高性能混凝土的发展及其在桥梁中的应用

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摘要：混凝土是土木工程中应用最广泛、用量最大的建筑材料之一，高性能混凝土是在普通混凝土的基础上发展起来的，它具高耐久性、高工作性、体积稳定性好、良好的经济性等独特性能。本文主要阐述了高性能混凝土的定义、发展状况、并对高性能混凝土在桥梁中的应用做了详细的分析，对实际工程提供了理论基础和科学依据。

关键词：高性能混凝土；工作性；耐久性；体积稳定性

Abstract: the concrete is the most widely used in civil engineering, one of the largest amount of building materials, high performance concrete in ordinary concrete is developed on the basis of, it has high durability, high workability, volume stability, good economy, unique properties. This paper mainly expounds the definition of high performance concrete, development situation, and the high performance concrete bridge in the application of a detailed analysis of the actual project to provide the theory basis and the scientific basis.

Keywords: high performance concrete; Workability; Durability; Volume stability

中图分类号：TU528 文献标识码：A 文章编号：

1 引言

混凝土是土建工程中应用最广、用量最大的建筑材料之一。几乎所有的现代基础设施工程都离不开混凝土，绝大部分的土建工程都采用混凝土结构建造。在21世纪及以后的更长时间里，混凝土材料仍将是主要建筑材料。高性能混凝土是在现代高强混凝土的基础上发展起来的。使用新型的高效减水剂和矿物掺和料[1-2]，是混凝土达到高性能的主要技术措施。由于高性能混凝土的这些优良的性质，因此，高性能混凝土是现代混凝土发展的必然结果，也是未来混凝土发展的方向。

2 高性能混凝土概述

2.1 高性能混凝土的定义

高性能混凝土可以定义为：高性能混凝土是一种新型高技术混凝土，是采用现代混凝土技术，选用优质的原材料，在严格的质量管理条件下制成的高品质混凝土，它除了具备普通混凝土的常规性能外，还必须达到高强度、高流动性、高工作性，高体积稳定性、高环保性和优异的耐久性。

2.2 高性能混凝土的发展状况

混凝土作为一种重要的工程材料, 早在1984年波特兰水泥就被发明到现在，其应用和研究已有了100 多年的历史, 随着近些年房屋建筑、桥梁、水利、和公路等的迅速发展，普通的混凝土逐渐向高性能混凝土（High Performance Concrete发展。发达国家在20世纪80年代掀起了一个以改善混凝土材料耐久性为主要目标的“高性能混凝土”开发研究的高潮，并得到了各国政府的重视。1989年挪威颁布执行的混凝土设计标准NS3473,修订了相关高性能混凝土的内容。1990年5月在美国马里兰州Gaithersburg城，有美国NIST和ACI主办的研讨会上，HPC被定义为具有所要求的性能和均质性的混凝土，这些性能包括：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。1996年，我国国家纪委、国家科技部先后两次设立科技攻关项目，进行高性能混凝土的创新研究，并由中国科技建材研究院、清华、同济等科研单位对高性能混凝土进行研究。普通混凝土向高性能混凝土发展是一个趋势，也对现代建设具有重要的技术经济意义和社会效益。

高性能混凝土[3-4]是在高强混凝土的基础上发展起来的，它不仅从性能上对传统混凝土的一种突破，而且也从经济、资源等方面也对传统混凝土的一种提高。与传统混凝土相比，高性能混凝土在配比上的特点是低用水量(水与胶结材料总量之比低于0.4，)、较低的水泥用量，并以化学外加剂与矿物细掺料作为水泥、水、砂、石之外的必需的基本组分。由于水胶比低，耐久性才有保证，而且强度也不可能过低。

3.1高性能混凝土在桥梁工程中的优势

1、在施工要求方面高性混凝土更方便，由于高性能混凝土具有体积稳定性好、高工作性、高耐久性，这些在施工中是非常重要的，大多数施工单位在施工时优先考虑高性能混凝土主要原因是高性能混凝土能将混凝土的优点发挥到极致，而且能够加快施工速度，确保桥梁能够按期完成，在建设桥梁的过程中能减少桥身自重，从而降低截面高度，降低养护的难度和工作量，使桥梁更加安全,也可以提高桥梁的使用寿命，而且还能延长桥梁的使用年限。

2、在提高桥梁跨度的预应力方面高性能混凝土能够承受更大的应力。随着基础建设的加快，在桥梁中高性能混凝土也得到很好的发展，许许多多的大型桥梁已经运用到了高性能混凝土，鉴于其强度、耐久性比较好，能够提高桥梁的预应力，可以使桥梁的跨径更长，主梁间距更长，构件更薄，因此，我国已经普遍开始使用高性能混凝土，四川万县氏江公路大桥（420m跨度骨架箱型拱桥拱）就用到了高性能的使用，高性能混凝土的使用可以较大的提高混凝土的预应力，从而可以更好的保证桥梁的施工安全。

3、在泵送输送混凝土高度很大时高性能混凝土能够更好的符合要求，高性能混凝土主要用于跨度较大的桥梁中，一般用于浇筑桥梁的主梁，桥墩，在大型桥梁中，桥墩布置的钢筋受力筋和配筋很密集，普通混凝土很难进行浇筑，高性能混凝土具有很好的流动性，可以在这种情况下采取高流动性的高性能混凝土，确保施工的顺利进行和工程的质量。在高架桥混凝土施工中，泵送高度很大时，对混凝土的工作性能要求很高，尤其是流动性要求很多，采取高性能混凝土就能更好的完成时施工要求，保证施工质量。

3.2我国高性能混凝土在桥梁工程中的一些具体实例

1997年8月上海金茂大厦的上部封顶结构，采用C60混凝土泵送高度为230 m，C50级混凝土泵送高度为265 m，C40级混凝土泵送高度为383 m，且均为一次泵送到位。2001年4月，沈阳健富硅供应有限公司在沈阳商贸开发区富林大厦工程混凝土供应任务中,成功进行了C100级高性能混凝土的工厂化生产及现场泵送施工，而且次年已通过了建设部科技公司组织的技术鉴定会的鉴定。2005年-2006年修建的青藏铁路拉萨河特大桥，用的是C50的钢管拱高性能混凝土，2005年-2008年修建的武汉天兴洲公铁两用长江大桥，其桥塔和箱

表一混凝土力学性能

注：1号为不掺粉煤灰和矿渣的普通混凝土，2-5号掺10%-15%粉煤灰，6号为掺25%-45%矿渣粉的海工耐久混凝土。

图1立方体抗压强度 图2轴心抗压强度

表二 混凝土早期抗裂性能对比实验结果

梁用的是C50高性能混凝土，2007年-2008年修建的武广客运专线衡阳湘江特大桥箱梁采用C60高性能混凝土，由此可见高性能混凝土在我国应用已经逐步普遍。本文主要针对2004年-2006年，中铁大桥集团承建的杭州跨海大桥使用了的高性能耐久混凝土进行说明，表一为掺粉煤灰和矿渣的高性能普通混凝土与不掺粉煤灰和矿渣的高性能普通混凝土力学性能的对比，列举了施工工程中用到的6个试件，图1与图2分别是不同掺合料下的1立方体抗压强度和轴心抗压强度的比较，很明显的可以看出高性能混凝凝土比普通混凝土抗压强度大，表二是 混凝土早期抗裂性能对比实验结果，可以看出普通混凝土的裂缝最大，掺10%-15%粉煤灰的高性能混凝土裂缝为0，掺25%-45%矿渣粉的海工耐久混凝土的裂缝为0.15，都比普通混凝土好。

4 结语

综上所述．研制高性混凝土具有十分重大的意义。本文主要从高性能混凝土的定义、发展状况、给予阐述，并给出了其配制高性能混凝土必须从原材料的选择、采用低用水量、低水灰比、高性矿物磨细掺和料等因素来考虑，加上实验确定合理的配合比，才能配置出优良的高性能混凝土，并列举了一些高性能混凝土在桥梁中的应用，从而为工程提供一定的依据。

参考文献:

[1]覃维祖，大掺量粉煤灰混凝土与高性能混凝土1995(2).

[2]吴中伟，高性能混凝土及其矿物掺合料[期刊论文]-建筑技术1999 (03).

[3]冯乃谦，高性能混凝土．中国建筑工业出版社，1 996.

[4]冯乃谦，高强混凝土技术的发展和现状．混凝土与水泥制品，1992，(5) .

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