探讨公路工程施工中高性能混凝土的应用

摘要:随着我国经济建设的不断发展，对交通运输的要求也日益提高。如何提高路面混凝土的抗折强度与耐久性，建设长寿命低维护的公路已经是当前的发展趋势和经济发展的客观需求。本文简要阐述了高性能混凝土在公路施工中的应用，以供探讨。

关键词：公路工程 高性能混凝土 应用

中图分类号：X734 文章标识码：A文章编号：

高性能混凝土的优点

高性能混凝土是指采用普通原材料、常规施工工艺，通过掺加外加剂和掺合料配制成的具有高工作性、高强度和高耐久性的综合性能优良的混凝土，能更好地满足结构功能要求和施工工艺要求，能最大限度地延长混凝土结构的使用年限，降低工程造价。

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。（二）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年甚至更久，是高性能混凝土应用的主要目的。（三）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。

二、在公路施工中应用高性能混凝土的必要性

公路长时间承受载荷的碾压和磨耗、水流冲刷、渗入、侵蚀和冰冻等恶劣环境的考验，因此路面设计不仅要有平均强度要求，还要有耐久性的要求。如何提高混凝土路面表面的致密性、抗渗性都是很重要的，而高性能混凝土具有高施工性、高体积稳定性、高耐久性及足够的力学强度等优点，可以满足公路需求的足够强度和耐久性。

高性能混凝土路面的强度高

高性能路面混凝土的重要特征是具有高抗折强度。使用高性能路面混凝土可以显著提高路面的承载能力，延长使用寿命或减薄路面的厚度以降低工程造价。

高性能混凝土路面的耐久性好

高性能路面混凝土的主要特征是具有足够的耐久性，能够抵抗气候和环境的长期破坏作用，保证在路面的设计使用期限内，混凝土路面能够正常工作。

高性能混凝土在公路桥梁中应用的优势

高性能混凝土具有易于浇注、捣实而不离析、高超的、能长期保持的力学性能，早期强度高，韧性高和体积稳定性好，在恶劣的使用条件下寿命长、高强度、高流动性与优异的耐久性。在公路桥梁特别是长大跨桥梁的建造中应用高性能混凝土，具有跨径更长，主梁间距更大，构件更薄，耐久性增强，力学性能加强的优点，不仅可以延长桥梁的使用年限，还具有施工简单、维护简易的特点，能获得更好的经济效益。

高性能混凝土的配制

配制高性能混凝土除了满足和易性、强度、耐久性与经济性之外，还要满足塌落度的经时损失、可泵性指标以及抗裂性指标等。其配制过程对所用原材料的技术要求比普通混凝土要严格得多，对水泥、粗集料、细集料、水以及各种添加剂的质量和性质都有特别的限定。

考虑到大流动度高性能泵送的特点，应采用矿物组成合理、细度合格的、活动性较

好并且与减水剂相容性要好的水泥。最好通过对各种水泥的试配来确定制备高性能混凝土所用水泥的种类和数量。

粗集料在混凝土的组织结构中起主要骨架作用。应用质地坚硬、级配良好的石灰岩、

花岗岩等碎石，不得混入软弱颗粒，一般最大粒径不大于25毫米，粒径越小，其界面周长越小，厚度也越小，难以形成大缺陷，不仅有利于界面强度，也有利于抗渗性。含泥量不大于0.5%，吸水率小于1%，石子的形状、表面性质和石粉含量也要严格控制。

要采用质地坚硬、配级良好的河沙或人工砂，细度模数不小于2.6，含泥量不大于

1%，不允许有泥块的存在。

常用的外加剂有高效减水剂、引气剂、膨胀剂和缓凝剂等。

减水剂

高效减水剂应选用减水率大于20%、与水泥相容性好，含碱低，塌落度经时损失小的品

种，如接枝共聚物、氨基磺酸盐类等，掺量一般为胶结材总量的1.5~2.0%。

引气剂

引气剂可以提高混凝土的流动性，减少离析和泌水，对保证混凝土拌合物的均匀性和硬化后的耐久性很有利。但引气剂会降低混凝土的强度，必须严格控制其掺量。

3、膨胀剂

添加膨胀剂能补偿水泥的干缩和自收缩，增加抗裂性并在约束条件下增长强度，主要有钙矾石类和明矾石膨胀剂。选用是要注意检测膨胀剂与水泥的相容性，要选用用膨胀结束后收缩量比不掺的小的膨胀剂，掺膨胀剂的混凝土要搅拌均匀，养护要充分。

缓凝剂

缓凝剂主要用于控制混凝土的凝结时间和硬化速度，以减少塌落度损失，降低放热量，防止过早开裂，对于C3A与含碱量低的水泥缓凝效果较好，但必须严格控制掺量。

掺合料

常用的掺合料有粉煤灰、沸石粉、磨细矿渣等活性矿物细掺料。粉煤灰有利于后强的发挥与耐久性的改善，同时具有减水作用、增密作用和益化稳定作用；沸石粉具有良好的选择吸附，离子交换和催化的特性磨细矿渣可以提高混凝土的流动度，降低泌水性。虽然掺合料能有效改善混凝土的性能和强度，但是必须控制好掺和量，对于不同的公路设计标准，要通过实验配制来确定掺合料的掺加种类和数量，防止过多的掺和导致混凝土性能或强度下降。

四、公路施工中高性能混凝土的施工工艺

（一）拌和与运输

高性能混凝土必须使用拌和性能好的、配有自动计量装置的强制搅拌机进行拌和，例如卧轴式搅拌机或逆流式搅拌机等。混凝土必须在搅拌站集中拌和，使用前需要对塌落度、水胶比、温度、泌水率和含气量等指标进行试验和检测，如果各项指标不满足标准要求不得用于施工。混凝土的运输要适应混凝土凝结速度和浇筑速度的需求，确保浇筑施工不间断并使混凝土在浇筑时仍保持标准规定的坍落度和均匀性。

（二）浇筑

高性能混凝土采用分段、分层地进行浇筑作业。通常根据能否在混凝土拌和物初凝时间的可塑时间内完成混凝土的分段和分层接茬，以及混凝土的搅拌和运输能力来确定分段的长度；每层厚度一般为30~40厘米，层与层之间的的间隔时间在常温下为2个半小时为宜，在炎热、低温和风速较大的条件下浇筑时应采取相应的措施保证混凝土的浇筑质量。在泵送前必须用水泥浆输送管的内壁，泵送工作应连续进行。泵送时应使料斗内始终保持三分之二左右的混凝土，以防止管路进入空气导致堵塞。高性能混凝土应采用振动器振实。在使用插入式振动器时，移动间距不应超过振动器作用半径的1.5倍，每处振动完毕后应边振动边缓缓提出，要避免漏振和过振，还要注意避让护板、钢筋和预埋件等。

（三）养生

由于高性能混凝土的泌水性小，因此混凝土收浆后要尽快予以湿养护，以防止塑性收缩裂纹的产生，养护期间要经常使模板保持湿润，当温度低于5摄氏度时应覆盖保湿，不得向混凝土面洒水。应根据配合比中的矿物掺合料、水胶比以及环境的温度、湿度和混凝土温度等情况确定混凝土的养护时间，并做好养护记录，如果遇到极端自然环境，要特别做好相应的养护措施。

总结：

在公路施工中应用高性能混凝土具有重要的现实意义，特别是公路桥梁中，不仅能显著增加公路路面和桥梁的强度与耐久性，还可以获取更好的经济效益。因此工程技术人员应通过不断的实验和比照，不断的探索新的高性能混凝土配方，以满足经济发展和公路建设的需要。

参考文献：

[1]曾钊伟《浅谈高性能混凝土在公路桥梁施工中的应用》[J].科技导报2011（17）.

[2]郭维鹏《公路桥梁施工中高性能混凝土的应用》[J].民营科技2011（06）.

[3]李春晓《高性能混凝土在施工中的应用》 [J].山西建筑2003（05）.

[4]张静华《浅析高性能混凝土在公路工程施工中的应用》[J].商品混凝土2012（09）.