高性能砼在客运专线的应用

2016-12-18孙春兰

四川水泥 2016年3期

关键词：水胶减水剂耐久性

孙春兰

（绵阳市川正建设工程试验检测有限公司四川绵阳 621000）

高性能砼在客运专线的应用

孙春兰

（绵阳市川正建设工程试验检测有限公司四川绵阳 621000）

高性能混凝土作为一种绿色环保的新型材料，是对普通混凝土的一个重大突破。如今高性能混凝土已成为客运专线建设的首选材料。文章主要探讨了高性能砼在客运专线的应用。

高性能砼；客运专线；应用

引言

相对于普通的混凝土来说，高性能混凝土包含了更多的科学技术，因此无论在性能还是在使用寿命方面都能够得到良好的保证。就目前的情况看，高性能混凝土已经被大面积的利用在了道路桥梁的施工过程中，但在应用技术方面仍然存在一些盲点，这就需要相关人员加大力度对高性能混凝土的施工工艺等进行了解，以使其能够被更好的应用在施工过程中，以保证我国道路桥梁的质量能够得到进一步的提高。

1 高性能砼的定义及性能

《高性能混凝土应用技术规程》对高性能混凝土定义为:采用常规材料和工艺生产，具有混凝土结构所要求各项力学性能，具有高耐久性、高工作性和高体积稳定性的混凝土。相比于普通混凝土，高性能混凝土具有如下应用优势：

（1）耐久性。混凝土的抗渗透性直接影响持久性，而混凝土的紧实度与结构设计直接影响渗透性能。高性能的混凝土中通过利用高效减水剂来确保水泥完成水热化反应之后，混凝土内部的孔径呈细小化。而且掺入矿物掺合料以后，混凝土内孔隙会减少而且结构会发生变化。混泥土内部孔隙得到减小，填补之后，其的抗冻性、抗腐蚀性等都得改了显著提高。而且利用上述两种添加剂以后，配合比中的水含量明显降低，那么内部孔隙产生的几率也会不断降低，从而确保使用高性能混凝土的建筑工程持久性达到50年到100年左右。

（2）强度。高性能混凝土中加入了高效减水剂与矿物掺合料，不但可以减少水的用量，同时增加了混凝土的紧实度。同时高性能混凝土中还添加了引气剂从而提高了混凝土的韧性。在混凝土的各项性能得到稳定以后，从而其强度得到明显提高。高性能混凝土的抗压强度已超过200MPa。28d平均强度介于100～120MPa的高性能混凝土，已在工程中应用。

（3）具有更高的性价比。对同等施工量的状态下，使用高性能混凝土施工，才可以节约更多的混凝土材料及钢筋，且高性能混凝土较高的工作性能也会对施工人员的劳动强度造成影响，缩短施工周期，降低人力成本，所以，无论是在建设成本还是经济效益方面，均具备了更为显著的有利之处。

2 高性能砼在客运专线的应用

高性能混凝土对于客运专线来说，具有以下特殊的性能：高性能混凝土还必须要有良好的高抗渗能力与较好的强度，《高性能混凝土暂行技术条件》中对于高性能混凝土做了明确的规定限制，通常所说的强度指标仅仅是要求满足特定的需要，并非是具有多么高的强度，满足混凝土结构耐久性要求的最低强度；在凝结硬化过程中和硬化后的体积稳定性，水化热低，不会产生微细裂缝，硬化后期收缩变形小；高性能混凝土的使用寿命比较长且高工作性是高性能混凝土必须要具备的首要条件，即高稳定性、高流动性等等，我国中长期铁路发展战略及设计规划将高速铁路设计使用年限划分为三个级别，对于一般的客运专线要求有50～100年的使用寿命，一般的常规混凝土不具备较长的使用寿命。目前在我国大型工程中,已经有东海大桥、杭州湾大桥等跨海大桥使用了高性能混凝土技术,随着铁路客运专线的开工建设,高性能混凝土开始大量应用于客运专线施工中。

近年来高性能混凝土在我国客运专线的快速发展下得到了大规模的推广及使用，但是当前高性能混凝土还处于初步的不完善阶段，可是就其使用以来的成果来看，它的反响都普遍的比较好。需要注意的就是要想提高技术标准，就要及时的收集整理施工现场的数据信息，完善有关的标准，进一步保证高性能混凝土的耐久性等性能特点。此外，在具体的施工方面也有值得注意的地方，在土质环境及冬期施工等条件比较恶劣的形势下的高性能混凝土的相关功能，比如抗裂和耐久性等。

3 客运专线高性能砼施工要点

3.1 配制

高性能混凝土相对于普通混凝土来说，在配置工艺方面具有更高的标准。

（1）最大骨料粒径小。高性能混凝土骨料的最大粒径宜在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，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。

（2）高效减水剂与水泥的相容性好。低水胶比和含有硅粉的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。

（3）使用矿物掺合料。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，同时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。目前这种水泥+硅粉+粉煤灰或矿渣的三组份胶结材的高性能混凝土正在获得越来越多的应用。

（4）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：水胶比高于0.45的混凝土，不可能在严酷环境中具有高耐久性，实际应用的高性能混凝土水胶比常常介于0.25～0.40之间。

以京沪六标高性能配合比为例，高性能混凝土常规耐久性能试验结果如表 3所示：

表1 ：常规耐久性能试验结果

3.2 浇筑

在对高性能混凝土进行浇筑之前，还需要保证严格按照固定的模板进行施工，要根据相应的标准去确定模板的尺寸以及刚度等，继而对其埋设的位置进行确定，在经过上述一系列的过程之后，才能正式的开始混凝土的浇筑过程。在混凝土的浇筑环节，为保证工程的质量不允许直接应用新拌混凝土，而应对其进行振捣处理，这是增加混凝土密实性的关键操作。以传统的施工工艺而言，平板振动器或插入式振动器是振捣步骤的主要施工仪器，该仪器通过机械振动过程产生的振动波使得新拌混凝土铺满预制的模块。在振动的的过程中，混凝土实现二次均匀搅拌，混凝土在搅拌工程和浇筑环节产生起泡开裂，从而将新拌混凝土中的气体排放出去，继而实现混凝土颗粒的均匀排布，提高混凝土的密实性。

3.3 养护

高性能混凝土水胶比小，水化反应迅速，早期养护十分重要。保温和保湿是高性能混凝土养护的两个关键步骤。高性能混凝土水化反应剧烈，其中产生了大量的热，混凝土内外部产生较大温度差，会因此对建筑物产生损害，新浇筑的混凝土应保证适当的温度。在高性能混凝土水化硬化时应保证充足的水份，尽量保证环境的湿度≥90%，采取有效措施防止混凝土水分的蒸发，如薄膜保湿、表面喷洒养护剂等。