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摘 要：本文结合作者实际工作经验分析了新型高性能混凝土的性质，介绍了新型高性能混凝土在公路桥梁建设中的使用。
关键词：浅谈；新型高性能混凝土；施工使用
Abstract: This combination of practical work experience to the nature of the new high-performance concrete, introduced a new high-performance concrete used in the construction of roads and bridges.Keywords: talking; new high-performance concrete; construction use
中图分类号：U445 文献标识码： A文章编号：2095-2104（2012）
现公路桥梁新型高性能混凝土的技术途径：应以掺复合高效外加剂。经处理的优质矿物掺合料来改善混凝土内部的孔结构、孔分布等提高混凝土的力学、耐久性、耐磨性等一系列性能。简单地说，就是高强水泥+复合高效外加剂+优质矿物掺合料+优质骨料。
1 新型高性能混凝土的性质
与普通混凝土相比，新型高性能混凝土在组成与配合比方面有如下特点：
1.1 使用矿物掺合料。新型高性能混凝土一般都含有矿物掺和料硅粉、粉煤灰或磨细矿渣，经过国内外大型桥梁中的实际应用表明，其中以硅粉提高强度和耐久性的效果最显著。硅粉为高活性、无定性 SiO2微小颗粒，粒径是水泥粒径的 1/100，可以填充在水泥颗粒之间，同事能将水泥水化产生的 Ca（OH）2转化为 CSH 凝胶（即火山灰反应），从而大幅度提高混凝土强度和降低混凝土渗透性。在非常恶劣环境中要求混凝土结构具有长寿命，或混凝土强度等级在C80以上，硅粉是新型高性能混凝土的必要组成部分。优质粉煤灰具有物理减水作用，高细度矿渣具有增强作用。这两种掺和料也都有火山灰反应活性，能够在一定程度上降低混凝土渗透性；但粉煤灰和矿渣会降低混凝土早期强度。同时掺加硅粉和优质粉煤灰或高强度矿渣，可以配置高强同时耐久的混凝土。目前这种水泥+硅粉+粉煤灰或矿渣的三组份胶结材的新型高性能混凝土正在获得越来越多的应用。
1.2 低水胶比。只有水胶比低，混凝土的孔隙率或渗透性才可能低，因此低水胶比是保证混凝土高耐久性于较高强度的前提条件之一。目前已形成共识:水胶比低于 0.45的混凝土，不可能在严酷环境中具有高耐久性，实际应用的新型高性能混凝土水胶比常常介于 0.25～0.40 之间。
1.3 最大骨料粒径小。新型高性能混凝土骨料的最大粒径宜在 10～20mm。有两个原因，其一；最大粒径较小，则骨料与水泥浆界面应力差较小，一位应力差可能引起裂缝；其二:较小骨料颗粒强度比大颗粒强度高，因为岩石破碎时消除了内部裂隙。
1.4 高效减水剂与水泥的相容性好。低水胶比和含有硅粉的新型高性能混凝土除必须使用高效减水剂以外，高效减水剂和水泥之间的相容性还必须好，这样才能保证混凝土拌和物有良好的工作性。
2 新型高性能混凝土在路桥中应用的意义
随着对交通运输要求的日益提高，发展“长寿命低维护路面”，采用高性能路面混凝土，提高混凝土的抗折强度与耐久性是当前路面混凝的发展趋势。
2.1 国际化目标要求。1997年召开的第十六届国际混凝土路面会议，提出路面设计不仅要提出平均强度要求，还应提出耐久性要求在未来发展方向中提出抗拉强度达17MPa 的超高强混凝土，用于铺筑连续的混凝土路面。提高混凝土路面表面的致密性、抗渗性都是很重要的，而这是需要通过新型高性能混凝土来实现的。
2.2 高性能路桥路面混凝土的强度。高性能路面混凝土的重要特征是具有高抗折强度。使用高性能路面混凝土可以显著提高路面的承载能力，延长使用寿命或减薄路面的厚度以降低工程造价。
2.3 高性能路桥路面混凝土的耐久性。高性能路面混凝土的主要特征是具有足够的耐久性，能够抵抗气候和环境的长期破坏作用，保证在路面的设计使用期限内，混凝土能够正常工作。
2.4 高性能路面混凝土的变形性质。
2.4.1 干缩路面板表面积很大，蒸发量大，干缩有可能引起路面表面产生收缩裂缝，需加强养护。
2.4.2 抗折弹性模量高性能路面混凝土的抗折弹性模量E，经实测，1 级4.305104MPa，2级为 4.845104MPa，3级为 4.605104MPa。强度3级的高性能路面混凝土的配合比中，骨料用量较少，粗骨料最大粒径较小。
3 新型高性能混凝土在桥梁中的应用
新型高性能混凝土广泛用于很多离岸结构物和长大跨桥梁的建造，包括长大跨桥梁所用的拌合物。它们主要用于主梁、墩部和墩基，硅粉混合水泥。新型高性能混凝土有广泛的应用性，具有易于浇注、捣实而不离析、高超的、能长期保持的力学性能，早期强度高，韧性高和体积稳定性好，在恶劣的使用条件下寿命长、高强度、高流动性与优异的耐久性。推广新型高性能混凝土在桥梁中的应用，延长桥梁的使用年限和获得更好的经济效益。人们所关注的是新型高性能混凝土，而不仅仅是高强度混凝土。耐久性、养护的难易程度以及建设的经济性已成为工程建设的目标。当前国内应用较好的如上海东海大桥用的混凝土，设计寿命 100年，使用的“高性能海工混凝土”是粉煤灰、矿粉等废料化腐朽为神奇，成为特殊的掺和材料，使海工混凝土既有高强度、耐久性、抗腐蚀等特性，又易于施工，直接节约材料成本2000万元。不仅效果稳定，还能提前感知混凝土的过度疲劳。新型高性能混凝土在桥梁工程中应用的优点是：a.跨径更长；b.主梁间距更大；c.构件更薄；d.耐久性增强；e.力学性能加强。
4 混凝土在公路中的应用
新型高性能混凝土具有高施工性、高体积稳定性、高耐久性及足够的力学强度，为此它能相对长时间承受随冲刷、磨耗、冰冻、水的渗入、侵蚀等恶劣环境，新型高性能混凝土在公路应用中，其耐久性优点极为突出，一方面，它可以提高路基施工质量，确保路基不下沉；另一方面，需解决公路混凝土强度等级低，水泥用量少，从而形成了水泥用量少与耐久性要求之间的矛盾。
新型高性能混凝土是以耐久性为主要指标，同时要具有高强、高早强、高施工性（高流动、高粘聚性、高可浇注性）等优异性能。其配制的基本思想是:通过对原材料进行选择，优化混凝土配比，掺入复合高效外加剂。同时掺人一些经过处理的工业废料如硅灰、粉煤灰、矿渣等，并从混凝土拌和物的流动性、施工工艺方面考虑，以获得高流态、低离析、质量均匀的高强混凝土。同时其耐久性要大大好于普通混凝土。
公路新型高性能混凝土应根据公路混凝土的特点，结合新型高性能混凝土的优点，综合考虑其各方面的性能要求来进行开发研究。但如果能从改变公路混凝土的施工工艺出发，不采用滑模摊铺施工，而采用高流态（接近自流平），坍落度达240～270mm的混凝土来施工，则该方法进一步丰富了公路新型高性能混凝土的内涵，其带来的经济效益和社会效益将是不可估量的。
新型高性能混凝土为一种能满足特殊性能和特殊用途的混凝土，仅采用常规材料、普通拌和、浇筑和养护等措施达不到新型高性能混凝土的要求，而是必须通过提高浇筑、捣实的方法来提高混凝土的长期力学性能、初期强度、刚度和体积稳定性以及延长其在恶劣环境下的使用寿命。十多年来，世界上许多国家相继投入了大量的人力、财力、物力進行该项研究与开发应用，使新型高性能混凝土技术取得了很大的进展，在原料的选择、配合比设计、物理力学性能、耐久性、工作性、结构性能以至应用技术等方面都取得了既有理论基础又有实用价值的科技成果。因此，采用新型高性能混凝土对公路桥梁进行施工可以很大程度的避免事故的发生。新型高性能混凝土是近期混凝土技术发展的主要方向，新型高性能混凝土是具有某些性能要求的匀质混凝土，必须采用严格的施工工艺，采用优质材料配制，便于浇筑、振捣时不离析、力学性能稳定、早期强度高、具有长期的力学性能，抗渗性，密实性，水化热，韧性，体积稳定性等性能的耐久的混凝土，特别适用于高层建筑、桥梁以及暴露在严酷环境中的建筑结构。
关键词：浅谈；新型高性能混凝土；施工使用
Abstract: This combination of practical work experience to the nature of the new high-performance concrete, introduced a new high-performance concrete used in the construction of roads and bridges.Keywords: talking; new high-performance concrete; construction use
中图分类号：U445 文献标识码： A文章编号：2095-2104（2012）
现公路桥梁新型高性能混凝土的技术途径：应以掺复合高效外加剂。经处理的优质矿物掺合料来改善混凝土内部的孔结构、孔分布等提高混凝土的力学、耐久性、耐磨性等一系列性能。简单地说，就是高强水泥+复合高效外加剂+优质矿物掺合料+优质骨料。
1 新型高性能混凝土的性质
与普通混凝土相比，新型高性能混凝土在组成与配合比方面有如下特点：
1.1 使用矿物掺合料。新型高性能混凝土一般都含有矿物掺和料硅粉、粉煤灰或磨细矿渣，经过国内外大型桥梁中的实际应用表明，其中以硅粉提高强度和耐久性的效果最显著。硅粉为高活性、无定性 SiO2微小颗粒，粒径是水泥粒径的 1/100，可以填充在水泥颗粒之间，同事能将水泥水化产生的 Ca（OH）2转化为 CSH 凝胶（即火山灰反应），从而大幅度提高混凝土强度和降低混凝土渗透性。在非常恶劣环境中要求混凝土结构具有长寿命，或混凝土强度等级在C80以上，硅粉是新型高性能混凝土的必要组成部分。优质粉煤灰具有物理减水作用，高细度矿渣具有增强作用。这两种掺和料也都有火山灰反应活性，能够在一定程度上降低混凝土渗透性；但粉煤灰和矿渣会降低混凝土早期强度。同时掺加硅粉和优质粉煤灰或高强度矿渣，可以配置高强同时耐久的混凝土。目前这种水泥+硅粉+粉煤灰或矿渣的三组份胶结材的新型高性能混凝土正在获得越来越多的应用。
1.2 低水胶比。只有水胶比低，混凝土的孔隙率或渗透性才可能低，因此低水胶比是保证混凝土高耐久性于较高强度的前提条件之一。目前已形成共识:水胶比低于 0.45的混凝土，不可能在严酷环境中具有高耐久性，实际应用的新型高性能混凝土水胶比常常介于 0.25～0.40 之间。
1.3 最大骨料粒径小。新型高性能混凝土骨料的最大粒径宜在 10～20mm。有两个原因，其一；最大粒径较小，则骨料与水泥浆界面应力差较小，一位应力差可能引起裂缝；其二:较小骨料颗粒强度比大颗粒强度高，因为岩石破碎时消除了内部裂隙。
1.4 高效减水剂与水泥的相容性好。低水胶比和含有硅粉的新型高性能混凝土除必须使用高效减水剂以外，高效减水剂和水泥之间的相容性还必须好，这样才能保证混凝土拌和物有良好的工作性。
2 新型高性能混凝土在路桥中应用的意义
随着对交通运输要求的日益提高，发展“长寿命低维护路面”，采用高性能路面混凝土，提高混凝土的抗折强度与耐久性是当前路面混凝的发展趋势。
2.1 国际化目标要求。1997年召开的第十六届国际混凝土路面会议，提出路面设计不仅要提出平均强度要求，还应提出耐久性要求在未来发展方向中提出抗拉强度达17MPa 的超高强混凝土，用于铺筑连续的混凝土路面。提高混凝土路面表面的致密性、抗渗性都是很重要的，而这是需要通过新型高性能混凝土来实现的。
2.2 高性能路桥路面混凝土的强度。高性能路面混凝土的重要特征是具有高抗折强度。使用高性能路面混凝土可以显著提高路面的承载能力，延长使用寿命或减薄路面的厚度以降低工程造价。
2.3 高性能路桥路面混凝土的耐久性。高性能路面混凝土的主要特征是具有足够的耐久性，能够抵抗气候和环境的长期破坏作用，保证在路面的设计使用期限内，混凝土能够正常工作。
2.4 高性能路面混凝土的变形性质。
2.4.1 干缩路面板表面积很大，蒸发量大，干缩有可能引起路面表面产生收缩裂缝，需加强养护。
2.4.2 抗折弹性模量高性能路面混凝土的抗折弹性模量E，经实测，1 级4.305104MPa，2级为 4.845104MPa，3级为 4.605104MPa。强度3级的高性能路面混凝土的配合比中，骨料用量较少，粗骨料最大粒径较小。
3 新型高性能混凝土在桥梁中的应用
新型高性能混凝土广泛用于很多离岸结构物和长大跨桥梁的建造，包括长大跨桥梁所用的拌合物。它们主要用于主梁、墩部和墩基，硅粉混合水泥。新型高性能混凝土有广泛的应用性，具有易于浇注、捣实而不离析、高超的、能长期保持的力学性能，早期强度高，韧性高和体积稳定性好，在恶劣的使用条件下寿命长、高强度、高流动性与优异的耐久性。推广新型高性能混凝土在桥梁中的应用，延长桥梁的使用年限和获得更好的经济效益。人们所关注的是新型高性能混凝土，而不仅仅是高强度混凝土。耐久性、养护的难易程度以及建设的经济性已成为工程建设的目标。当前国内应用较好的如上海东海大桥用的混凝土，设计寿命 100年，使用的“高性能海工混凝土”是粉煤灰、矿粉等废料化腐朽为神奇，成为特殊的掺和材料，使海工混凝土既有高强度、耐久性、抗腐蚀等特性，又易于施工，直接节约材料成本2000万元。不仅效果稳定，还能提前感知混凝土的过度疲劳。新型高性能混凝土在桥梁工程中应用的优点是：a.跨径更长；b.主梁间距更大；c.构件更薄；d.耐久性增强；e.力学性能加强。
4 混凝土在公路中的应用
新型高性能混凝土具有高施工性、高体积稳定性、高耐久性及足够的力学强度，为此它能相对长时间承受随冲刷、磨耗、冰冻、水的渗入、侵蚀等恶劣环境，新型高性能混凝土在公路应用中，其耐久性优点极为突出，一方面，它可以提高路基施工质量，确保路基不下沉；另一方面，需解决公路混凝土强度等级低，水泥用量少，从而形成了水泥用量少与耐久性要求之间的矛盾。
新型高性能混凝土是以耐久性为主要指标，同时要具有高强、高早强、高施工性（高流动、高粘聚性、高可浇注性）等优异性能。其配制的基本思想是:通过对原材料进行选择，优化混凝土配比，掺入复合高效外加剂。同时掺人一些经过处理的工业废料如硅灰、粉煤灰、矿渣等，并从混凝土拌和物的流动性、施工工艺方面考虑，以获得高流态、低离析、质量均匀的高强混凝土。同时其耐久性要大大好于普通混凝土。
公路新型高性能混凝土应根据公路混凝土的特点，结合新型高性能混凝土的优点，综合考虑其各方面的性能要求来进行开发研究。但如果能从改变公路混凝土的施工工艺出发，不采用滑模摊铺施工，而采用高流态（接近自流平），坍落度达240～270mm的混凝土来施工，则该方法进一步丰富了公路新型高性能混凝土的内涵，其带来的经济效益和社会效益将是不可估量的。
新型高性能混凝土为一种能满足特殊性能和特殊用途的混凝土，仅采用常规材料、普通拌和、浇筑和养护等措施达不到新型高性能混凝土的要求，而是必须通过提高浇筑、捣实的方法来提高混凝土的长期力学性能、初期强度、刚度和体积稳定性以及延长其在恶劣环境下的使用寿命。十多年来，世界上许多国家相继投入了大量的人力、财力、物力進行该项研究与开发应用，使新型高性能混凝土技术取得了很大的进展，在原料的选择、配合比设计、物理力学性能、耐久性、工作性、结构性能以至应用技术等方面都取得了既有理论基础又有实用价值的科技成果。因此，采用新型高性能混凝土对公路桥梁进行施工可以很大程度的避免事故的发生。新型高性能混凝土是近期混凝土技术发展的主要方向，新型高性能混凝土是具有某些性能要求的匀质混凝土，必须采用严格的施工工艺，采用优质材料配制，便于浇筑、振捣时不离析、力学性能稳定、早期强度高、具有长期的力学性能，抗渗性，密实性，水化热，韧性，体积稳定性等性能的耐久的混凝土，特别适用于高层建筑、桥梁以及暴露在严酷环境中的建筑结构。