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【摘 要】 加强高性能混凝土的研发与应用对发展道路桥梁建设有着极为重要的作用，文章介绍了高性能混凝土的性能，并着重分析了高性能混凝土在道路桥梁中的应用。
【关键词】 公路桥梁；高性能混凝土；应用
高性能混凝土往往被人们将其与高强度混凝土联系起来，其实高性能混凝土不仅仅是高强度，而且具有相当高的刚度、弹性模量和耐久性，普遍混凝土不能长久作用，如许多混凝土道路在不该开裂的地方开裂或者由于冰冻和融化丽剥落；许多桥面遭受严重破坏；许多混凝土桥梁在地震中倒塌。因此，只有采用高性能混凝土才有可能避免這些不该发生的事故。
1.高性能混凝土的性能
1.1高强度
混凝土强度对结构来说是最基本的性能要求。不同的结构，对混凝土强度要求也不一样，有的结构要求有较高的抗压强度与抗剪强度；有的结构希望在短期内有较高的强度；有的结构需要有较高的抗拉强度；有的结构在28天后才承受荷载，希望后期强度有较大的增长可以利用；有的结构需要抗冲切，抗磨损，抗疲劳强度等等。
1.2高耐久性
长期以来，混凝土一直被看成坚固耐久的材料，实践证明，普通混凝土并不总象当初应用时所认为的那样耐久，许多国家早期修建的一些混凝土基础设施工程已相继步入老化期。
1.3高体积稳定性
混凝土的体积稳定性直接影响结构的受力性能，严重者会影响结构的安全。混凝土的体积稳定性可分成三类，一类是混凝土在凝结过程中发生的体积变形，总称为收缩变形；另一类是混凝土在承受荷载后发生的体积变形，如弹性变形，徐变变形等；还有一类是混凝土在温度作用下的体积变形，称为温度变形。弹性变形是所有结构材料共有的特性，混凝土在受力后产生的弹性变形比较大。要使弹性变形小，就要提高混凝土的弹性模量。提高弹性模量的办法有：提高混凝土的强度，采用弹性模量高的集料，改善混凝土的级配，提高混凝土密实度。温度变形。混凝土的温度变形分两类，一类是热胀冷缩变形，如受到约束时，使结构发生裂缝，甚至破坏；另一类是混凝土水化是产生的温度应力而引起裂缝。对体积稳定性要求，国际上也还没有一个统一的标准。一般来说，要求混凝土的收缩变形、徐变变形小，弹性模量高，温度膨胀系数尽量与钢筋一致。
1.4高工艺性
混凝土的工艺性能是混凝土质量的重要保证。没有好的工艺性能，混凝土就很难达到高强度、高耐久性和高体积稳定性。混凝土的工艺性包括对拌和、运输、浇灌和振实等各操作工序的要求，在施工过程中不产生离析，质量稳定，施工完成后的混凝土密实、匀质、平整、表面光洁。
1.5应用经济性
虽然高性能混凝土在成本上比普通混凝土要高一些，但由于减小了截面尺寸，减轻了结构自重，降低了钢筋用量，这对自重占荷载主要部分的混凝土结构具有特别重要的意义。一般情况下，混凝土强度等级从C30提高到C60，对受压构件可节省混凝土30%～40%，受弯构件可节省混凝土10%～20%%，以年产15亿立方米混凝土中有20%采用高性能混凝土，以商品混凝土350元/m3计算，可节约资金210亿元，具有巨大的直接经济效益；同时由于截面尺寸减小，不但改变了结构上肥梁胖柱的不美观问题，而且可增加使用面积和有效空间，因而可获得较大的间接经济效益。
2.高性能混凝土在公路中的应用
2.1高性能混凝土在桥梁中的应用
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。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。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。
2.2混凝土在公路中的应用
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，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。
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。同时掺入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。
公路高性能混凝土应根据公路混凝土的特点，结合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。
3.公路桥梁施工中高性能混凝土的质量控制策略
3.1质量控制与评估
一方面，在公路桥梁的设计过程中，要认真分析之前高性能混凝土结构性能的各项指标和数据，对即将建设的工程的高性能混凝土的各项指标进行合理的设计，做好预测工作；另一方面，当公路桥梁施工竣工结算之后，要根据质量控制策略和验收标准，对高性能混凝土的性能和各项指标进行科学合理的检验，做好评价工作，保证施工质量满足设计要求。
3.2钢筋保护层厚度控制
在施工的过程中，钢筋保护层垫块往往可以采用多种多样的形式，既可以是变形形式，也可以是多面形式。但是，在垫块的预制过程中，要确保垫块的强度、抗渗性能、以及其它特殊性能满足设计要求，不能低于相应的参数标准和技术指标。
3.3高性能混凝土的养护
在浇注振捣结束之后，还需要做好高性能混凝土养护工作，增强混凝土的强度与正常硬化性能。由于高性能的混凝土的水灰比相对较低，加上材料处于缺水状态，进行浇筑后，混凝土的表面受到温度差的影响而产生裂缝。因此，进行混凝土养护工作至关重要，当施工完成之后，应该对其表面采取保温保湿措施，常用的方法是加盖塑料薄膜。对于预制箱梁等大型的构件，可以采用低温蒸汽的方法进行养护。除此之外，在高性能混凝土初凝之后，也应该立即对其进行浇水养护，保证它的性能和质量。
4.结束语
对于如何实现公路桥梁建设中高性能混凝土的科学应用，我们科学对如下这个技术路径予以重视：使用矿物掺合料和复合高效外加剂来改善所用混凝土的内部结构，从而提高高性能混凝土的耐磨性和力学性能，尤其是其耐久性性能。随着混凝土技术的发展方向是朝着高流态和高自密实性方向进行，公路桥梁施工实务界和相关技术研究机构也应该对公路桥梁混凝土的工艺改革进行研究。
参考文献：
[1]H.索默.高性能混凝土的耐久性[M]北京：科学出版社，1998
[2]陈家辉.高性能混凝土应用现状及其前景，广东土木与建筑，2000
【关键词】 公路桥梁；高性能混凝土；应用
高性能混凝土往往被人们将其与高强度混凝土联系起来，其实高性能混凝土不仅仅是高强度，而且具有相当高的刚度、弹性模量和耐久性，普遍混凝土不能长久作用，如许多混凝土道路在不该开裂的地方开裂或者由于冰冻和融化丽剥落；许多桥面遭受严重破坏；许多混凝土桥梁在地震中倒塌。因此，只有采用高性能混凝土才有可能避免這些不该发生的事故。
1.高性能混凝土的性能
1.1高强度
混凝土强度对结构来说是最基本的性能要求。不同的结构，对混凝土强度要求也不一样，有的结构要求有较高的抗压强度与抗剪强度；有的结构希望在短期内有较高的强度；有的结构需要有较高的抗拉强度；有的结构在28天后才承受荷载，希望后期强度有较大的增长可以利用；有的结构需要抗冲切，抗磨损，抗疲劳强度等等。
1.2高耐久性
长期以来，混凝土一直被看成坚固耐久的材料，实践证明，普通混凝土并不总象当初应用时所认为的那样耐久，许多国家早期修建的一些混凝土基础设施工程已相继步入老化期。
1.3高体积稳定性
混凝土的体积稳定性直接影响结构的受力性能，严重者会影响结构的安全。混凝土的体积稳定性可分成三类，一类是混凝土在凝结过程中发生的体积变形，总称为收缩变形；另一类是混凝土在承受荷载后发生的体积变形，如弹性变形，徐变变形等；还有一类是混凝土在温度作用下的体积变形，称为温度变形。弹性变形是所有结构材料共有的特性，混凝土在受力后产生的弹性变形比较大。要使弹性变形小，就要提高混凝土的弹性模量。提高弹性模量的办法有：提高混凝土的强度，采用弹性模量高的集料，改善混凝土的级配，提高混凝土密实度。温度变形。混凝土的温度变形分两类，一类是热胀冷缩变形，如受到约束时，使结构发生裂缝，甚至破坏；另一类是混凝土水化是产生的温度应力而引起裂缝。对体积稳定性要求，国际上也还没有一个统一的标准。一般来说，要求混凝土的收缩变形、徐变变形小，弹性模量高，温度膨胀系数尽量与钢筋一致。
1.4高工艺性
混凝土的工艺性能是混凝土质量的重要保证。没有好的工艺性能，混凝土就很难达到高强度、高耐久性和高体积稳定性。混凝土的工艺性包括对拌和、运输、浇灌和振实等各操作工序的要求，在施工过程中不产生离析，质量稳定，施工完成后的混凝土密实、匀质、平整、表面光洁。
1.5应用经济性
虽然高性能混凝土在成本上比普通混凝土要高一些，但由于减小了截面尺寸，减轻了结构自重，降低了钢筋用量，这对自重占荷载主要部分的混凝土结构具有特别重要的意义。一般情况下，混凝土强度等级从C30提高到C60，对受压构件可节省混凝土30%～40%，受弯构件可节省混凝土10%～20%%，以年产15亿立方米混凝土中有20%采用高性能混凝土，以商品混凝土350元/m3计算，可节约资金210亿元，具有巨大的直接经济效益；同时由于截面尺寸减小，不但改变了结构上肥梁胖柱的不美观问题，而且可增加使用面积和有效空间，因而可获得较大的间接经济效益。
2.高性能混凝土在公路中的应用
2.1高性能混凝土在桥梁中的应用
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。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。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。
2.2混凝土在公路中的应用
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，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。
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。同时掺入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。
公路高性能混凝土应根据公路混凝土的特点，结合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。
3.公路桥梁施工中高性能混凝土的质量控制策略
3.1质量控制与评估
一方面，在公路桥梁的设计过程中，要认真分析之前高性能混凝土结构性能的各项指标和数据，对即将建设的工程的高性能混凝土的各项指标进行合理的设计，做好预测工作；另一方面，当公路桥梁施工竣工结算之后，要根据质量控制策略和验收标准，对高性能混凝土的性能和各项指标进行科学合理的检验，做好评价工作，保证施工质量满足设计要求。
3.2钢筋保护层厚度控制
在施工的过程中，钢筋保护层垫块往往可以采用多种多样的形式，既可以是变形形式，也可以是多面形式。但是，在垫块的预制过程中，要确保垫块的强度、抗渗性能、以及其它特殊性能满足设计要求，不能低于相应的参数标准和技术指标。
3.3高性能混凝土的养护
在浇注振捣结束之后，还需要做好高性能混凝土养护工作，增强混凝土的强度与正常硬化性能。由于高性能的混凝土的水灰比相对较低，加上材料处于缺水状态，进行浇筑后，混凝土的表面受到温度差的影响而产生裂缝。因此，进行混凝土养护工作至关重要，当施工完成之后，应该对其表面采取保温保湿措施，常用的方法是加盖塑料薄膜。对于预制箱梁等大型的构件，可以采用低温蒸汽的方法进行养护。除此之外，在高性能混凝土初凝之后，也应该立即对其进行浇水养护，保证它的性能和质量。
4.结束语
对于如何实现公路桥梁建设中高性能混凝土的科学应用，我们科学对如下这个技术路径予以重视：使用矿物掺合料和复合高效外加剂来改善所用混凝土的内部结构，从而提高高性能混凝土的耐磨性和力学性能，尤其是其耐久性性能。随着混凝土技术的发展方向是朝着高流态和高自密实性方向进行，公路桥梁施工实务界和相关技术研究机构也应该对公路桥梁混凝土的工艺改革进行研究。
参考文献：
[1]H.索默.高性能混凝土的耐久性[M]北京：科学出版社，1998
[2]陈家辉.高性能混凝土应用现状及其前景，广东土木与建筑，2000