田仁應(yīng)

（貴陽公路管理局，貴州 貴陽 550001）

0 引言

混凝土技術(shù)可持續(xù)發(fā)展面臨嚴(yán)重挑戰(zhàn)，耐久性差，資源逐漸枯竭，環(huán)境污染嚴(yán)重，綠色高性能的混凝土是可持續(xù)發(fā)展的必然方向。自1994年清華大學(xué)向國內(nèi)介紹和發(fā)起應(yīng)用高性能混凝土以來，高性能混凝土得到較多的應(yīng)用，高性能混凝土的開發(fā)與應(yīng)用，對傳統(tǒng)混凝土的技術(shù)性能有了很大程度的提高，對節(jié)能、工程質(zhì)量、工程經(jīng)濟(jì)、環(huán)境與勞動保護(hù)等方而都具有重大的意義。本文結(jié)合施工實(shí)際，對高性能混凝土的特點(diǎn)以及推廣應(yīng)用方面提出了自己的觀點(diǎn)，以供同行磋商。

1 對高性能混凝土的認(rèn)識

高性能混凝土的概念及特點(diǎn)，我國著名的混凝土科學(xué)家、中國工程院院士吳中偉教授是這樣定義的：高性能混凝土是一種新型的高技術(shù)混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基礎(chǔ)上采用現(xiàn)代混凝土技術(shù)制作的混凝土，是以耐久性作為設(shè)計(jì)的主要指標(biāo)，針對不同用途的要求，有重點(diǎn)的對耐久性、施工性、適用性、強(qiáng)度、體積穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性予以重點(diǎn)保證，同時提出高性能混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有以下特點(diǎn)：

a）孔隙率低，基本上不存在大于100nm的大孔；

b）水化物中Ca（OH）2減少，C-S-H和Aft增多；

c）未水化的顆粒多，未水化顆粒和礦物摻料等各級中心質(zhì)增多；

d）界面厚度小，孔隙率低、Ca（OH）2數(shù)量減少，且取向程度下降，水化物結(jié)晶顆粒尺寸減少，更接近水泥石本體水化的分布。

同時，《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T F50—2011）也將高性能混凝土描述為：“具有高強(qiáng)度、高彈性模量、低滲透性和抵抗外界破壞的混凝土。高強(qiáng)混凝土本身抗?jié)B性能就高，但還不同于高性能混凝土，高性能混凝土主要指高耐久性?！备咝阅芑炷潦窃谔岣叱Ｒ?guī)混凝土性能的基礎(chǔ)上，采用現(xiàn)代混凝土技術(shù)，選用優(yōu)質(zhì)原材料，除水泥、水、集料外，必須摻加足夠數(shù)量的活性細(xì)摻料和高效外加劑的一種新型高技術(shù)混凝土。具有這樣微結(jié)構(gòu)的混凝土，必然會有密實(shí)度大、干收縮小、抗化學(xué)腐蝕性強(qiáng)等性質(zhì)。

2 高性能混凝土的技術(shù)特征

2.1 高性能混凝土的技術(shù)特征

文獻(xiàn)[1-12]指出，混凝土達(dá)到高性能的關(guān)鍵是：選擇適當(dāng)?shù)牟牧吓c配合比，并采取適當(dāng)?shù)氖┕すに?。混凝土專家陳肇元院士在一次學(xué)術(shù)會議上明確指出，應(yīng)該讓高等院校和科研院所等教學(xué)及科研機(jī)構(gòu)，系統(tǒng)深入探討施工技術(shù)。雖然高性能混凝土由于其優(yōu)異的施工性能，給施工帶來方便，可消除由于人為振搗不均勻而造成的缺陷，提高混凝土工程外觀質(zhì)量，同時也降低了對現(xiàn)場一線工人的要求，但是，影響高性能混凝土性能的因素還有很多，既有原材料的影響，也有相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)及施工方式的影響。高性能混凝土的性能對原材料質(zhì)量和配合比的控制、混凝土的拌和時間以及混凝土的養(yǎng)護(hù)工作等非常敏感，同時抗凍融和鹽害也與混凝土抗?jié)B性緊密聯(lián)系[13]，

以及這種看不見、量不出的裂縫正是侵蝕性離子從混凝土表面滲到鋼筋表面的通道[14]。這就要求施工技術(shù)人員和管理人員熟悉和掌握這些特性和質(zhì)量控制技術(shù)。因此，高性能混凝土對施工工人要求低了，而對施工技術(shù)人員和管理人員的要求卻提高了。

2.2 高性能混凝土施工中遇到的一些問題

針對高性能混凝土存在的一些缺陷，筆者根據(jù)個人在教學(xué)中的體會及施工中經(jīng)驗(yàn)談?wù)劯惺堋?/p>

2.2.1 高性能混凝土必須采取嚴(yán)格的施工工藝，采用優(yōu)質(zhì)材料配制，便于澆注，不離析，力學(xué)性能穩(wěn)定，早期強(qiáng)度高，具有韌性和體積穩(wěn)定性的混凝土。

2.2.2 由于混凝土在腐蝕性環(huán)境下已腐蝕，因此應(yīng)該適當(dāng)?shù)脑黾涌箟簭?qiáng)度指標(biāo)以保證其長期耐久性。有日本學(xué)者提出，應(yīng)該把新攪拌混凝土的高強(qiáng)、超高強(qiáng)和高流態(tài)、低溫、低收縮作為高性能混凝土的特點(diǎn)。

2.2.3 施工方式對混凝土的品質(zhì)有很大影響。實(shí)際調(diào)查結(jié)果表明，在其他條件相同時，施工質(zhì)量好，混凝土強(qiáng)度高，密實(shí)性好，抗碳化能力強(qiáng)，而施工質(zhì)量差，混凝土內(nèi)部裂縫、蜂窩、孔洞等增加了二氧化碳在混凝土中的擴(kuò)散路徑，碳化速度加快。

3 高性能混凝土在施工中的推廣應(yīng)用

3.1 高性能混凝土在國外的推廣應(yīng)用

在美國，紐約州運(yùn)輸部最早于1996年在橋梁上采用高性能混凝土，并開始要求全州所有新建橋梁的橋面必須使用高性能混凝土建造。至今，在紐約州已建成了100多座具有高性能混凝土橋面的橋梁。紐約州運(yùn)輸部的Don Streeter說：根據(jù)我們的滲透規(guī)范，用高性能混凝土建筑的橋面，使用壽命預(yù)計(jì)將達(dá)到現(xiàn)在普通混凝土橋面的兩倍。他說這種橋面預(yù)計(jì)使用60～65年后需要修復(fù)，最終使用壽命可長達(dá)100年。雖然高性能混凝土使用與普通混凝土相同的材料、通常的養(yǎng)生方法和試驗(yàn)方法，但確需做一些調(diào)整，如當(dāng)設(shè)計(jì)高強(qiáng)度混凝土混合料時，必須使用更多的粗集料、粉煤灰和一些外加劑。當(dāng)制作高強(qiáng)度混凝土大梁和其他構(gòu)件時，盡管1.3cm預(yù)應(yīng)力鋼鉸線是普通認(rèn)可的，但使用1.5cm預(yù)應(yīng)力鋼鉸線會更經(jīng)濟(jì)。日本是研制高強(qiáng)混凝土最早的國家，西方發(fā)達(dá)國家相繼發(fā)展并應(yīng)用高性能混凝土，在大跨度橋梁和超大空間結(jié)構(gòu)中其價值得到體現(xiàn)。

在中國，高強(qiáng)度混凝土研究相對滯后，但近幾年發(fā)展比較快速，在城市建筑、港口、機(jī)場等工程建設(shè)得到廣泛應(yīng)用。交通及水利建設(shè)相對滯后，大跨度橋梁、水電站建設(shè)中也已經(jīng)使用，得到了很好經(jīng)濟(jì)效益。

在貴州，高強(qiáng)度混凝土雖然也得到了應(yīng)用和推廣，大量的產(chǎn)品處于利用和購買階段，結(jié)合貴州的地材生產(chǎn)適合貴州的產(chǎn)品正在研究和實(shí)驗(yàn)中。但高性能混凝土是今后發(fā)展的主要方向，貴州的地形地貌復(fù)雜，巖溶發(fā)育，增加了工程的難度，在復(fù)雜工程中，高性能混凝土發(fā)揮了重要的作用。貴州的橋梁和隧道很多，高性能混凝土在其養(yǎng)護(hù)和加固中也起到了重要的作用，比如花魚洞大橋加固、姬昌橋加固、跳蹾河橋加固中都用到高性能混凝土中的自密實(shí)混凝土等，提高了工程質(zhì)量，降低了工程難度，給社會帶來很好的經(jīng)濟(jì)效益。

3.2 高性能混凝土在我國的推廣辦法

雖然由普通混凝土向高性能混凝土的轉(zhuǎn)變，提高了材料成本，但橋面建筑費(fèi)用與普通混凝土橋面相當(dāng)。根據(jù)個人經(jīng)驗(yàn)提出如下幾點(diǎn)：

a）為了幫助公路部門和工業(yè)部門做好轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的公路施工方式，公路部門應(yīng)發(fā)起組織一個系列特展學(xué)習(xí)班，學(xué)習(xí)班介紹如何設(shè)計(jì)高性能混凝土混合料，如何在橋梁設(shè)計(jì)中使用高性能混凝土及高性能混凝土如何用在具體的橋梁工程中；

b）公路部門應(yīng)與高校教育機(jī)構(gòu)、科研機(jī)構(gòu)、施工單位成立一個專家組，隨時幫助公路部門進(jìn)行高性能混凝土混合料設(shè)計(jì)和橋梁施工；

c）公路部門因涉及的工程多，混凝土用量多，根據(jù)工程需要生產(chǎn)適合自己需要的多種類的高性能混凝土產(chǎn)品，并組織發(fā)布和展銷自己的產(chǎn)品，把握好公路工程自己的主場，以實(shí)驗(yàn)成果支撐產(chǎn)品和工程應(yīng)用。

4 結(jié)語

隨著高性能混凝土的開發(fā)和應(yīng)用，高性能混凝土相對傳統(tǒng)的混凝土具有無法比擬的優(yōu)勢，同時道路工程對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的影響正引起社會的關(guān)注，高性能混凝土的發(fā)展將發(fā)揮越來越重要的作用，相信高性能混凝土將會在橋梁工程中充分發(fā)揮它的作用。

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