工程科技 高性能混凝土的发展及其在路桥建设中的应用研究 王生霞 青海省海南天和路桥工程有限公司 青海共和８１ ３０００ 摘要：本文阐述了高性能混凝土的发展现状及最新研究成果，讨论了高性能混凝土的定义，对其优异特性进行了较为详尽的分析。在总结了高性能 混凝土成分设计的基础上，提出了一些需要关注的意见和建议。最后，列举了近三十年来高性能混凝土在国内外路桥建设中的应用实例，从中可知 高性能混凝土已经成为路桥工程建设中最为重要的结构材料之一。 关键词；高性能混凝土性能 成分设计路桥建设 １、 高性能混凝土的涵义 测定。 关于高性能混凝土的研究最早是由挪威 ３、高性能混凝土在桥梁中的应用 学者在１９８６年提出的：掺入挪威盛产的硅灰， 高性能混凝土的应用范围非常Ｊ 泛，而 能大大提高混凝土的强度、抗渗性、抗氯离 且还很容易浇注和捣实，不会产生离析现象。 子扩散性，从而提高混凝土的耐久性。而高 高性能混凝 ｆ＝可以出色地、长久地维持自身 性能混凝土这个概念则是在１９９０年５月由美 的力学性能，在工程的早期，混凝土的强度 国混凝土协会正式提出。高性能混凝土指的 和韧性都很高，体积的稳定性也比较出色。 是具有高耐久性、高强度性、优良工作性、 即使在非常艰苦的使用条件下，高性能混凝 高体积稳定性的混凝土材料。各国学者对高 土的使用寿命也比较长、强度也比较大、流 性能混凝土的研究有着自己的侧重点。美国 动性比较很高，耐久性也非常突出。通过在 学者更强调耐久性和尺寸稳定性，而日本学 桥梁工程中大力推广和运用高性能混凝土， 者偏重高工作性。我国大多数研究者比较赞 不仅可以大大地延伸了桥梁的使用寿命、获 同冯乃谦、吴中伟等提出的观点：高性能混 得了非常好的经济效益；而且人们关心的重 凝土应具备高耐久性，要在高强度基础上与 点内容已经从高强度特征转变到高性能特 使用环境结合考虑；此外，良好流动性也必 征。 不可少。当然，在实际研究与应用中，需要 南京的大胜关长江大桥全场达到了 综合考量各方面因素，对高性能混凝土中的 ９２７３ｍ，混凝土的使用量达到了１２２５万ｍ０。 某些性能酌情偏重。 在建设这座大桥的过程中，共用了２３５５根钻 ２、高性能混凝土的特性 孔桩，大概５５万ｍ 的混凝土。因为在这种 ２．１工作性 长江大桥中存在着超大孔径的钻孔桩，桩的 高性能混凝土具有优良的工作性能，包 长度达到了１Ｏ７～１１２ｍ，所以在建设这座桥 括高流动性、高聚性、可浇注性等。塑性混 梁的过程中，混凝土的灌注要求比较高、难 凝土坍落度一般在１～５ｃｍ范围内，高性能混 度也非常大。根据吕慎明的详细分析，首先 凝土在新拌状态下坍落度值则超过２０ｃｍ。同 优化了混凝土的配合比。因为工程钻孔桩运 时，为了获得高强度和高密度，新型高效减 用了人孔径的、超长的摩擦桩，一些钻孔还 水剂的使用保证在较低的水胶比条件下，高 处在弱硫酸盐的侵蚀环境之中，这就要求钻 性能混凝土也能获得较好的流动性。 孔桩混凝土不仅要很好地达到工程设计的强 ２．２耐久性 度要求，还应该具备非常出色的耐久性；这 混凝土的耐久性是指混凝土结构在自然 样一来，就能够为保证高性能混凝土以较大 环境、使用环境及材料内部因素作用下保持 的方量实行连续灌注作业。这也要求工程的 其工作能力的性能。除了一些在上世纪九十 作业性能非常高。对于这些工程要开展综合 年代在极恶劣环境下建造的高性能混凝上工 的统计分析，结合设计配比的钻孔桩混凝土， 程外，关于ＨＰＣ在非常恶劣的环境下工作超 进而快速完成工程作业，使得工程达到相关 过５～１０年的跟踪实验记录少之又少，所以 的性能和指标。 想要精确地预测ＨＰＣ的寿命是非常困难的。 ４、高性能混凝土在到道路建设中的 但是，Ａｔｃｉｎ认为皋于普通混凝土方面的经 应用 验，可以安全地假设高性能混凝土更加耐用。 耐久性、养护的难易度和建设中费用的 Ｇａｇｎｅ等认为混凝士的耐久性主要取决于混 多寡都已经变成了高性能混凝土的主要内 凝土的渗透性和环境的恶劣程度，因此关于 容，与此同时这些内容也在很大程度 影响 其评价应包括侵蚀介质如何渗入混凝土中， 了施工性、体积稳定性、耐久性的高低以及 以及环境对高性能混凝土特性的影响。他们 力学强度的合适度。因此，高性能混凝土可 通过观测氯离子在某些高性能混凝土中的渗 以在较长的时期内经受冲刷、磨耗、冰冻、 透值证实空隙联通性随水胶比减小而显著变 水渗、侵蚀等各种极端恶劣的天气和条件， 差，使侵蚀介质在高性能混凝土中的移动更 在道路运用过程中，高性能混凝土的耐久性 困难。黄土元和祝永年等人对环境对混凝土 优点显得非常关键和重要。首先，它能够在 破坏冈素进行了详细的分类。 很大程度上提升路基施工的水平和质量、保 ２．３力学性能 证路基不出现下沉现象；其次，还需要破解 作为结构材料，高性能混凝土在注重耐 道路混凝土的强度等级比较低的问题，水泥 久性的前提下，也必须具有较高的强度。反 用量过少等，这就使得在工程建设过程中的 应高强度混凝土强度力学性能指标一般有： 水泥用量比较少，但是，对耐久性的要求却 混凝士立方体抗压、拉伸和弯 比较高。这二者的矛盾使得高性能混凝土的 曲强度、轴心抗压、劈裂强度等。Ｋｈａｎｚａｄｉ 耐久性成为自身的关键指标，与此同时，高 等通过回弹仪来测定高性能混凝土的硬度。 性能混凝土还要有高强、高早强、高流动、 Ｙｕｒｔｄａｓ等对高性能混凝士进行了杨氏模量的 高粘聚性、高可浇注性等诸多特征和…色的 ２６ ｗｗｗ．ｓｐｙｚｌｚｚ．ｃｏｒｎ 商品与质量・学术观察 性能。 在配制商性能混凝土的思路方面，应该 遵循以下顺序。首先要选择和优化原材料的 配比，再加入适量的复合高效外加剂；与此 同时，还需要进一步加入部分处理过的工业 废料，例如硅灰、粉煤灰、矿渣等等，还要 做好混凝土拌和物所具有的流动性性能。在 施工工艺领域．要获得流态较高、离析度角度、 质量比较均匀的高强混凝土来开展施工。与 此同时，它的耐久性要在很大程度上优越于 普通混凝土。在利用道路高性能混凝土开展 施工的过程中，还需要尽可能多地考虑道路 混凝土自身所有的特征性能，再密切联系这 种高性能混凝土优点和长处，综合地分析和 思考诸多方面的性能要求，做足此类混凝土 的研发工作。然而，在道路混凝土生产发生 变化后，道路施工的施工工艺也要发生变化。 在此不再运用滑模摊铺开展工程施工，而是 运用了高流态、坍落度达２４０￣２７０ｍｍ的高 性能混凝土来进行作业。这种方法在很大程 度上完善和补充了道路高性能混凝土的内在 涵义，与此同时，它也代理了不可估量的经 济社会效益，有利于企业、国家和人民生活 水平的提高。 ５、高性能混凝土在路桥建设中的具 体应用要求 高性能混凝土具有很好的稳定性和持久 性，这决定了它可以适应施工地点的具体环 境。在低温、水分侵蚀、水体冲刷等自然力 的作用下，这种混凝土可以依然保持正常的 特性。在具体应用高性能混凝土时，要注意 选择质量达标的配料，同时在原料中适当加 入高效的添加剂，以便增强高性能混凝土的 持久巾牛。优化高性能混凝土的内部配置比例， 能够起到增强混凝土自身的粘合性、流动性 和灌注性的作用。在某些情况下，为了进一 步增强高性能混凝土的流动性，施工人员可 以向这种原料中加入适当比例的煤渣、矿灰 和煤粉等工业废物，从而使得高性能混凝土 的质地更加均匀。 ６、结语 从高性能混凝土的特征来看，它本身所 具有的的 ：作性、耐久性和出色的力学性能 使得它在路桥建设中得到了较为广泛的应 用。它不仅可以确保路桥的安全性能，还可 以延长路桥的使用期限和以及相关的使用性 能，更好的服务于经济社会的发展。 参考文献： ［１］焦壮．高性能混凝土在路桥建设中的应用 分析［Ｊ］．交通世界，２０１ ２，６ ［２］杨慧宁．高性能混凝土在路桥建设中的应 用分析［Ｊ］．科技致富向导，２０１ ２．１１