劉濤

摘 要：與一般性的混凝土相對(duì)比而言，超高性能混凝土在力學(xué)特性與耐久性方面更有優(yōu)勢(shì)。目前，超高性能混凝土已經(jīng)在土木結(jié)構(gòu)建筑中得到大規(guī)模的普與應(yīng)用。本文簡(jiǎn)要介紹了超高性能混凝土的材料特性以及其制備技術(shù)，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(yīng)用。

關(guān)鍵詞：超高性能混凝土 橋梁工程 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：U44 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(fù)合材料，與一般性的混凝土材料相對(duì)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(shì)價(jià)值。本文淺析超高性能混凝土的材料特性與制備技術(shù)，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(yīng)用方案，希望能為橋梁建設(shè)工程提供一些有價(jià)值的參考。

1 超高性能混凝土的材料特性與制備技術(shù)

1.1 材料特性

目前，國(guó)家已經(jīng)對(duì)混凝土的力學(xué)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(yàn)過(guò)程中所選用的制備材料自身差異、配合比差異、養(yǎng)護(hù)條件差異等因素都將會(huì)對(duì)最終的試驗(yàn)結(jié)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(shù)

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(xì)度及活性，取除其中的粗骨料，確保材料當(dāng)中的缺陷能夠降至最低，以確保能夠獲得更大的強(qiáng)度及良好的耐久性能，同時(shí)通過(guò)添加鋼纖維來(lái)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?；谏鲜鲈斫榻B，開展超高性能混凝土材料的制備技術(shù)應(yīng)滿足以下兩項(xiàng)要求。

（1）改進(jìn)材料配合比，將粒徑大小超過(guò)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(jià)值即體現(xiàn)在減小超高性能混凝土的孔隙率，為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，便需制備出優(yōu)異的顆粒級(jí)配，確保材料顆粒能夠達(dá)到更高的密實(shí)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(duì)于材料強(qiáng)度將會(huì)產(chǎn)生較大的影響，因而應(yīng)當(dāng)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(shù)指標(biāo)

2.1 性能

（1）橋梁工程本身對(duì)于混凝土的強(qiáng)度要求較高，也是其質(zhì)量的影響要素之一。超高性能混凝土在抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)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(yàn)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(jià)值。

（2）超高性能混凝土的耐久性與其他高強(qiáng)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(duì)于撞擊的抵御能力也較強(qiáng)，所以，其使用壽命也較長(zhǎng)。

（3）在對(duì)混凝土質(zhì)量做出判斷時(shí)，其中的一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)即為坍落度判定，從高性能混凝土結(jié)構(gòu)看，其強(qiáng)度大，耐久性強(qiáng)，說(shuō)明其中的水泥漿體與粗骨料間的粘力也強(qiáng)，振搗時(shí)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(jìn)行了預(yù)防，因此，它的坍落度較大，成型后較密實(shí)、均勻。

2.2 主要技術(shù)指標(biāo)

在配制強(qiáng)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(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，單位為MPa；0指混凝土配制強(qiáng)度，單位為MPa；e指混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差，單位為MPa）。

另外，混凝土和易性包含流動(dòng)性、黏聚性、保水性，國(guó)內(nèi)檢測(cè)方法達(dá)不到其三性全面檢測(cè)，因而從其坍落度這一指標(biāo)著手，指對(duì)新拌混凝土質(zhì)量控制，可以反映出其和易性，其值應(yīng)偏大，范圍通常在20～24cm，規(guī)定要求為出機(jī)至澆灌時(shí)段內(nèi)，不能使其坍落度損失范圍>2cm，2min后其擴(kuò)展度值應(yīng)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(yīng)用

3.1 應(yīng)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(guò)張拉橫向預(yù)應(yīng)力連接。腹板厚15.7cm，預(yù)留縱向預(yù)應(yīng)力孔隙。全橋共分為7塊19cm長(zhǎng)節(jié)段，采用張拉預(yù)應(yīng)力連接。

主拱圈為主要承重部位，且承擔(dān)彎矩。和一般性混凝土122m上承拱相對(duì)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(qiáng)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(yīng)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(shì)特性，橋梁工程建設(shè)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(shè)工作中。與一般混凝土材料相對(duì)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(zhǎng)橋梁工程的使用壽命。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，超高性能混凝土材料具備有十分優(yōu)異的力學(xué)特性以及良好的耐久性特征，能夠確保橋梁結(jié)構(gòu)達(dá)到更長(zhǎng)跨徑且構(gòu)件尺寸也更小，在被應(yīng)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(shì)價(jià)值，同時(shí)其優(yōu)異的耐久性能也能夠延長(zhǎng)橋梁工程的使用壽命。相信隨著對(duì)于超高性能混凝土相關(guān)研究工作的持續(xù)深入，相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也將會(huì)得到進(jìn)一步的完善與規(guī)范，其必將會(huì)在橋梁工程施工中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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