楊萬(wàn)智

【摘 要】高性能混凝土具有耐久性及穩(wěn)定性優(yōu)勢(shì)，在道路橋梁工程應(yīng)用中能夠有效提升工程使用壽命和路面耐久性。文章結(jié)合某跨線橋施工實(shí)例，分析高性能混凝土的制備及施工工藝，在探索高性能混凝土整體優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，得出高性能混凝土在道路橋梁施工中的重要性，旨在提升道路橋梁整體質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】高性能混凝土;道路橋梁工程;施工實(shí)踐

高性能混凝土具有高耐久性、高體積穩(wěn)定性、高工作性，并能滿足混凝土結(jié)構(gòu)所要求的各項(xiàng)力學(xué)性能。為了達(dá)到以上需求，高性能混凝土的原材料組成與普通混凝土相差較大，具體原材料包括水泥、礦物摻和料、水、外加劑、砂、石等，其中的礦物摻和料包括硅灰、磨細(xì)礦渣、粉煤灰和磨細(xì)鋼渣等，外加劑包括減水劑、緩凝劑、減縮劑和膨脹劑等。高性能混凝土的強(qiáng)度與水泥強(qiáng)度性能成正比，所以高性能混凝土選擇的水泥C3A含量應(yīng)保持在8%以下[1]。高性能混凝土良好的使用特性，能夠有效提升道路橋梁整體質(zhì)量，延長(zhǎng)使用壽命，本文在重點(diǎn)分析高性能混凝土技術(shù)特征的基礎(chǔ)上，展現(xiàn)其實(shí)踐優(yōu)勢(shì)，體現(xiàn)其在道路橋梁工程施工中應(yīng)用的重要性。

1 高性能混凝土工藝的工程實(shí)踐

某道路橋梁工程為跨線橋，主橋長(zhǎng)度為550 m，橋面寬度為22.15 m，跨徑組合為30 m+35 m+30 m，現(xiàn)場(chǎng)澆筑施工，屬于雙向6車道公路形式，采用預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋建設(shè)模式，為8跨形式。工期為2019年5月15日至2019年12月10日。該工程路面采用瀝青混凝土路面建設(shè)形式，工程結(jié)構(gòu)復(fù)雜度較高，當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境惡劣，對(duì)混凝土施工強(qiáng)度提出了較高要求，對(duì)此施工單位采用高性能混凝土施工技術(shù)手段，強(qiáng)化工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性，保障整個(gè)工程項(xiàng)目的建設(shè)質(zhì)量，具體施工作業(yè)采用以下工藝手段。

1.1 高性能混凝土制備工藝

高性能混凝土在當(dāng)前道路橋梁工程項(xiàng)目施工過(guò)程中起到積極作用，為充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，需要控制好各項(xiàng)制備工藝。高性能混凝土的制備流程與普通混凝土并無(wú)較大差別，主要區(qū)別在于摻和料和配比方面，制備環(huán)節(jié)需要做到以下內(nèi)容：{1}合理控制好各項(xiàng)原材料，保證高性能混凝土的制備效果。精確計(jì)算好不同原材料的使用量，一方面選用先進(jìn)科學(xué)的攪拌設(shè)備，事先設(shè)定好具體的攪拌參數(shù)，明確含水量和攪拌時(shí)間;另一方面作業(yè)人員需要做好實(shí)時(shí)監(jiān)控工作，適當(dāng)調(diào)整好攪拌工作，高性能混凝土的制備如圖1所示。{2}為確保高性能混凝土的制備效果，需要控制好摻和料和添加劑的使用類型和含量，根據(jù)國(guó)家規(guī)定和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如《混凝土外加劑》（GB 8076 —2008）和《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》（GB 50119 —2013）等，嚴(yán)格把控具體的攪拌時(shí)間。合理制定水泥和水之間的配合比，從而制備出具有更高強(qiáng)度的水泥，使其符合工程要求的工作性和耐久性。施工環(huán)節(jié)中初步開(kāi)展配合比計(jì)算工作，在反復(fù)試配環(huán)節(jié)中發(fā)揮正交試驗(yàn)法的作用，明確最終的礦物摻和料的具體摻量，基準(zhǔn)配合比為每立方米高性能混凝土中要包含水泥372 kg、粉煤灰粉90 kg、礦渣粉90 kg、硅灰48 kg、砂730 kg、石1 094 kg、水132 kg及外加劑7.8 kg。由此制作出的高性能混凝土使用壽命延長(zhǎng)，耐久度更高[2]。{3}選擇高性能水準(zhǔn)的攪拌設(shè)備，通過(guò)臥軸式攪拌機(jī)或者逆流式攪拌機(jī)可以起到良好效果，因?yàn)槠淇梢栽诙虝r(shí)間內(nèi)攪拌均勻。{4}在實(shí)際制備高性能混凝土的過(guò)程中，需要充分強(qiáng)化其ASR（硅反應(yīng)）方面的適應(yīng)度，為防止發(fā)生ASR現(xiàn)象，需要控制好混凝土的堿含量限值。

1.2 高性能混凝土施工工藝

為推進(jìn)本次道路橋梁工程施工順利開(kāi)展，需要明確具體施工工藝。

（1）全面測(cè)量本次工程的各項(xiàng)施工環(huán)境，做好實(shí)地勘察工作，細(xì)致檢查各項(xiàng)施工設(shè)備和施工工藝，避免施工環(huán)節(jié)出現(xiàn)失誤或者延誤工期的情況出現(xiàn)。嚴(yán)格按照國(guó)家道路橋梁工程施工建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展作業(yè)，控制好各項(xiàng)施工細(xì)節(jié)。對(duì)碾壓機(jī)、振平搗鼓機(jī)等設(shè)備進(jìn)行有效控制，施工之前需要檢查好各項(xiàng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。

（2）合理規(guī)范各項(xiàng)施工流程，推進(jìn)測(cè)量放樣、推平、碾壓等環(huán)節(jié)的順利開(kāi)展，嚴(yán)格控制模板的安裝和澆筑質(zhì)量。首先，在墊層模板方面，需要詳細(xì)核對(duì)基礎(chǔ)中心線和標(biāo)高，做好測(cè)量放線工作，按照數(shù)值安裝方式控制好側(cè)模板的作業(yè)效果，同時(shí)加以校準(zhǔn)，并借助斜撐和支撐進(jìn)行加固[3]。其次，基礎(chǔ)梁模板安裝過(guò)程中，需要夯實(shí)梁底土方，使用磚砌胎膜，結(jié)合承臺(tái)寬度使用1∶3水泥砂漿加以砌筑，并砌上實(shí)心磚，使其到達(dá)孔樁標(biāo)高。

（3）混凝土澆筑作業(yè)。事先灑水和清掃地面，減少地面雜質(zhì)，從而保障混凝土和工程地面之間充分結(jié)合。本次工程作業(yè)使用混凝土車加以運(yùn)輸，施工現(xiàn)場(chǎng)澆筑作業(yè)環(huán)節(jié)則使用混凝土車輸送泵?，F(xiàn)場(chǎng)施工人員通過(guò)分層多次澆筑手段，均勻有序地澆鋪混凝土，單次澆筑長(zhǎng)度保持在4 m左右[4]。同時(shí)為保證工程施工效果，及時(shí)采用插入式振搗器進(jìn)行壓實(shí)。當(dāng)澆筑好混凝土之后，及時(shí)撤除混凝土車。

（4）搭設(shè)鋼筋結(jié)構(gòu)時(shí)，需要在鋼筋結(jié)構(gòu)拐角處預(yù)留一定的收縮縫，支持后續(xù)混凝土自行收縮體積，并定期測(cè)定好高性能混凝土的強(qiáng)度和硬度。

1.3 高性能混凝土在道路橋梁工程中的應(yīng)用推廣

綠色高性能混凝土是混凝土追求“道德”的必然選擇[5]。以高性能混凝土在實(shí)踐中所展現(xiàn)的延長(zhǎng)道路壽命、提高道路耐磨度等優(yōu)勢(shì)來(lái)看，結(jié)合目前愈發(fā)嚴(yán)重的環(huán)境壓力，混凝土產(chǎn)業(yè)必須走低碳綠色環(huán)保道路，綠色高性能混凝土在道路橋梁工程中應(yīng)用推廣至關(guān)重要。首先，需要加強(qiáng)高性能混凝土生產(chǎn)應(yīng)用信息收集和統(tǒng)計(jì)分析，當(dāng)前綠色高性能混凝土需要注意材料、觀念和方法的變化，優(yōu)化配合比是綠色高性能混凝土的核心技術(shù)。其次，應(yīng)將高性能混凝土的優(yōu)勢(shì)深入行業(yè)，強(qiáng)化宣傳作用，規(guī)范行業(yè)準(zhǔn)入，提升社會(huì)責(zé)任，促進(jìn)建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)。最后，加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)和政策支持，目前高性能混凝土仍處于“試用”階段，需要做好推廣應(yīng)用頂層設(shè)計(jì)，組織開(kāi)展混凝土試點(diǎn)工作，政府也可以將綠色高性能混凝土的應(yīng)用作為優(yōu)秀建筑設(shè)計(jì)的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，鼓勵(lì)建筑企業(yè)推廣使用。

2 高性能混凝土技術(shù)對(duì)道路橋梁工程施工的重要性

2.1 高性能混凝土技術(shù)特征

高性能混凝土技術(shù)是現(xiàn)代工程項(xiàng)目施工中常用的混凝土手段，其是在普通混凝土基礎(chǔ)上，發(fā)揮現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，優(yōu)化混凝土材料配比，加入適量的添加劑和活性細(xì)砂，增強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度、抗壓性和耐腐蝕性的新型混凝土。高性能混凝土表現(xiàn)出較多的優(yōu)勢(shì)特征，如早期強(qiáng)度較高、擁有穩(wěn)定的力學(xué)性能和較強(qiáng)的抗?jié)B性，可以良好適應(yīng)多種惡劣工作環(huán)境。其基本特征是根據(jù)耐久性來(lái)設(shè)計(jì)的，盡量避免由于熱脹冷縮而出現(xiàn)裂縫問(wèn)題，需要注意的是，單純的高強(qiáng)度混凝土不一定具備高性能混凝土的特征。

2.2 高性能混凝土的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

高性能混凝土是在常規(guī)材料基礎(chǔ)上應(yīng)用新型技術(shù)的混凝土，這一概念最早由美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（National Institute of Standards and Technology，NIST）和美國(guó)認(rèn)證協(xié)會(huì)（American Certification Institute，ACI）首次提出，當(dāng)前各地區(qū)對(duì)高性能混凝土的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不一，我國(guó)在《高性能混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》（CECS207—2006）中對(duì)高性能混凝土的定義：采用常規(guī)材料和工藝生產(chǎn)，具有混凝土結(jié)構(gòu)所要求各項(xiàng)力學(xué)性能，具有高耐久性、高工作性和高體積穩(wěn)定性的混凝土。高耐久度為高性能混凝土的基礎(chǔ)特性，人類在使用混凝土的歷史中，對(duì)混凝土進(jìn)行不斷研究改進(jìn)，希望能夠改善常規(guī)混凝土的劣化問(wèn)題，大部分建筑施工中所使用的混凝土雖然能夠滿足實(shí)際需求，但是隨著時(shí)間的推移，都會(huì)出現(xiàn)或大或小的質(zhì)量問(wèn)題，據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國(guó)用于由于混凝土劣化造成質(zhì)量問(wèn)題的費(fèi)用為3 000億美元，英國(guó)為5億英鎊，除了經(jīng)濟(jì)損失，還會(huì)造成嚴(yán)重的社會(huì)問(wèn)題，比如烏克蘭切爾諾貝利核電站的核泄漏事件，就是由于混凝土劣化導(dǎo)致主體結(jié)構(gòu)提前失效，嚴(yán)重危害當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境。為提升工程使用壽命，高性能混凝土的研制和發(fā)展至關(guān)重要。高性能混凝土在工程建設(shè)中起到重要作用，以我國(guó)道路建設(shè)為例，當(dāng)前我國(guó)道路覆蓋率在20%左右，隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)的不斷推進(jìn)，道路鋪設(shè)將是城鎮(zhèn)化建設(shè)的重要內(nèi)容[6]。而高性能混凝土在道路工程中的應(yīng)用，其耐久性特征能夠大幅延長(zhǎng)道路壽命，使路面耐磨減少破損，此外，高性能混凝土的透水性能也能減少熱島效應(yīng)，位于江蘇連云港區(qū)的苗嶺一號(hào)高架橋，長(zhǎng)期面臨海風(fēng)的侵蝕，此種環(huán)境下，普通混凝土?xí)霈F(xiàn)裂縫影響道路橋梁整體壽命，而高性能混凝土的澆筑使用不僅滿足實(shí)際強(qiáng)度設(shè)計(jì)需求，同時(shí)也杜絕干縮開(kāi)裂的可能。2008—2009年建成的哈大客運(yùn)專線工程使用了C50高性能混凝土，根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，將高性能混凝土用于梁場(chǎng)施工中，其中的凍融實(shí)踐經(jīng)過(guò)大量試驗(yàn)，沒(méi)有表現(xiàn)出質(zhì)量問(wèn)題，表明高性能混凝土具備極佳抗凍融性能。高性能混凝土以耐久性、工作性和高體積穩(wěn)定的顯著優(yōu)勢(shì)彌補(bǔ)了普通混凝土的劣勢(shì)，在未來(lái)發(fā)展中，其必將成為混凝土產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向，但高性能混凝土也面臨脆性較高、后續(xù)發(fā)展薄弱等問(wèn)題，在當(dāng)前的綠色環(huán)保大背景下，高性能混凝土早期使用的穩(wěn)定度和綠色化考量則是其主要研究方向[7]。

3 結(jié)語(yǔ)

高性能混凝土技術(shù)在道路橋梁工程施工中的應(yīng)用，可以有效提升工程耐久性，延長(zhǎng)路面使用壽命，具有不錯(cuò)的效益。高性能混凝土在道路橋梁工程施工中的應(yīng)用是未來(lái)主要發(fā)展趨勢(shì)，在當(dāng)前的環(huán)境壓力下，高性能混凝土的綠色發(fā)展也將成為混凝土行業(yè)的發(fā)展方向。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]任海洋.高性能混凝土在橋梁工程中的應(yīng)用[J].公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2018（12）：139-140.

[2]項(xiàng)貽強(qiáng)，竺盛，趙陽(yáng).快速施工橋梁的研究進(jìn)展[J].中國(guó)公路學(xué)報(bào)，2018（12）：1-27.

[3]黃柳云，宋少軍，王建軍，等.基于CATIA的BIM技術(shù)在大跨度鋼管混凝土拱橋施工中應(yīng)用研究[J].公路，2019（1）：122-125.

[4]哈娜，HANa.多目標(biāo)規(guī)劃高性能混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[J].建筑技術(shù)，2017（1）：29-31.

[5]張習(xí).橋面防水層施工技術(shù)在橋梁工程中的應(yīng)用[J].公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2017（5）：215-216.

[6]董方園，鄭山鎖，宋明辰，等.高性能混凝土研究進(jìn)展Ⅰ：原材料和配合比設(shè)計(jì)方法[J].材料導(dǎo)報(bào)，2018（1）：159-166.

[7]趙慧君，李兆彬.超強(qiáng)高韌性樹(shù)脂混凝土加固橋梁施工技術(shù)[J].公路，2018（11）：145-148.