高性能混凝土在公路施工中的应用分析

高性能混凝土在公路施工中的应用分析

龙明坤

（中铁城建集团有限公司，湖南，长沙，410205）

【摘要】伴随着我国经济的不断发展，政府以及民众对于公共工程尤其是公路施工的要求越来越高，相应的，高性能混凝土在公路施工中的应用工作显得更为重要。本文就在此对高性能混凝土做一些简介，希望能够对以后需要试配以及使用高性能混凝土的公路施工工程提供帮助。

【关键词】高性能混凝土；公路施工；具体应用

1、高性能混凝土的主要性能

高性能混凝土要更易于浇筑，并且在捣实后不离析，可以长时间的保持稳固的状态。混凝土最重要的性能就是在新搅拌的状态下还能拥有优质的工作性。而高性能混凝土由于其在设计之初就以其耐久性为主要目标，因此它不仅仅拥有非常优良的工作性，还具备良好的力学性能，既不会出现离析，更不会出现泌水的情况。具体性能上，它的水化硬化的沉降以及收缩程度相对比较小，甚至可以实现无初始裂缝，在硬化完成之后渗透性很低，对于外部的各种侵蚀因素拥有极强的抵抗性。

2、高性能混凝土中原材料的选取

具体原料的选择中，首要的材料就是水泥，高性能商品混凝土在水泥的各项要求和配置工艺上可以参考普通水泥，但是如果出现水泥以及胶凝材料用量大于要求标准时需要控制减水剂的品种或者用量来进行调整。高性能混凝土水泥的配制中，水胶的比例非常低。但为了保证其工作性，对于水泥的用量就非常大，要降低混凝土内部的升温并减小收缩，又必须减少水泥用量，这种矛盾就使得取舍工作比较困难，决定高性能混凝土强度的各项因素中，水胶比是其中最为关键的一环，因此必须结合设计要求，使用材料的特性以及以往的经验来设计合适的配合比。除此之外，为了混凝土的体积稳定性，凝胶材料总量也有限制。第二是砂率，对于泵送的高性能混凝土，砂率选用要求一般而言是33%到44%之间，当然在实际选取时应当在满足要求的前提下尽可能降低，以此来减少水泥的使用量。第三要考虑的材料是水，水在搅拌中加入可以增加混凝土的流动性，它对于拌合料的性能以及混凝土的凝结，硬化，体积等等方面都有着一定的影响。在用水选择上，不能选取含有对混凝土有害的物质的水，杂质含量不可超标，配制出的水泥砂浆的28d抗压强度不得低于饮用水搅拌制成水泥砂浆抗压强度的90%。第四是骨料，骨料是混凝土的主要组成部分，高性能混凝土骨料的表观密度和堆积密度要大，吸水率要低，表面要粗糙、粒径好。表观密度>2.65,堆积密度>1450kg/m，大小粗细都必须适中，空隙率要尽量小。骨料的不同会极大的影响混凝土的抗压强度，在高性能混凝土骨料的选取中还要考虑到其力学以及化学性能。第五是外加剂，一般而言高效减水剂的品种选择原则中除了要去考虑减水率大小之外，还要顾及到对于高性能混凝土的保水性、粘聚性、强度、收缩以及耐久性等等可能产生的影响，要充分的考虑对于混凝土具体的性能要求，选取时要将以往的经验和实际情况相结合，通过最终的实验来确定。外加剂的选择应当达到相关规定的要求，根据不同的需求选择不同类型的外加剂，在使用前还要进行检验，合格后才能投入使用。使用时掺量不能超过水泥质量的5%。

3、高性能混凝土在公路中的应用

一般而言会将耐久性作为高性能混凝土最主要的指标，但是除此之外，高强度、高旱强、高施工性能等等也是其应当具备的优点，在对其进行配置的时候首先要挑选好配置所需的原料，确定好配比，再按照要求加入复合高效外加剂以及一些工业废料，最后还应当注意控制好混凝土拌合物的流动性以及选取合适的施工工艺。高性能混凝土具有高施工性、高体积稳定性、耐久性强等特点，所以把高性能混凝土应用在公路施工中可以让公路承受磨损、冲刷等的时间长很多，还可以提高施工的质量，防止路基的下沉。在对公路高性能混凝土进行开发研究的时候一定要结合公路的实际情况和公路混凝土的特点。如果是要通过改变公路混凝土的施工工艺来满足要求，可以选择高流态来替代之前的滑膜摊铺施工方式，以坍落度在260毫米和270毫米之间的混凝土来施工，使用以上的方法可以更好的提高混凝土各方面的性能，带来更多的经济和社会效益。

4、高性能混凝土设计依据

无论是什么样的混凝土在设计的时候各项指标都应该依据国家的相关规定。混凝土配合环境、化学侵蚀环比设计依据和《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》中的相关要求进行，这个是大的要求框架，具体的设计依据应该依据混凝土的设计年限、混凝土的环境类别、碳化环境、混凝土所使用的原料的质量、施工的工艺以及对混凝土质量的具体要求。

5、高性能混凝土设计法则

5.1混凝土密实体积法则

在了解高性能混凝土设计法则之前，我们先了解混凝土的主要组成成分。混凝土的主要成分是石子，石子之间的空隙来靠砂子来填充，而砂子之间的空隙又靠泥浆来填充。

5.2最小单位加水量或最小凝胶材料用量法则

这个方法主要是在水胶比固定、原材料一定的情况下，最大限度的使用满足工作性的加水量，这样就可以得到体积较为稳定的混凝土材料。

5.3胶水比法则

所谓胶水比法则，就是要根据混凝土的实际情况（混凝土混合物的比例、混合物的所用材料的品质等）来对胶水进行适当的调配使配比出来的混凝土符合高性能混凝土的要求。但是需要注意的一点是混凝土比例一旦确定就不得随意更改，因为混凝土水胶比例对于混凝土的强度有着直接的影响。

6、高性能混凝土施工工艺

6.1混凝土拌和

在进行混凝土拌和的过程中，对于材料的计量一定要准确，在搅拌方式的选择上一般选择卧轴式、行星式或者是逆流式强制搅拌机搅拌。在进行拌和的时候先向搅拌机加入细集料、粗集料，使用部分拌和水喷淋掺法，在搅拌至均匀之后加入所需用水量。还有就是搅拌时间的控制上，对于每一阶段的搅拌时间一般来说不能低于三十秒。总的搅拌时间不能低于两分钟，但是最长也不能超过三分钟。“外加剂后掺法”可以很好的发挥外加剂的作用。净浆裹石法。利用部分搅拌在砂石表面形成一层水胶比很低的水泥裹层，然后再加入砂子，用剩下的胶凝材料和正常的水胶比进行第二次拌和，这样就可以使第一次的空隙大大减小。

6.2浇筑与振捣

在进行混凝土浇筑的时候应该采用分层连续推进的方法进行，浇筑可以加大振捣点间距，缩短振捣的时间。在振捣的时候，因为高性能混凝土较为特殊，所以一定要把握好振捣的时间，不能过长也不能过短，当振捣出现泡沫的时候就停止振捣，以免对混凝土的质量产生影响。但是对于钢筋之间的距离小而密集的情况需要根据实际情况增加振捣。浇筑完毕之后还需要把混凝土表面压实抹平，不要在抹平的时候洒水。

7、高性能混凝土的检测问题

高性能混凝土在应用到公路工程之前一定要对其进行检测，以保证高性能混凝土的质量和整个工程的施工质量。高性能混凝土的检测主要包括高性能混凝土适配时的工作性检测和试配完成后的力学和耐久性检验。试配时的工作检测主要包括：坍落度的检测、泌水率的检测、流动性的检测、含气量检测。试配完成后的力学和耐久性检测主要包括以下几个方面：强度的实验、抗裂性能的检测、抗腐蚀和耐久性能的检测。

结语：当前大部分的公路施工中所运用的高性能混凝土都是通过掺加高效的外加剂，并辅以处理过的高质量的矿物掺料，以此来改善混凝土内部的孔隙结构和分布，从而增强普通混凝土的各方面性能。这一工艺的研究应当受到相关工作部门的关注，从大局考虑，积极的进行关于高性能混凝土在公路施工应用的研发工作，并且要注意到，这些研究必须结合高性能混凝土本身的要求和特性，使其向着高流态以及免振自密实的科技方向进发，这种工艺上的改革，是未来公路施工发展的必然要求，也是公路建设工作获得不断进步的重要保障。

参考文献：

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