高性能混凝土道路桥梁工程论文

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1高性能混凝土的概述

1．1高性能混凝土的概念分析

高性能混凝土的概念解释目前国内外没有统一的共识，各个国家对其有不同的定论。其中，欧洲混凝土学会将高性能混凝土概括为:水胶比小于0．40的混凝土。而在其他国家中，更加强调混凝土的稳定性与强度。在我国，著名专家冯乃谦在其著作中指出，对于高性能混凝土的概念定义必须紧紧围绕以下展开:高性能混凝土必须具有高强度性与耐久性，并在其物质基础中加入掺合料。因此，从诸多专家以及学者的文献著作中，我们可以发现，针对高性能混凝土的定义中都强调了高性能混凝土的稳定性、适应性以及强度性。继而，我们引用《公路桥涵施工技术规范》中关于高性能混凝土的定义。高性能混凝土，是指具有高强度、低渗透性、高弹性模量以及能够抵抗外界破坏的混凝土。同时，需要对高强混凝土与高性能混凝土进行区分，高强混凝土强调的是自身具有的较高抗渗透性，而高性能混凝土强调自身具有的高耐久性。

1．2高性能混凝土与普通混凝土之间的异同

1．2．1高性能混凝土与普通混凝土之间的相同点

(1)两者使用的材料大致相同，例如都是通过对水泥、砂石以及添加剂进行一定程度上的配置而得到的。但是针对混凝土使用过程中的性能指标，高性能混凝土要更加严格。(2)两者在生产过程中所使用的工艺都是相同的，没有本质上的差别。(3)两者对于自身的体积稳定性、强度、刚度以及经济性等都有着较高的要求。其中，高性能混凝土在耐久性上的要求更高，并相对传统的混凝土在某些性能上有着大幅度的提升。

1．2．2高性能混凝土与普通混凝土之间的不同点

(1)高性能混凝土与普通混凝土的最大差别在于对原材料、生产工艺、配置比例以及维护手段上，高性能混凝土具有更加严格的标准，并要求在执行过程中进行精确化的控制。因此，如果在生产高性能混凝土按照原有的生产理论作业，那么生产出来的混凝土完全不能适应相关的要求。(2)针对于高性能混凝土的施工单位要求极为严格，必须对整个施工过程进行精确控制，对施工过程要严格按照相关的标准。同时，对于施工人员的要求也较高，能够对施工工艺精确掌握，并能够对施工中出现的问题及时解决，拥有较强的专业素质。(3)高性能混凝土是在普通混凝土之上进行研制的，并在其中掺入了大量的活性混合材料。并且，在对高性能混凝土的养护上，也有较高的要求。高性能混凝土本身所具有的特点是为了满足复杂环境下对建筑建材要求下所产生的。在施工过程中需要掺入足量的活性混凝土混合剂提升在韧性、强度以及稳定性上的性能。因此，这就需要施工单位具备良好的维护技术。

1．3高性能混凝土的应用特点分析

1．3．1较强的环保性

高性能混凝土在与传统混凝土相比，能够在减少材料使用的前提下，有效降低废旧材料。同时，高性能混凝土能够减少施工周期，提升工程质量，降低资源的消耗，从而达到节能减排的目的。

1．3．2较强的抗压性

高性能混凝土通过对原材料合理的配置，在抗压性能上具备了良好的性能，是传统混凝土抗压能力的一倍。并且，高性能混凝土相对于普通混凝土具有较轻的自重。因此，高性能混凝土被广泛适用于桥梁的建设中，保障桥梁具有足够高的跨径，从而降低工程的造价。

1．3．3较强的耐久性

道路桥梁的建设目的之一就是为了满足区域内的最大车流量，因此，这就对施工材料的耐久性有了更高的要求。高性能混凝土在桥梁中的应用还要求桥梁具有较高的抗风荷载能力，在强风的作用下，桥梁也不会受到较高的损害。

1．3．4较低的坍落度

与传统的混凝土相比，高性能混凝土具有更小的坍落度，因此，在高性能混凝土的运输过程中，离析现象较为少见。另外，高性能混凝土在投入使用的过程中，在充分保障施工工艺符合标准的前提下，建筑结构出现裂纹以及缝隙的现象较为少见。因此，也保障了道路桥梁的工程质量。

2道路桥梁工程施工中高性能混凝土各项技术指标的确定

2．1高性能混凝土的凝结时间

高性能混凝土在道路桥梁的施工建设中，通常都会有较大的作业面，增加了施工的难度。但是，为了保证施工过程中高性能混凝土有效成型，为维护工作提供更多的便利，需要将凝结时间进行科学控制。建筑施工单位要根据现场的施工环境，例如气候、温度、湿度等方面的自然因素，在符合相关施工标准的情况下，科学确定混凝土的冷凝时间。在中国北方地区，冬季的初凝时间宜延长到10～12h之间，将终凝时间延长到12～14h之间;在夏季，将初凝时间延长至12～14小时，终凝时间延长至15～18小时之间，从而充分保障高性能混凝土的体积稳定性以及密实性。同时，为了防止温度应力过大，从而影响高性能混凝土的内部结构，需要将水化热峰值控制在15%～20%之间。

2．2高性能混凝土的坍落度

对高性能混凝土的和易性进行检测，需要利用到坍落度。混凝土的坍落度主要包括三个方面，分别是流动性、粘聚性以及保水性。作为衡量高性能混凝土的重要指标，坍落度能够对混凝土的和易性综合反映。因此，需要对坍落度进行科学、合理设计。一般来讲，高性能混凝土表现出较强的高流态，因而，将坍落度的值设定稍微偏大，大约在20cm～24cm之间。同时，合理控制混凝土出机到浇灌的时间内的坍落度损失，一般不能超过2cm，并且在出机后的两个小时之后，使其扩展度在500mm×500mm。最后，要保证高性能混凝土始终具备较强的黏聚性、保水性以及密实性。

3道路桥梁工程施工中高性能混凝土的配合比设计分析

高性能混凝土的配合比设计直接关系到工程的质量，也是高性能混凝土区分普通混凝土的重要关键点。

3．1高性能混凝土的配合比设计原则

3．1．1合理使用引气剂

在进行配置高性能混凝土时，应该在配置过程中加入一定量的引气剂，从而使得混凝土拌合物的和易性得到一定程度上的改善，提升混凝土在抗渗性、抗冻性等方面的性能。根据有关资料我们得知，对混凝土中的含气量应该科学合理设计，严格根据抗冻等级确定在混凝土中添加的引气剂含量。

3．1．2合理配置水灰比

作为混凝土配合比中的一个重要参数，水灰比在进行配合时要将水胶比设计在0．2～0．4之间。其中，原因在于如果在配置过程中水灰比过大，就会导致混凝土的粘结力下降，混凝土在硬化过程中就会在表面以及内部产生细小的裂纹，使混凝土的结构稳定性出现下降，影响了混凝土的质量。同时，如果水灰比过小，导致较差的和易性，浇筑过程较为困难，从而使混凝土产生麻面、空洞等极为严重的质量问题。

3．1．3增加减水剂的使用量

在进行配合比的设计中，要将高效能减水剂的减水率控制在20%以上。同时，为了减少在混凝土塌落度上的损失程度，在高效能减水剂中加入缓凝成分，从而提升工作性，减少高性能混凝土的收缩。

3．1．4增加胶凝材料的使用量

在进行配合比的设计中，过高的使用胶凝材料不仅仅增加工程的造价，也会降低高性能混凝土的整体稳定性。因此，对胶凝材料的使用量进行合理控制，对配置中使用的粗细骨料进行合理调整。

3．2简易配合比设计方法

3．2．1高性能混凝土常用性能指标的选择

在进行高性能混凝土的常用指标选择时，将道路桥梁施工工程所要求的性能标准作为基准，并进行试配与调整。

3．2．2准确计算出砂石混合空隙率

在计算砂石的混合空隙率是，当砂率在38%～40%之间时开始，并将具有不同砂石比的砂石进行混合后，将其装入容重筒中，要求容重筒的体积在15～20L范围之间］。将直径在15mm的圆头捣棒在容重筒中进行三十下的插捣作业，然后刮平表面后进行称量作业，最后换算成松椎密度。通过计算后我们可以得到最具有经济性的混合空隙率，大约在16%左右。

3．2．3准确计算出凝胶材料的浆量

将砂石混合空隙的体积加上富余量就可以算出胶凝材料的浆量。混凝土的工作性以及外加剂性质决定了胶凝材料浆富余量，可以按照坍落度的8%～10%进行试拌。

3．2．4计算各组分用量

在计算过程中，我们可以进行选用水胶比的假设，从而有利于计算的进行。将水胶比设定为0．4，并掺入30%的磨细矿渣，水泥密度取3．15g/cm3，选取磨细矿渣密度时可以将其设定为2．5g/cm3。则我们可以利用如下公式进行计算:胶凝材料用量/浆体积=1/(0．7/3．15+0．3/2．5+0．4)=1．35因此，我们就可以大致推算出胶凝材料1．35kg。

4道路桥梁工程施工过程中高性能混凝土性能提升的措施分析

4．1提高高性能混凝土强度

当前，在我国在室内实现C60以及C80的混凝土施工已经不存在技术问题，并能够保障施工结果的高质量。通常我国将高于C60强度等级的混凝土叫做高强混凝土，但是，在大型建筑中，尤其是在道路以及桥梁中大量应用混凝土的工程施工中，还存在着一定的技术上的制约。因此，高性能混凝土在提高强度的同时，还要对施工现场的环境金鑫综合考虑。

4．1．1加强对原材料的控制能力

在进行高性能混凝土的配置过程中，应该选用52．2级以上的硅酸盐进行配置。并且粗骨料应该采用岩石立方体在抗压强度性能上高于1．5倍混凝土强度等级的碎石材料。并且，碎石材料应该具有粒型好以及针片状含量低等特点。而细骨料的选择应该采用细度模数高于2．6具有良好级配的中砂，并且其含泥量应该控制在1%以下。

4．1．2适量添加活性掺合料

在进行高性能混凝土的搅拌过程中，适当加入活性掺合料可以有效提升混凝土的强度。其中，重要的原因在于高活性掺合料所具有的“形态效应”。一般来说，常见的高活性掺合料以硅灰、磨细矿渣等为主。另外，高活性掺合料具有的“活性效应”，活性材料中的物质能够发生化学反应，从而生成的水化铝酸钙能够使混凝土的强度增加。同时，在高性能混凝土加入的活性掺合料能够减少混凝土的收缩，从而改善高性能混凝土的工作性。并且，加入的活性掺合料能够有效调整混凝土的内部结构，降低水化热，进而能够使高性能混凝土的抗腐蚀能力大大提高。活性掺合料在高性能混凝土中的使用能够对碱－集料反应有着不错的抑制作用，从而有效提升了混凝土的耐久性。

4．2充分保障流动性

使高性能混凝土具有优质的保塑性以及施工性，就要求保障高性能混凝土具有充分的流动性。高流态的混凝土也就具有优良的工作性，充分保障混凝土在出机后的120min之后具有良好的工作性能］。在上文中已经叙述过对配合比的设计方法，因此，在进行配置过程中，要对高效减水剂进行合理使用。

4．3增加体积的稳定性以及耐久性

高性能混凝土具有独特的优势，例如其具备的高强度以及高流动性，同时具有极好的耐久性。关于提升高性能混凝土的耐久性，要将混凝土在进行配合比的计算中，充分考虑到混凝土原材料的性能，严格按照相关的施工工艺进行操作。在进行相关的配置过程中，从混凝土的高强、抗碳化等多种角度出发，从多方面提升混凝土的耐久性。在进行道路桥梁的高性能混凝土施工过程中，关键环节在于混凝土的浇筑。在进行浇筑的过程中，现场的监理工程师要对模板的尺寸、强度以及刚度进行严格控制，并且对于钢筋以及其他预埋件的数量以及位置精确掌握。并且在施工现场中，综合考虑各种状况，避免模板在各种状况下受到污染。因此，提供高性能混凝土的耐久性需要从多方面入手，全方面提升高性能混凝土的耐久度，保障工程的质量。

4．4加强高性能混凝土的养护工作

在进行高性能混凝土的浇筑振捣作业完毕之后，进行相关的养护作业。从一定程度上讲，养护作业与混凝土的配置、浇筑同等重要。作为高性能混凝土成型的最后一道工艺，养护对混凝土的性能有着重要的保障作用。同时，养护工作的重要内容在于保持高性能混凝土的正常硬化以及强度上的增长。因此，对于施工环境就有着较为严格的要求。施工单位应该在道路桥梁的建设中，密切关注天气变化，及时做好强对流天气的应对准备，避免在雨雪、强风天气下施工，保证施工人员安全的同时，提升高性能混凝土的性能。另外，由于高性能混凝土在浇筑后，表面难以进行有效泌水，其内部也常常处于失水状态。因此，为了避免混凝土表面出现缝隙，影响到工程的质量，就需要对高性能混凝土的表面进行覆盖以及洒水作业，从而保证道路或者是桥梁因温度变化而失水过多或者是收缩而产生裂缝，从而造成工程上的安全隐患。

5结语

高性能混凝土在道路以及桥梁上的应用越来越广泛，除了施工单位严格按照施工程序进行操作之外，相关的安全监管部门也要对施工过程进行严格的监督，确保工程质量。同时，科研机构要加强高性能混凝土在设计、施工、制备以及运输等环节的技术创新，提升高性能混凝土的各项性能。

作者：常志航 单位：内蒙古交通职业技术学院