中交一公局厦门工程有限公司福建省厦门市361000
摘要：随着时代的发展以及社会的进步，我国的道路工程建设获得了长足的发展，并以此为基础促进了我国道路交通运输网络的构建，促进了各地之间的联系以及经济发展。在这样的背景之下道路桥梁工程日益增多，并为道路交通事业的发展奠定了基础。本文主要论桥梁高性能混凝土的性能，并就桥梁高性能混凝土配合比设计进行了叙述，继而由此促进桥梁建设性能的提升，并进一步促进桥梁工程建设质量、耐久性以及使用寿命的提升。
关键词：混凝土配合比；减水剂；胶凝材料
1高性能混凝土配合比设计原则
经过多次长期的试验与施工经验才能总结出最佳的配合比设计方面的方法，根据经验显示，HPC配合比设计根据一定的原则并结合采用的原料特性，最终配置出满足工程实际需求的混凝土。一般HPC配合比设计所依照的原则主要有如下四个方面，第一、水胶比原则，处于可塑状态下的混凝土的水胶比将会对最终的强度起到决定性作用，同时对硬化混凝土具有的耐久性能带来直接的影响。混凝土强度和水胶比的倒数成正比。当确定水胶比后，便不能对其加以随意改变。第二，密实体积原则，混凝土主要是将石子作为主要的骨架，利用砂子实现对石子间的缝隙进行填充，再利用浆体对砂石间的缝隙加以填充，同时将砂石表面做出相应的包裹，实现对砂石间存在的阻力尽可能的减少，确保混凝土具有充足的流动性。可塑状态下的混凝土总体积是包括水、砂、水泥与石在内所有的密实体积总和，该原则是对混凝土配合比进行计算的基础。第三，最小用水量原则，，当水胶比与原材料基本固定时，采用能满足工作性要求的最小用水量，能得到体积稳定且经济性良好的混凝土。第四，最小水泥用量原则，要想减少混凝土具有的温升并提升混凝土抗侵蚀性能，在符合混凝土强度基础上，要尽可能降低胶凝材料当中的水泥用量。
2高性能混凝土配置指标与影响因素
2.1耐久性
在对桥梁工程当中使用的HPC配合比开展设计过程中，首要考虑的一个重要指标便是耐久性，这也是HPC配置和普通混凝土配置间存在的显著不同。耐久性将会对混凝土材料现实当中的使用寿命与功能带来最为直接的影响，主要有混凝土具有的体积稳定性、抗冻性、抗渗性、抗侵蚀性、抗碳化性以及碱集料反应等诸多的性能。在实际工程当中，导致混凝土性能出现变化，继而使混凝土寿命出现不同程度的减少的主要原因就是混凝土中的碱性物质与水和空气中的CO2发生化学反应导致的。所以提高混凝土耐久性的最为重要的方法就是提高混凝土的抗渗性，防止自然界中的水渗入混凝土中发生反应，延长混凝土的寿命。
2.2强度
现代桥梁工程均会对砼的强度等级作出较高的要求，混凝土最为基础的特征便是强度，影响高性能混凝土强度最大的两个因素主要是粉煤灰等矿物细掺料的掺量与混凝土水胶比。通常情况来说，对于C50强度要求的桥梁用高性能混凝土，一般水胶比应该在0.33到0.37之间，对于C50以上更高强度等级的桥梁混凝土，应该采用更低的水胶比，水胶比一般在0.35以下，并通过试验最终确定水胶比与强度之间的线性关系。
2.3工作性
HPC具有的工作性能作为混凝土浇筑质量考察的重要指标，其对于HPC造成的性能影响相比于强度更为严重。HPC具有的工作性主要指的是混凝土拌合料拥有不离析与不泌水的特点，具有良好的可泵性与稳定性，坍落度要满足施工要求，同时还要拥有良好的流动性。混凝土拌合料当中的外加剂种类与掺和量、水泥砂浆用量与集料级配等级均会对HPC具有的工作性造成直接的影响[4]。
3配置技术途径及配合比参数
3.1配置技术途径
一方面，矿物细掺料。将一定含有SiO2活性成分的矿物细掺料添加到HPC当中，可以显著的改善桥梁工程混凝土的孔隙结构，降低混凝土因内部温度变化可能出现的裂缝，使混凝土抗渗性得到有效的提高。这主要是由于HPC中添加的优质粉煤灰、硅粉与磨细矿渣等矿物细掺料当中都含有SiO2。混凝土界面中存在的水泥经水化后出现的Ca(OH)2和SiO2会发生反应，反应式为:
另一方面，高效减水剂。要想确保HPC当中具有较低的水胶比，进而得到相对更高的砼强度，便要在混凝土当中掺入适量的高效减水剂。这是因为高效减水剂能够在表面活性基团影响，进而使混凝土当中的凝胶颗粒表面具有一定的负电荷，同时在电性排斥下实现分散，最终使高新能混凝土具有更好的流动性。
3.2配比设计步骤
第一步，拌合水量预算，依据强度等级方面做出的要求，根据粗集料最大粒径与细集料细度模数对拌合料用水量进行预估。第二步，浆体体积计算:浆体体积是拌合用水的体积和水泥、粉煤灰等胶凝材料的体积之和，浆体用来填充集料的孔隙，浆体的体积根据按集料的孔隙率来计算，一般在0.35－0.42之间。一般应该尽量采用较小的浆体体积，以降低浆集比。浆体的体积中去除预估的水的体积，就能得到水泥和粉煤灰等胶凝材料的体积;第三步，集料用量计算:集料用量是根据集料的体积、集料的表观密度、砂率三者算出砂与碎石的质量，然后依照不同强度等级、用水量与外加剂等实现对粗集料和细集料使用量占比进行调整。第四步，对混凝土当中的材料用量进行计算，按照集料的表观密度、胶凝材料的密度、各材料的体积算出各材料质量。第五步，试配与调整，使用现场具有的原料进行多次的配置与调整。第六步，现场与实验室论证，对于不同地区的使用的材料存在一定的差异，对此需要在施工现场与实验室进行验证，最终设计出最佳的配合比。
3.3配合比参数
首先，水胶比。HPC非常显著的一个特征是拥有较低的水胶比。试验证明，高性能混凝土强度将随着水胶比降低而逐渐的提高，强度与水胶比的倒数成正比。其次，浆集比。浆集比是指HPC当中的水泥浆体积与集料体积间的比例。根据相关的研究资料能够得出，当浆集体积比是35∶65时，此时的HPC在强度、尺寸稳定性以及工作性等性能上相对较好。在实际应用过程中，对于不同强度等级的混凝土而言，等级越低其中添加的胶凝材料要相应的减少，并且要保证将胶凝材料使用量限定在300kg/m3～550kg/m3范围内。再次，砂率。通常情况下，随着混凝土砂率的增大，混凝土黏聚性也会随之增强，但是弹性模量将会随之降低。对此要根据集料级配等级、泵送要求以及胶凝材料量等进行综合分析，最终确定混凝土当中砂率。最后，高效减水剂使用量。对于实际工程而言，要依照坍落度确定HPC当中所加入的高效减水剂使用量。通常情况，当高效减水剂添加量为1%～2%左右时的效果最为显著。
结束语
为了进一步促进我国桥梁工程建设效率以及质量的提升，需要作业人员在实际的操作过程中加强对于混凝土配合比的设计以及构建。随着相关措施的落实到位以及技术的发展，我国的桥梁工程建设必将获得长足的发展，并由此带动相关的经济效益以及社会效益的取得。
参考文献
[1]刘静，王元纲，黄凯健，张高勤.高性能混凝土配合比设计的全计算方法相关参数优化[J].混凝土与水泥制品，2016（8）：12~15.
[2]董进秋.京石高速公路改扩建工程高性能混凝土配合比设计[J].中国市政工程，2015（2）：101~103+114.
[3]周孝军，牟廷敏，丁庆军，聂传振.桥梁清水混凝土设计方法与匀质性控制[J].土木建筑与环境工程，2015（1）：117~122.