公稱粒徑應(yīng)根據(jù)施工需要進(jìn)行選擇。應(yīng)采用二級(jí)或多級(jí)級(jí)配，其松散堆積密度應(yīng)大于1500kg/m3，緊密空隙率宜小于40%，吸水率應(yīng)小于2%。低水膠比的要求使高性能混凝土一般需要在加入聚羧酸系列的減水劑產(chǎn)品。外加劑應(yīng)采用減水率高、坍落度損失小、適量引氣、能明顯提高混凝土耐久性且質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品。外加劑與水泥之間應(yīng)有良好的相容性，要求其減水率高于20%，堿含量小于10%，還需嚴(yán)格控制硫酸鈉的含量。

2、高性能混凝土配比設(shè)計(jì)方法原則

影響配合比的因素眾多，在選定原材料之后進(jìn)入行配合比設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。只有合理的設(shè)計(jì)，通過試驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整，才能得到適用于施工的高性能混凝土。目前較有影響力的高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)原則如下：

2.1水灰比法則

水灰比法則指的是混凝土與水泥強(qiáng)度成正比，與水灰比成反比?？梢岳脧?qiáng)度公式進(jìn)行表達(dá)，利用數(shù)學(xué)算法進(jìn)行水灰比的確定。為提高砼的耐久性，改善砼的施工性能和抗裂性能，高性能混凝土適量摻入了優(yōu)質(zhì)的粉煤灰、磨細(xì)礦渣粉或硅灰等礦物摻和料。因此應(yīng)進(jìn)行水膠比的計(jì)算，以確定礦物摻和料的用量。設(shè)計(jì)中應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況確定試驗(yàn)方案，一般可以通過流動(dòng)性、耐久性對(duì)比試驗(yàn)進(jìn)行技術(shù)參數(shù)的確定。不同礦物摻和料的摻量應(yīng)根據(jù)砼的性能通過試驗(yàn)確定。一般情況下，礦物摻和料摻量不宜小于膠凝材料總量的20%。當(dāng)混凝土中粉煤灰摻量大于30%時(shí)，水膠比不宜大于0.45。預(yù)應(yīng)力混凝土以及處于凍融環(huán)境中的混凝土的粉煤灰的摻量不宜大于30%。

2.2最大密實(shí)度法則

在混凝土的材料之間互相填充空隙，達(dá)到混凝土密實(shí)度最大即密實(shí)度法則。根據(jù)最大密實(shí)度法則可以確定混凝土的配制中的漿集比以及砂率，提高混凝土的耐久性與強(qiáng)度，同時(shí)保證其經(jīng)濟(jì)效益。

一般而言C30及以下混凝土的膠凝材料總量不宜高于400kg/m3，C35～C40混凝土不宜高于450kg/m3，C50及以上混凝土不宜高于500kg/m3。砂率宜采用37%～44%之間。

2.3最小單位用水量法則

最小單位用水量法則指的是在原材料確定且和易性允許的情況下，混凝土單位用水量盡可能小。

高性能混凝土坍落度的波動(dòng)范圍較小，坍落度還可利用高效減水劑來進(jìn)行有效的控制，因此普通混凝土的恒用水量法則就不太適用，而利用最小單位用水量法則可以較為準(zhǔn)確的確定混凝土的設(shè)計(jì)參數(shù)。在混凝土設(shè)計(jì)中應(yīng)控制好混凝土坍落度，合理的選用外加劑對(duì)混凝土的配制起著重要的作用，不同外加劑間的復(fù)合與摻量應(yīng)合理地進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證外加劑與水泥之間的相容性。根據(jù)實(shí)際確定不同的混凝土外加劑組合，利用相容性對(duì)比試驗(yàn)進(jìn)行混凝土外加劑的選用與配制，相容性對(duì)比試驗(yàn)的結(jié)果直接影響著高性能混凝土的配制效果。

3、高性能混凝土在施工中的應(yīng)用及注意事項(xiàng)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國交通運(yùn)輸行業(yè)有了飛速的進(jìn)步，我國對(duì)混凝土耐久性、強(qiáng)度等參數(shù)提出了更高的要求。高性能混凝土在施工中的逐漸使用與普及有效地延長(zhǎng)了建筑的施工壽命，不僅保證了公路橋梁的質(zhì)量與安全，還降低了施工的維護(hù)成本。由于高性能混凝土自身的特性，在施工中應(yīng)當(dāng)更加注意其施工方法的科學(xué)合理性。

3.1高性能混凝土在施工中的應(yīng)用

高性能混凝土在施工中具有優(yōu)良的耐久性，相比普通混凝土具有較高的強(qiáng)度與體積穩(wěn)定性，能夠長(zhǎng)期抵抗侵蝕、沖刷等外界影響與干擾，因此高性能混凝土在道路施工中運(yùn)用越來越廣泛。高性能混凝土能有效保證道路的路基質(zhì)量，還能減少路基下沉幾率，為水泥用量與混凝土強(qiáng)度之間的矛盾提供了解決思路。高性能混凝土不僅具有較高的力學(xué)強(qiáng)度，還有良好的流動(dòng)性與粘聚性，在實(shí)際的道路施工中，專業(yè)的設(shè)計(jì)人員可以結(jié)合具體情況進(jìn)行高性能混凝土的調(diào)配，以便其發(fā)揮出最優(yōu)的性能。近年來，高性能混凝土在施工中的使用有效地提高了道路施工質(zhì)量，為道路施工工藝優(yōu)化提供了方向。相比道路施工，橋梁施工對(duì)混凝土的綜合性能要求更高，因此在混凝土的選擇與設(shè)計(jì)上更加的慎重。高性能混凝土具有較高的強(qiáng)度與耐久性，保證橋梁在惡劣環(huán)境下的使用壽命，在離岸結(jié)構(gòu)物的施工設(shè)計(jì)中應(yīng)用比較廣泛，對(duì)于具有較長(zhǎng)跨度的橋梁高性能混凝土發(fā)揮著重要的作用，不僅可以延長(zhǎng)橋梁的使用壽命，提高經(jīng)濟(jì)效益，還能降低橋梁的養(yǎng)護(hù)難度和工作量，保證橋梁施工的同時(shí)滿足了安全性和經(jīng)濟(jì)性。目前高性能混凝土在我國橋梁施工中已得到了運(yùn)用與普及。近年來海工混凝土的應(yīng)用推動(dòng)了橋梁施工建設(shè)的發(fā)展，這種高性能混凝土具有較強(qiáng)的抗腐蝕性能，能有效延長(zhǎng)橋梁設(shè)計(jì)的壽命。其原理就是利用摻和的粉煤灰材料的抗腐蝕性與良好的耐久性能，不僅節(jié)省了橋梁施工材料用量，還保證了良好的施工效。比如東海大橋在施工設(shè)計(jì)中采用的混凝土中摻和有粉煤灰等材料，這些摻和材料耐久性與強(qiáng)度都很高，建成后該大橋的設(shè)計(jì)壽命長(zhǎng)達(dá)一百余年，這類的礦物摻和料不僅降低了施工難度，還節(jié)約了施工成本，在施工中也比較綠色環(huán)保。

3.2高性能混凝土在施工中注意的事項(xiàng)

原材料的好壞直接影響高性能混凝土的性能優(yōu)劣，必須保證原材料的質(zhì)量才能保證好的混凝土品質(zhì)。在施工中為了保證合理的坍落度必須從混凝土的制作環(huán)節(jié)入手，每次進(jìn)行混凝土攪拌前都需要對(duì)原材料的含水率做認(rèn)真測(cè)量，將得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算得出混凝土的配合比。為了保障測(cè)量數(shù)據(jù)的精確性，每次進(jìn)行含水率測(cè)量的次數(shù)不能少于2次，準(zhǔn)備好施工的前提條件，保證施工的順利實(shí)施。混凝土原材料應(yīng)嚴(yán)格按照施工配合比要求進(jìn)行準(zhǔn)確稱量，稱量最大允許偏差應(yīng)符合膠凝材料（水泥、礦物摻和料等）±1%；外加劑±1%；骨料±2%；拌和用水±1%?；炷恋目倲嚢钑r(shí)間不宜少于兩分鐘，也不宜超過三分鐘，以保證攪拌的均勻度。還要對(duì)混凝土的耐久性進(jìn)行嚴(yán)格保證，因此要嚴(yán)格控制混凝土的攪拌時(shí)間，為高性能混凝土的綜合性能提供一定的保障。在運(yùn)輸過程中應(yīng)保證混凝土保持均勻性，運(yùn)到澆筑地點(diǎn)時(shí)不分層、不離析、不漏漿，并具有要求的工作性能。應(yīng)盡量減少混凝土的轉(zhuǎn)載次數(shù)和運(yùn)輸時(shí)間。從攪拌機(jī)卸出混凝土到混凝土澆筑完畢的延續(xù)時(shí)間以不影響混凝土的各項(xiàng)性能為限?；炷寥肽Ｇ?，應(yīng)采用專用設(shè)備測(cè)定混凝土各項(xiàng)工作性能；只有拌和物性能符合要求的混凝土方可入模澆筑?；炷翝仓r(shí)的自由傾落高度不得大于1.5m；當(dāng)大于1.5m時(shí)，應(yīng)采用滑槽、串筒、漏斗等器具輔助輸送混凝土，保證混凝土不出現(xiàn)分層離析現(xiàn)象。澆筑混凝土?xí)r，需要振搗來增加混凝土的密實(shí)度。振搗時(shí)要注意不能將粗集料分離出來，要將其均勻鋪設(shè)在混凝土層中并搗實(shí)，避免產(chǎn)生蜂窩狀的空隙。震動(dòng)間距不能過大，也不能過度震動(dòng)，防止破壞其它組件?；炷翝仓尚瓦_(dá)到一定強(qiáng)度后即可拆模。拆模后的混凝土還需要配合科學(xué)的養(yǎng)護(hù)工作，才能延長(zhǎng)使用壽命。在水泥水化期間白天可用草簾、麻袋蓋住混凝土表面，每隔兩小時(shí)就要澆一次水，夜晚，最少澆水兩次。后期可適當(dāng)減少。澆水養(yǎng)護(hù)應(yīng)在混凝土拆模后立即開始。

4、結(jié)語

高性能混凝土作為新型的施工材料，在現(xiàn)代施工中得到了廣泛的應(yīng)用。我們應(yīng)充分了解高性能混凝土的特點(diǎn)，不斷將其優(yōu)化。利用合理的技術(shù)進(jìn)行配合比方法的設(shè)計(jì)，全面發(fā)揮高性能混凝土的使用作用與效果，有效地保證施工質(zhì)量，保證施工安全，延長(zhǎng)公路橋梁的使用時(shí)間，促進(jìn)我國施工工程的發(fā)展。

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