高性能混凝土在桥梁工程中的应用
史华
摘要：本文分析了高性能混凝土的特性及其應用于桥梁过程中的优势和存在的技术难点，并从提升高性能混凝土强度、流动性和混凝土的后期养护角度提出了相应对策，给我国桥梁施工提供有价值的参考。
关键词：高性能混凝土；桥梁
高性能混凝土无论是从工作性能还是其耐久度等方面来看，都要优于普通的混凝土。高性能混凝土能够进一步提升桥梁建筑的安全性、耐久性，并且还具备着抗渗能力强、强度高、适应性强、经济型强等特点。从我国目前桥梁工程的施工情况来看，高性能混凝土的使用已经较为普遍，但在具体的技术应用方面还存在着一定的难点。因此，相关人员要加大对高性能混凝土特性及其应用难点的了解，采取相应措施，以保证我国桥梁工程的质量以及高性能混凝土技术应用的发展。
1 高性能混凝土的特性
1.1抗渗能力强
高性能混凝土应用于桥梁工程时，能使得桥梁具备更强的抗渗能力和可泵性。在桥梁的成型阶段，应用高性能混凝土能使得桥梁的整体模型更加饱满，同时不易离析和分层；在整个桥梁建设的过程使用高性能混凝土，会缩短桥体硬化时间，桥体主要结构不容易开裂，不易出现裂缝、缩小等情况的发生。
1.2强度高
高性能混凝土最基础的标准就是强度达标，由于各种混凝土的结构不同，其表示出来的强度也都是不同的。而在桥梁工程中，对高性能混能土的强度标准是较高的，其现场浇筑混凝土的强度等级必须不低于C30，才能够达到最低标准。
1.3适应性强
如今，高性能混凝土应用于桥梁工程的发展趋势逐渐向大跨度和高荷载能力发展，这也就要求了高性能混凝土要在浇筑和捣实的过程中避免离析现象的产生，如此才能广泛地在各种桥梁工程中得以应用；在施工时，高性能混凝土也要保持高性能，以保证浇筑的质量。通常在高性能混凝土的配制时会加入精细的矿渣，增强其粘性，这样增强其适应性，使其具有一定的密实性、强度和耐久性。
1.4经济性强
高性能混凝土还具备经济性强的特点，与普通的水泥相比，高性能混凝土首先从两个方面降低了成本；一是它使用较少的水泥量，因此使用水泥的成本相应降低，同时减水剂的使用成本也会相应降低；另一方面，普通水泥应用在特殊桥梁工程中时，为了提升强度耐久度，需要额外的掺人各种外加剂，而其后期的维护和修缮工作也要花费大量的费用，高性能混凝土在这方面的支出成本要远低于普通水泥。
2高性能混凝土应用中存在的问题
2.1大坍落度，低水灰比
与普通水泥不同的是高性能混凝土在配制时通常要求较低的水灰比，一般不高于0.4，这主要是为了提高其强度，但同时低水灰比也带来了一些问题。首先就是坍落度小，这会使得混凝土的成型和捣实都十分困难，因此现场浇筑时无法使用。因此在高性能混凝土应用于桥梁工程中时，其拌合物的性能比其强度还要重要，其坍落度是保障混凝土现场浇筑质量的重中之重。一般来说，要求坍落度要大于180mm，有免振的要求时，则要大于250mm，同时还要求拌合物具备稳定、不离析等性能。
2.2坍落度损失问题
高性能混凝土在配制时可以通过加入超塑化剂来大大提高其坍落度，掺入超塑化剂后坍落度能够从50mm快速提升至200mm，但其后续的持续能力较弱，几分钟之后坍落度便会逐渐降低，一小时后坍落度就会减少至初始值。因此这种超塑化剂只能在工地配制流行性混凝土时使用，否则就会因为坍落度的问题影响工程进度和整体质量。在现代城市的建设中，桥梁工程施工采用的多为商品混凝土，因此混凝土从供货商所在地至施工所在地就需要较长的时间，这就增加了坍落度损失的风险，随着时间的增加混凝土坍落度逐渐降低，增加了施工的难度。
2.3缺乏流动性问题
在上文中已介绍到高性能混凝土需要较低的水灰比和较强的流动性。在桥梁施工过程中，为了保证高性能混凝土能够具备较强的流动性，就需要在配制时加入足够多的胶凝材料，这就会导致混凝土浆集比增大，从而降低其弹性模量，混凝土的收缩也会相应增加。但为了增强混凝土的耐久度，又必须要让混凝土的浆体保持足够的浓度。当胶凝材料用量过少时，高性能混凝土就无法保证工作性，混凝土易离析、分层，而在其硬化后相应的薄弱界面也会迅速增多，这样同时也会大大影响到混凝土的抗腐蚀性。因此，缺乏足够的胶凝材料就会影响到混凝土的耐久度，但使用过多又会导致混凝土灵活度的降低，解决好胶凝材料的配比问题，就能保证混凝土的流行性，同时增强其耐久度和可泵性。
3提高高性能混凝土性能的措施
3.1提高强度的主要措施
提高高性能混凝土的强度，首先就要对原材料的质量严格把关，在进行高性能混凝土的配制时，应选用质量稳定的水泥产品，如硅酸盐水泥。在粗骨料的选用上应选择岩石立方体抗压强度不低于1.5倍混凝土强度等级的碎石，且粒形要好。在细骨料的选择方面，要保证细度模数在2.6以上，含泥量要求在1%以内。
二是要合理掺加各类活性掺合料。在桥梁工程中，高性能混凝土掺合料主要有硅灰、矿渣、粉煤灰和沸石粉等，加入这些材料会让混凝土的强度进一步提高。这是因为这些掺合料颗粒很小，且均为球状，这就有利于材料渗透进水泥的缝隙中，这能够提高水泥的密度，对提升其抗渗透性有着明显的效果。另一方面，活性掺和剂HIA能够与水泥发生氧化反应，提升其强度。此外，掺和料还能够一定程度上减少混凝土的收缩，增强其抗腐蚀能力，对提升耐久度有很大帮助。
三是要提高活性掺合料的活性。主要通过两种途径来改善：一是采用复掺技术，即是在进行混凝土配制时在水泥中加人多种活性掺合料，让不同的材料形成优势的互补，从而达到优势叠加的效果；二则是采用激发活性技术进行进一步提升掺合料的活性，如在沸石粉和粉煤灰中加入石膏，能够让水泥内部的缝隙更小，提升其密度，使其体积更加稳固。
3.2保证流动性的主要措施
在桥梁工程中，高性能混凝土要在保证坍落度达到质量标准时进一步增强其流动性，同时还要保证其在出机后的两小时到三小时内具备良好的工作性，以保障混凝土不离析和不泌水，对此可以采用以下三种措施：一是在混凝土配制时加入高效的减水剂，从而降低其水灰比，如此就可以提高混凝土的流动性；二是要掺入一定的保塑材料，保证混凝土在出机后的一定时间内始终保持较高的坍落度；三是在细骨料的选择时采用中砂，提升混凝土的保水性和黏聚性。
3.3降低水化热的措施
水泥与水会发生水化热反应，在反应中会产生一定的热量，高性能混凝土由于其特性，水化热通常较高，这就容易使混凝土产生裂缝，对其耐久性有着很大影响。因此必须改善水化热现象，减低热量的产生，对此可以：一是进一步降低水泥的用量，减少水化熱反应；二是掺入多种活性掺合剂；三是参入高效减水剂；四是要掺入保塑剂和缓凝剂。
3.4保证高性能混凝土的养护工作
在高性能混凝土浇筑、捣实之后，还需要对其进行合理的养护工作，这同时也是其成型的最后一个环节。养护工作的好坏也直接决定了高性能混凝土表现出来的工作性能，因此在桥梁工程中要提高对养护工作的重视，使高性能混凝土在良好的环境下稳步地提升适应性、强度和耐久度。从高性能混凝土的特性来看，为了增加其流动性和强度，在配制时其水灰比通常较低，混凝土内部长期处于缺水的状态，而其不泌水的特性更加剧了这一现象，因此高性能混凝土的表面容易产生凝缩裂缝。因此，在高性能混凝土的养护工作中，最重要的工作就是在其成型前期的早期养护工作，在混凝土成型初期，要及时地进行覆盖和洒水工作，避免其失水过多，防止其由于水分的丧失导致温度变化过大从而发生收缩的现象，影响其强度和耐久度。另一方面，在前期养护工作结束后，还要持续地对其进行养护工作，定期检查桥梁关键部位的混凝土工作性能，发现问题及时解决，将隐患扼杀在摇篮之中。
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