桥梁施工中高性能混凝土应用

桥梁施工中高性能混凝土应用浅析

摘要:本文结合作者在赤道几内亚mbini大桥实际工作经验，剖析了新型高性能混凝土的性质，介绍了高性能混凝土在热带海湾大桥施工中的应用。

关键词:海湾桥梁施工高性能混凝土

中图分类号：tu37 文献标识码：a 文章编号：

高性能混凝土和高强度混凝土相比,不仅具有高强度,还具有高

刚度、高耐久性以及高弹性模量的优势。由于普通的混凝土难以长久作用,海湾混凝土桥梁受海水、淡水循环侵蚀等影响而剥落、开裂,为了减少海水侵蚀而使桥梁出现病害,在海湾桥梁施工中应用

高性能混凝土是有效避免事故的必然选择。

1 高性能混凝土的特点

1、高性能混凝土具有一定的强度和高抗渗能力，但不一定具有高强度，中、低强度亦可。

2、高性能混凝土具有良好的工作性，混凝土拌和物应具有较高的流动性，混凝土在成型过程中不分层、不离析，易充满模型；泵送混凝土、自密实混凝土还具有良好的可泵性、自密实性能。

3、高性能混凝土的使用寿命长，对于一些特护工程的特殊部位，控制结构设计的不是混凝土的强度，而是耐久性。能够使混凝土结构安全可靠地工作50～100年以上，是高性能混凝土应用的主要目的。

4、高性能混凝土具有较高的体积稳定性，即混凝土在硬化早期应具有较低的水化热，硬化后期具有较小的收

缩变形。概括起来说，高性能混凝土就是能更好地满足结构功能要求和施工工艺要求的混凝土，能最大限度地延长混凝土结构的使用年限，降低工程造价。

2 高性能混凝土在桥梁施工中应用的重要性

在长大桥梁和许多离岸结构物的设计和施工中，高性能混凝土被广泛的应用，也包括大跨桥所需要的各种拌合物。高性能混凝土由于具有高超的易于浇筑、长期不变形的力学性能，在施工初期的强度和韧性都比较高，并且稳定性好，能够在各种恶劣的环境和气候下，实现延长寿命，增加强度和流动性、提高建筑物耐久性的要求，被广泛推广。在桥梁施工中大力推广高性能混凝土的使用，延长桥梁使用寿命的同时，节约工程造价成本，提高经济效益。赤道几内亚mbini大桥位于几内亚湾well河入海口，属于热带海洋性气候，每天受海水、淡水循环侵蚀两次，设计寿命50年，桩基混凝土使用的“高性能海工混凝土”是粉煤灰、矿粉等废料，化腐朽为神奇，成为特殊的掺和材料，使海工混凝土既有高强度、耐久性、抗腐蚀等特性，又易于施工，直接节约材料成本400多万元。不仅效果稳定，还能提高混凝土的早起强度。

在mbini大桥主塔施工中由于采用了高性能混凝土配料，采用土耳其cinsa 高强度水泥，使主塔混凝土强度达到了c50标准，比原设计c45标准高了不少，增大了主塔环向预应力混凝土的富余值，使结构更趋于安全。

3 高性能混凝土原材料选择与配合比试验

高性能混凝土配合比设计是一个比较复杂的过程，没有统一的条条框框。选择合适的原材料，优化配合比参数，或是根据合理的性能有目的地进行少量的试配，然后由试配结果使配合比的参数具体化，便是高性能混凝土配合比设计的合理途径，结合在赤道几内亚的实际情况，施工时我们对每一批次的水泥都做了很多次的配合比实验，按照国内施工规范选取合适的配合比3.1正确选择原材料(1)水泥：按照中国规范经过对国内龙口水泥和土耳其cinsa水泥的各项技术指标对比，施工时采用cinsa水泥作为大桥的水泥供货商，除水泥的强度等级外，水泥矿物组成和细度都对高性能混凝土的性能有着直接影响。因为通过配合比实验发现高性能混凝土要求水泥细度不宜过细，早期强度不宜过高。土耳其cinsa水泥各项技术指标比较均衡，稳定性极好。(2)掺和料：掺和料主要指粉煤灰、减水剂、矿粉等，掺和料对混凝土的工作性、力学性能及混凝土内部组成、结构的改善等有明显的作用，大大提高了混凝土的耐久性，克服了硅酸盐水泥混凝土存在的许多潜在的及现实的问题，因而这类能显著改善混凝土耐久性和工作性的活性矿物掺和料是配制高性能混凝土必不可少的组分。(3)外加剂的选用：配制高性能混凝土的关键之一是选择与水泥相容性好的外加剂。外加剂与水泥的适应性较好时表现为：新拌混凝土工作性能得到明显的改善；根据需要能有效控制混凝土凝结时间；坍落度损失小；混凝土密实性好；各龄期强度有较大的提高；极好的分散性；使混凝土降低黏度、不秘水、不漓浠、易泵送；使混凝土各耐久性指标有较大提高。(4)

对集料的要求：与普通混凝土相比，高性能混凝土强度高，用水较少，集料的性能对混凝土的强度、工作性等起到极其重要的作用。

3.2确定合理的配合比参数(1)水胶比：水胶比是决定混凝土强度的主要因素，配合比设计时通常根据设计强度等级、原材料和经验选定水胶比。(2)用水量和水泥用量：普通水泥中用水量根据坍落度要求、骨料品种、粒径选择。高强度高性能混凝土可参考执行，当由此确定的用水量导致水泥或胶凝材料总用量过大时，可通过调整减水剂品种或掺量来降低用水量或胶凝材料用量。(3)砂率：对泵送高性能混凝土，砂率选用要求，一般为34％～44％，在满足施工工艺和施工和易性要求时，砂率宜尽量选小些，以降低水泥用量。

(4)高效减水剂：高效减水剂的品种选择原则，除了考虑减水率大小外，尚要考虑对混凝土坍落度损失、保水性和粘聚性的影响，更要考虑对强度、耐久性和收缩的影响。(5)掺合料：通常根据混凝土性能要求和掺合料品种性能，结合原有试验资料和经验选择并通过试验确定。

4 高性能混凝土施工工艺

4.1 由于高性能混凝土用水量少，水胶比低，拌合时较稠，因此需要采用拌合性能好的搅拌设备。卧轴式搅拌机或逆流式搅拌机能在较短时间内将其搅拌均匀，采用其他设备时须经过试验验证拌合物的均匀性。4.2 制备高性能混凝土时，各种原材料的计量应尽量准确。使出机口拌合物的工作度稳定，波动小，除对堆料和称量装置有较高要求外，一个重要的控制因素是砂石含水量，即使搅拌设

备上装有先进的含水量测定及控制设备，操作人员仍应密切注意正在搅拌的混凝土，在其稠度发生波动时，及时加以调整。高性能混凝土运输与浇筑宜采用罐车和泵送，用手推车运输及浇筑时不仅操作困难，而且也无法进行外加剂的后添加。4.3 由于高性能混凝土的水灰比小，通常泌水少或不泌水。因此，须在浇筑后立即进行湿养护，以防止塑性收缩裂缝的产生，由于其胶凝材料用量较大，为防止内外温度过大出现温度裂缝，必须采取保温措施。4.4 公路和桥梁应用高性能混凝土的耐久性问题，应引起有关部门的高度重视，从战略的高度来认识这个问题。开展公路桥梁高性能混凝土的研究和开发具有重要的意义。4.5 展公路桥梁高性能混凝土的研究，应结合混凝土自身特点和要求进行。但是也应该考虑到，随着混凝土技术的高流态、免振自密实高科技方向的发展，公路桥梁混凝土施工工艺改革势在必行。现公路桥梁高性能混凝土的技术途径：应以掺复合高效外加剂，经处理的优质矿物掺合料来改善混凝土内部的孔结构、孔分布等，提高混凝土的力学、耐久性、耐磨性等一系列性能。

5 结语

综上所述,高性能混凝土在桥梁中应用将产生巨大的经济效益和社会效益。随着国家以及国际上欠发达地区基础建设的持续增强,高性能混凝土必将成为最为关键的建筑工程材料之一。另外,高性能混凝土技术的研究要坚持可持续发展的原则,在高性能的同时节约能源和资源、保护环境。