高性能混凝土在公路橋梁施工中的應(yīng)用研究

藍(lán)新玲

摘要：文章對(duì)高性能混凝土在公路橋梁施工中的應(yīng)用進(jìn)行了研究，從穩(wěn)定性、耐久性、高強(qiáng)度以及工藝性等方面，分析了高性能混凝土的工程特性，并從施工原料、制備方案、澆筑形式和養(yǎng)護(hù)措施等方面介紹了高性能混凝土的主要施工工藝，具有一定的工程應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：高性能混凝土;公路橋梁;施工;研究

中圖分類號(hào)：U414 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2019.07.008

文章編號(hào)：1673-4874（2019）07-0023-03

0引言

新時(shí)期，我國(guó)建筑領(lǐng)域的施工技術(shù)在不斷發(fā)展，隨著一批新型施工原料的廣泛應(yīng)用，工程的施工周期在逐漸縮短，施工質(zhì)量在逐步提高，并在一定程度上延長(zhǎng)了使用壽命，節(jié)約了工程后期的養(yǎng)護(hù)成本。在各類建筑工程中，混凝土原料的使用較為廣泛，在建筑工程領(lǐng)域中占有極高比重，為建筑的結(jié)構(gòu)質(zhì)量和安全提供了重要支撐。因此，混凝土原料及施工工藝的優(yōu)劣直接影響著工程的整體質(zhì)量和安全性。近年來(lái)，我國(guó)在高性能混凝土的研究和應(yīng)用方面取得了很大進(jìn)步，積累了大量的理論研究與工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。高性能混凝土選用優(yōu)質(zhì)原料進(jìn)行制備，具有強(qiáng)度高、韌性好、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等諸多優(yōu)良特性。此外，高性能混凝土還具有澆筑方便、振搗便利等工程特性，其工程力學(xué)性能十分穩(wěn)定，在高層和超高層城市建筑的應(yīng)用中優(yōu)勢(shì)明顯，并適用于惡劣氣候條件下的公路橋梁施工。高性能混凝土施工技術(shù)和施工設(shè)備的應(yīng)用已逐漸成為建筑工程施工領(lǐng)域中一個(gè)全新的發(fā)展趨。

1高性能混凝土工程特性

1.1穩(wěn)定性

高性能混凝土在建筑工程施工中具有較好的穩(wěn)定性，穩(wěn)定性是其工程特性的基本標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)際的工程應(yīng)用中主要表現(xiàn)為形變量低、收縮程度小、彈性低、裂縫少等。常規(guī)原料所制備的混凝土在風(fēng)吹、日曬、雨淋等自然條件下會(huì)逐漸被腐蝕，而高性能混凝土即便在極端惡劣的氣候條件下仍可保持良好的工程穩(wěn)定特性，這與高性能混凝土中水泥含量和標(biāo)號(hào)的級(jí)別有關(guān)。減少混凝土制備過(guò)程中的用水量也可提高混凝土的綜合穩(wěn)定性。

1.2耐久性

耐久性主要體現(xiàn)在公路橋梁施工過(guò)程中建筑結(jié)構(gòu)的抗老化和抗開(kāi)裂能力。當(dāng)混凝土暴露于空氣中，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的自然條件作用，混凝土結(jié)構(gòu)將受到不同程度的破壞，常出現(xiàn)開(kāi)裂、疏松以及脫落現(xiàn)象。在部分氣候惡劣、天氣變化異常的區(qū)域，如經(jīng)常發(fā)生酸雨及二氧化碳侵蝕區(qū)域，公路橋梁的結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生形變，嚴(yán)重情況下還會(huì)造成交通安全隱患。耐久性也可以綜合體現(xiàn)在混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命方面，耐久性強(qiáng)的混凝土結(jié)構(gòu)具有較長(zhǎng)的使用周期，后續(xù)工程維護(hù)量較少，從而節(jié)約了工程維護(hù)的成本。

1.3高強(qiáng)度

高性能混凝土具有較高的強(qiáng)度指標(biāo)，是最基本的工程特性，這與各類建筑工程的結(jié)構(gòu)性能密切相關(guān)。值得注意的問(wèn)題是，在公路橋梁的各部分施工中，所用到的混凝土也應(yīng)具備相應(yīng)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，部分結(jié)構(gòu)要求混凝土具有短時(shí)的高強(qiáng)度;部分結(jié)構(gòu)對(duì)混凝土的抗壓、抗剪切、抗磨以及抗疲勞性能具有更高要求。例如在大、中型公路橋梁的施工中，在減小斷面的構(gòu)件使用中較為常見(jiàn)，使用c80型高性能混凝土可使公路橋梁的實(shí)際載荷能力提高一倍，且對(duì)于降低公路橋梁的自重也具有一定作用，能夠綜合延長(zhǎng)公路橋梁的使用壽命。

1.4工藝性

高性能混凝土一般采用較高的工藝標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)保證公路橋梁的施工質(zhì)量具有一定影響。這類施工工藝通常較為嚴(yán)格，涵蓋了混凝土拌合、灌注以及振搗等各個(gè)施工環(huán)節(jié)，這些施工環(huán)節(jié)應(yīng)嚴(yán)格遵守《公路橋梁施工標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》中的要求?；炷林苽淞鞒梯^為合理，所制備的混凝土具有較高的質(zhì)量和工程特性，其密度和嚴(yán)整度均能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，且振搗過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)離析情況，結(jié)構(gòu)性能十分穩(wěn)定，具有較好的平整度和耐磨特性。

高性能混凝土工程特性如表1所示。

2高性能混凝土主要施工工藝

2.1高性能混凝土的施工原料

高性能混凝土的施工原料一般包括以下幾部分：

（1）水泥

依據(jù)公路橋梁施工質(zhì)量要求，高性能混凝土的實(shí)際強(qiáng)度和等級(jí)應(yīng)符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，混凝土的具體標(biāo)號(hào)應(yīng)與水泥細(xì)度、礦物含量及成分一致。

（2）拌合料

拌合料的參數(shù)指標(biāo)對(duì)于提高混凝土綜合性能具有積極意義。拌合料屬于高性能混凝土的主要組成部分，在一般類別的公路橋梁施工過(guò)程中，拌合料參數(shù)指標(biāo)可以常規(guī)化;在一些高級(jí)別的建筑工程施工中，需要適當(dāng)調(diào)節(jié)拌合料成分以適應(yīng)工程的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。

（3）外加劑

高性能混凝土通常應(yīng)添加能夠融合水泥等成分的外加劑。外加劑對(duì)于控制混凝土的凝固時(shí)間、提高混凝土密實(shí)程度和耐久性方面具有良好作用。同時(shí)外加劑也可在一定程度上弱化混凝土坍落度。

（4）集料

集料可增強(qiáng)混凝土的工程強(qiáng)度，使得在水灰比較低情況下的混凝土能保證一定的密實(shí)程度，提高混凝土的整體工程特性。

2.2高性能混凝土的制備方案

水膠比部分的制備情況直接關(guān)系到混凝土最終的性能，對(duì)于高性能混凝土的工程特性而言具有關(guān)鍵作用。在公路橋梁的施工中，確定具體施工要求和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)之后，通過(guò)工程參數(shù)的核驗(yàn)來(lái)確定實(shí)際的水膠比參數(shù)。應(yīng)充分重視水泥和水的配比，依據(jù)公路橋梁各施工環(huán)節(jié)的具體需求而定。例如在坍落度、集料種類和粒徑方面應(yīng)嚴(yán)格驗(yàn)證水膠比數(shù)值。此外，高性能混凝土含砂率應(yīng)控制在一定范圍內(nèi)，一般情況下其數(shù)值越低越好?！豆窐蛄菏┕べ|(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》中對(duì)高性能混凝土的含砂率作出了明確規(guī)定，含砂率應(yīng)控制在34%～44%，降低含砂率可減少高性能混凝土施工中水泥的用量，進(jìn)而使得工程的總成本降低。在增強(qiáng)高性能混凝土的粘聚性方面，一般使用特定的高效減水劑來(lái)實(shí)現(xiàn)。水膠比對(duì)混凝土性能的影響如表2所示。

2.3高性能混凝土的澆筑形式

高性能混凝土在工程應(yīng)用中的澆筑質(zhì)量是保障公路橋梁使用壽命的關(guān)鍵所在，良好的澆筑質(zhì)量可提高公路橋梁的載荷能力以及耐久性能。混凝土澆筑一般需要多個(gè)步驟完成，包括布料、振搗、抹平以及修整等。在混凝土澆筑過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制入模溫度以及拌合坍落度等指標(biāo)。通常澆筑過(guò)程使用分層移動(dòng)澆筑方式進(jìn)行，對(duì)每次泵送的混凝土量以及攤鋪厚度均應(yīng)有效控制，同時(shí)控制好操作的時(shí)間間隔。以振搗工序?yàn)槔?，振搗過(guò)程通常使用插入式振搗棒，通過(guò)高頻振搗的方式來(lái)完成。此外還有平板振搗設(shè)備等，振搗過(guò)程中應(yīng)避免撞擊模板、鋼筋以及預(yù)埋件，且振搗時(shí)長(zhǎng)應(yīng)控制在30s以內(nèi)。

2.4高性能混凝土的養(yǎng)護(hù)措施

在完成高性能混凝土澆筑后，應(yīng)進(jìn)行濕養(yǎng)護(hù)工序。濕養(yǎng)護(hù)過(guò)程能夠保證混凝土在特殊的溫濕度條件下的硬化速度。在完成高性能混凝土施工后拆除模板，應(yīng)先拆除非承重板，然后拆除承重板，當(dāng)所有模板都拆除后對(duì)混凝土迅速進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。在發(fā)生局部漏水或滲水情況時(shí)，應(yīng)在襯砌內(nèi)進(jìn)行注漿，如果出現(xiàn)裂縫則應(yīng)及時(shí)填補(bǔ)。

高性能混凝土的主要施工工藝流程如圖1所示。

3結(jié)語(yǔ)

隨著建筑工程領(lǐng)域施工技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，新時(shí)期對(duì)公路橋梁的施工質(zhì)量和施工周期提出了更高的要求。高性能混凝土等一批新型施工原料的應(yīng)用使得工程的質(zhì)量能夠得以保障，并延長(zhǎng)了工程的使用壽命，降低了后續(xù)維護(hù)成本。本文對(duì)高性能混凝土的工程特性和施工工藝進(jìn)行了詳細(xì)歸納，為公路橋梁施工中高性能混凝土的制備及應(yīng)用提供了一定的參考。