淺議超高性能混凝土在橋梁工程中的應用

劉濤

摘 要：與一般性的混凝土相對比而言，超高性能混凝土在力學特性與耐久性方面更有優(yōu)勢。目前，超高性能混凝土已經(jīng)在土木結構建筑中得到大規(guī)模的普與應用。本文簡要介紹了超高性能混凝土的材料特性以及其制備技術，并淺析該混凝土在拱橋、桁架橋、裝配式橋梁等方橋梁工程中的應用。

關鍵詞：超高性能混凝土 橋梁工程 應用

中圖分類號：U44 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）01（a）-0060-02

超高性能混凝土是一類新型化的水泥基復合材料，與一般性的混凝土材料相對比而言，其在抗拉、抗壓、耐磨、耐腐蝕、阻裂、抗凍等方面均有著更加突出的優(yōu)勢價值。本文淺析超高性能混凝土的材料特性與制備技術，并系統(tǒng)論述超高性能混凝土在拱橋、桁架橋、裝配式橋梁等方橋梁工程中的應用方案，希望能為橋梁建設工程提供一些有價值的參考。

1 超高性能混凝土的材料特性與制備技術

1.1 材料特性

目前，國家已經(jīng)對混凝土的力學特性與其他性能開展了大量的研究工作，并取得了一定的研究成果。在具體試驗過程中所選用的制備材料自身差異、配合比差異、養(yǎng)護條件差異等因素都將會對最終的試驗結果產(chǎn)生一定的影響，而且，超高性能混凝土材料所體現(xiàn)出的特性則基本一致。下表1為超高性能混凝土和一般性混凝土、高性能混凝土的特性比較。

1.2 制備技術

開展超高性能混凝土的制備工作所依據(jù)的原理是：提升組分細度及活性，取除其中的粗骨料，確保材料當中的缺陷能夠降至最低，以確保能夠獲得更大的強度及良好的耐久性能，同時通過添加鋼纖維來促使超高性能混凝土材料能夠具備更加優(yōu)異的韌性及抗拉性能。基于上述原理介紹，開展超高性能混凝土材料的制備技術應滿足以下兩項要求。

（1）改進材料配合比，將粒徑大小超過1mm的粗骨料去除，以提升超高性能混凝土性能；提升堆積密度的重要價值即體現(xiàn)在減小超高性能混凝土的孔隙率，為實現(xiàn)這一目標，便需制備出優(yōu)異的顆粒級配，確保材料顆粒能夠達到更高的密實度。

（2）選用和活性組分具有較高相溶性的高效減水劑。水膠比對于材料強度將會產(chǎn)生較大的影響，因而應當盡可能選用合理化的高效減水劑，在確保材料性能的前提下減小水膠比。

2 超高性能混凝土的性能及技術指標

2.1 性能

（1）橋梁工程本身對于混凝土的強度要求較高，也是其質量的影響要素之一。超高性能混凝土在抗拉強度、抗壓強度方面都有較好的體現(xiàn)，一方面可以有效提升其承載能力，據(jù)試驗表明可提升至一倍之多；另一方面是減少了原料與重量，提高了其使用價值。

（2）超高性能混凝土的耐久性與其他高強度混凝土相比，可以有效地使混凝土面的人為劣化、自然老化得到延緩，而且其耐酸腐蝕性能較高，對于撞擊的抵御能力也較強，所以，其使用壽命也較長。

（3）在對混凝土質量做出判斷時，其中的一項標準即為坍落度判定，從高性能混凝土結構看，其強度大，耐久性強，說明其中的水泥漿體與粗骨料間的粘力也強，振搗時不易發(fā)生破壞，而且其中的穩(wěn)定性、均勻性兩大特征很顯然地將離析現(xiàn)象進行了預防，因此，它的坍落度較大，成型后較密實、均勻。

2.2 主要技術指標

在配制強度方面，它的公式是：0≥fcu，R+1.645e。（fcu，R表示混凝土立方體抗壓強度標準值，單位為MPa；0指混凝土配制強度，單位為MPa；e指混凝土強度標準差，單位為MPa）。

另外，混凝土和易性包含流動性、黏聚性、保水性，國內檢測方法達不到其三性全面檢測，因而從其坍落度這一指標著手，指對新拌混凝土質量控制，可以反映出其和易性，其值應偏大，范圍通常在20～24cm，規(guī)定要求為出機至澆灌時段內，不能使其坍落度損失范圍>2cm，2min后其擴展度值應大于等于500mm×500mm，這主要是為了確保其高流態(tài)得到有效保證。

3 超高性能混凝土在橋梁工程中的應用

3.1 應用于拱橋

某人行拱橋住跨度133m，截面高1.35m，寬4.2m，翼緣板厚3.1cm，通過張拉橫向預應力連接。腹板厚15.7cm，預留縱向預應力孔隙。全橋共分為7塊19cm長節(jié)段，采用張拉預應力連接。

主拱圈為主要承重部位，且承擔彎矩。和一般性混凝土122m上承拱相對比而言，超高性能混凝土的主要承重拱圈僅有0.66倍，且厚度更小，抗壓強度更大，具備有十分顯著的抗拉效果，有著十分優(yōu)異的性能特征。

3.2 應用于裝配式橋梁

考慮到超高性能混凝土材料所具備的巨大優(yōu)勢特性，橋梁工程建設已經(jīng)開始全面采用超高性能混凝土材料施工，特別是在裝配式橋梁建設工作中。與一般混凝土材料相對比而言，超高性能混凝土板的厚度僅有其1/3，外觀更加美觀，且纖薄的形態(tài)也可方便于吊裝施工，良好的耐久性也能夠延長橋梁工程的使用壽命。

4 結語

綜上所述，超高性能混凝土材料具備有十分優(yōu)異的力學特性以及良好的耐久性特征，能夠確保橋梁結構達到更長跨徑且構件尺寸也更小，在被應用于橋梁工程施工中有著具有操作方便、工期短、環(huán)境污染小等顯著優(yōu)勢價值，同時其優(yōu)異的耐久性能也能夠延長橋梁工程的使用壽命。相信隨著對于超高性能混凝土相關研究工作的持續(xù)深入，相關技術標準也將會得到進一步的完善與規(guī)范，其必將會在橋梁工程施工中得到越來越廣泛的應用。

參考文獻

[1] 丁沙，張國志，游新鵬，等.現(xiàn)澆超高性能混凝土在橋梁工程中的應用[J].施工技術，2016，45（17）：64-66.