摘 要：本文主要闡述高性能混凝土用于路面的修筑和橋梁維修工程中的技術(shù)，包括種類(lèi)、配合外摻劑的摻量以及施工操作技術(shù)。* ?9 E( {; ?- C% g: x
關(guān)鍵詞：高性能混凝土（HPC）；超塑早強(qiáng)混凝土路面；NC聚合物混凝土修補(bǔ)。
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1、前言 Q7 W, V% f. h4 z: f, g- i
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21世紀(jì)，混凝土仍作為普遍采用的主要建筑材料。隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)代化建設(shè)加速發(fā)展，對(duì)混凝土的各項(xiàng)性能提出了更高的要求。' J2 B$ n' z) Z; d
高性能混凝土（HPC）是在提高普通混凝土性能的基礎(chǔ)上采用現(xiàn)代混凝土技術(shù)，選用優(yōu)質(zhì)原材料、摻加適量的活性細(xì)摻和料和高效外加劑，進(jìn)行科學(xué)配方以達(dá)到理想效果的一種新型高技術(shù)混凝土。& J3 D$ \. I$ H
高性能混凝土具有優(yōu)良的耐久性能、力學(xué)性能和施工性能，并能長(zhǎng)期保持其強(qiáng)度，降低工程造價(jià)，方便施工，可解決現(xiàn)代混凝土施工中高（空）、大（體積、跨徑）、深（基礎(chǔ)、海洋）、快(速施工)、強(qiáng)（性能）的技術(shù)問(wèn)題，美化城市建設(shè)空間等諸多優(yōu)點(diǎn)，其社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益顯著，是適應(yīng)城市化、現(xiàn)代化基本建設(shè)的一項(xiàng)重大的技術(shù)舉措，具有積極、深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)用價(jià)值。
高性能混凝土應(yīng)用的領(lǐng)域廣泛，它可應(yīng)用與建筑、橋梁、道路及其它混凝土結(jié)構(gòu)物。本文著重對(duì)混凝土路面工程的施工和快速修補(bǔ)以及水泥混凝土砌塊路面的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)，作簡(jiǎn)要的介紹。
2、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目簡(jiǎn)介, l3 u/ T! n s$ U
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道路建設(shè)是公路市政工程中最基本的建設(shè)工程，水泥混凝土路面是近年來(lái)普通道路工程中最基本的一種路面形式。由于水泥混凝土路面具有剛度大、強(qiáng)度高、板體性好、穩(wěn)定性好、耐用、抗侵蝕能力強(qiáng)、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用少等特點(diǎn)，在我國(guó)廣泛的應(yīng)用與發(fā)展，特別是其應(yīng)用技術(shù)，無(wú)論在結(jié)構(gòu)性能或施工工藝等方面均有明顯的技術(shù)進(jìn)步。但是，水泥混凝土路面也有其缺點(diǎn)，它與瀝青路面相比，澆筑后不能立即開(kāi)放交通，需一定的養(yǎng)生期，常規(guī)需要14～28天，這對(duì)城市化程度較高、交通繁忙的上海地區(qū)極其不利，另外，水泥混凝土路面的改建、拓寬和翻挖維修工程大量存在，這也往往會(huì)給市民的生活、生產(chǎn)帶來(lái)不便。因此建設(shè)單位和施工單位企盼能有早強(qiáng)性質(zhì)的道路混凝土品種提供使用。本課題就是致力于研究開(kāi)發(fā)出早期強(qiáng)度高、路面致密性好、施工和易性好的高性能水泥混凝土路面高新品種，除路面具有早強(qiáng)特性外，還具有節(jié)能、降低機(jī)械損耗和勞動(dòng)強(qiáng)度等方面的優(yōu)點(diǎn)。
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超塑早強(qiáng)混凝土是采用水泥、黃砂、碎石和水等，在適當(dāng)配合比下用攪拌機(jī)攪拌一定時(shí)間，摻入適量的早強(qiáng)劑、高效減水劑，經(jīng)規(guī)定時(shí)間攪拌均勻而成的混凝土，用它鋪筑的道路，稱(chēng)為超塑早強(qiáng)混凝土路面。
超塑早強(qiáng)混凝土路面是一種高級(jí)路面，它具有很高的強(qiáng)度和剛度，屬于剛性類(lèi)路面結(jié)構(gòu)。除了具有普通水泥路面的特性和優(yōu)點(diǎn)外，由于其早期強(qiáng)度增長(zhǎng)快，克服了施工工期較長(zhǎng)的缺點(diǎn)，一般3～6天就能開(kāi)放交通。它不僅能鋪筑道路，而且能用于橋面及其它混凝土結(jié)構(gòu)物。; ]0 e/ l$ W1 A. ]$ S
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2.1 應(yīng)用技術(shù)要求
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超塑早強(qiáng)混凝土的水泥、黃砂、碎石等原材料的要求，與普通混凝土相同，應(yīng)符合國(guó)家規(guī)定的要求和地方標(biāo)準(zhǔn)。拌和及濕治養(yǎng)生用水必須潔凈，一般采用飲用水。5 g! a/ I9 I) ~* N# } a% O6 e
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高效減水劑（超塑劑）、早強(qiáng)劑、超早強(qiáng)水泥其性能應(yīng)符合出廠標(biāo)準(zhǔn)，摻用量必須由專(zhuān)人按不同配方計(jì)算確定，嚴(yán)格控制。
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減水劑的減水效果與摻入混凝土的時(shí)間有一定的關(guān)系，因此，拌和工藝比較講究，應(yīng)掌握時(shí)間，稱(chēng)量準(zhǔn)確，還要檢查坍落度。
超塑早強(qiáng)混凝土的和易性變化比較明顯，以就地機(jī)械拌和為宜。在暑熱季節(jié)施工時(shí)，混凝土的最長(zhǎng)運(yùn)送時(shí)間在20分鐘內(nèi)，同時(shí)避免運(yùn)輸車(chē)輛劇烈顛簸，在不利天氣運(yùn)輸時(shí)，應(yīng)加復(fù)蓋。
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超塑早強(qiáng)混凝土路面的施工和普通混凝土的技術(shù)要求相同，因初凝時(shí)間短，要求現(xiàn)場(chǎng)操作人員具有熟練的技藝，振搗、整平抹面應(yīng)一氣呵成，應(yīng)掌握施工時(shí)間。. O+ k* ?# V$ }' \3 F
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超塑早強(qiáng)混凝土由于早期強(qiáng)度增長(zhǎng)快的特性，故養(yǎng)生期較短，一般為3天，成型后養(yǎng)生24小時(shí)即可拆模，因而填縫時(shí)間也較普通混凝土提前。路面混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%后即可開(kāi)放交通。
有關(guān)質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)參見(jiàn)國(guó)標(biāo)、局標(biāo)，其抗壓、抗折強(qiáng)度評(píng)定是在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)生3d的部位（單位）工程試塊應(yīng)符合要求。4 A' Z( N8 X' ~4 _; c! r- r; ~; l3 {
2.2 超塑早強(qiáng)路面混凝土種類(lèi)' G& e! M% z+ D5 a. J* B1 J8 ]
2.2.1 摻早強(qiáng)劑早強(qiáng)路面混凝土，其早強(qiáng)劑以氯化鈣CaCl2最佳，由于貨源充足，價(jià)格便宜，已得到廣泛使用。須注意的是，摻量適當(dāng)強(qiáng)度增高，摻量過(guò)大則強(qiáng)度反而降低，其摻量可參見(jiàn)總報(bào)告。; L$ s Z+ a4 M" F6 r
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2.2.2 摻TJ型高抗折高效減水劑超塑早強(qiáng)路面混凝土，其高效減水劑系同濟(jì)大學(xué)開(kāi)發(fā)，上海華聯(lián)外加劑廠生產(chǎn)的一種粉末狀產(chǎn)品，它對(duì)混凝土抗折強(qiáng)度、高效發(fā)揮早期強(qiáng)度、并具減水有明顯的作用，對(duì)加快開(kāi)放交通有顯著效果。
2.2.3 摻高效減水劑的超塑早強(qiáng)混凝土，我們選用了上海五四助劑廠生產(chǎn)的SN－Ⅱ型高效減水劑，不但早期強(qiáng)度發(fā)展快，還具有良好的工作性，在路面搶修工程中應(yīng)用較多。
2.2.4 高標(biāo)號(hào)水泥超塑早強(qiáng)混凝土，采用上海白水泥廠近年來(lái)開(kāi)發(fā)的725R型硅酸鹽水泥配制的超塑早強(qiáng)路面混凝土，如適量摻入外加劑，可滿(mǎn)足一天開(kāi)放交通的要求。但成本較高，只能用于搶修工程。 Y& J+ q8 u* v! B, f4 [& A3 f, P, i
2.2.5 硫鋁酸鹽水泥超塑早強(qiáng)路面混凝土，最主要的特性是早強(qiáng)快硬，強(qiáng)度發(fā)展速率最高，12小時(shí)即可開(kāi)放交通，是一種很好的搶修材料。但，由于初凝時(shí)間快，對(duì)于大體積混凝土施工或遠(yuǎn)距離運(yùn)送施工，若掌握不好會(huì)影響工作質(zhì)量。解決辦法是，可通過(guò)摻加緩凝劑延長(zhǎng)初凝時(shí)間。% P* c9 o6 j+ t5 {
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2.3 超塑早強(qiáng)路面混凝土的應(yīng)用 ~+ w9 r/ y8 e& _* h
摻TJ型高抗折高效減水劑超塑早強(qiáng)路面混凝土在浦東張楊路的施工中，得到廣泛使用，效果明顯。在其它路段施工也較多。6 Z) q& X# F' U
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摻SN－Ⅱ型高效減水劑超塑早強(qiáng)混凝土由于成本低，已被廣泛應(yīng)用。課題組在南北高架道路、滬杭高速公路及市區(qū)重點(diǎn)道路改造工程中，以及在新建道路如車(chē)亭線、滬閔線等及在橋梁搶修工程的橋面鋪裝、廣深珠高速公路等的高架伸縮縫工程施工中，均應(yīng)用此種材料，效果良好。上海中山西路－蘭皋路口的路面沉降搶修，采用了此技術(shù)。邊抽水邊施工，至第二天早晨六點(diǎn)順利通車(chē)，完成了任務(wù)。近年來(lái)，在青浦區(qū)市政道路工程、公路橋坡沉降搶修、大量的橋梁橋面鋪裝以及冬季施工中應(yīng)用也較多。
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高標(biāo)號(hào)水泥超塑早強(qiáng)混凝土，配制簡(jiǎn)單，操作方便，1天可開(kāi)放交通，效果較好。在滬青平國(guó)道路面的搶修、橋梁橋面搶修等特殊要求情況下，應(yīng)用較多，效果顯著。 |/ B' j. W3 \+ U6 D6 {
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硫鋁酸鹽水泥超塑早強(qiáng)路面混凝土，應(yīng)用到中山路－武夷路的鐵路道口路面的搶修工程中，晚上施工，第二天一早便開(kāi)放交通，取得了良好的效果。總之，應(yīng)用實(shí)例舉不勝舉。# L# h3 m* @' Y3 L
除此之外，青浦區(qū)公路市政管理署還對(duì)NC摻和物混凝土、纖維（鋼、尼龍）混凝土等高性能混凝土材料也進(jìn)行了長(zhǎng)期的應(yīng)用試驗(yàn)。9 {9 D- E' [2 _
2.3.1 2001年，采用NC聚合物混凝土材料快速修補(bǔ)技術(shù)，對(duì)處于繁華熱鬧地段的城中中路交叉口路面進(jìn)行了薄層罩面，成功地修補(bǔ)了52㎡。NC聚合物混凝土材料是高性能混凝土中的一種，該材料具有高強(qiáng)、新老混凝土粘結(jié)牢固、耐磨耐久性好的優(yōu)點(diǎn)。在修補(bǔ)中，我們利用星期日晚上施工，至第二天（星期一）早晨6時(shí)，順利完成，交通幾乎不受影響，市民十分滿(mǎn)意，稱(chēng)其為一種“神奇”的材料，是整治城市道路的“秘方”。為此，交巡警也懇切希望以后在城市道路的維修中多多采用高新技術(shù)快速施工。
2.3.2 2002年，采用NC摻聚丙烯烴（尼龍）混凝土材料，對(duì)城中東路老東門(mén)橋橋坡進(jìn)行了罩面接平，成功地修復(fù)了96㎡，解決了橋頭跳車(chē)問(wèn)題，至今2年多來(lái)，效果良好。且施工時(shí)間短，尤其是最大限度的不擾民，得到市民的認(rèn)可和好評(píng)。
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2.3.3 城北大橋橋坡沉降處理，也采用了NC聚合物混凝土加罩，運(yùn)營(yíng)多年，至今完好無(wú)損，獲得成功。8 p& L3 t+ |4 U
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2.3.4 采用NC聚合物粘結(jié)劑材料，成功地修補(bǔ)了100多座公路橋梁橋面修補(bǔ)和水淬渣橋梁的修補(bǔ)。
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2.3.5 2003年8月，在盈港路東大盈港橋的搶修中，采用了NC聚合物纖維砂漿噴射技術(shù)，成功地修繕了該橋上蓋梁、立柱、18片大梁，計(jì)190.38㎡，施工速度快，干擾少，成本低，效果好。
2.3.6 2000年10月，在沈磚公路王家塘橋坡的修補(bǔ)中，采用了鋼纖維混凝土材料，修補(bǔ)了800㎡，也獲得成功，并且已經(jīng)通過(guò)技術(shù)鑒定。由于鋼纖維混凝土比普通混凝土強(qiáng)度高，耐久性好，可適當(dāng)減薄路面厚度，且延長(zhǎng)使用壽命。經(jīng)造價(jià)分析比較，每1000㎡降低成本1.3萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益顯著。& H, `% \0 l" _: L
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2.3.7 采用高性能混凝土應(yīng)用技術(shù)，對(duì)水泥混凝土砌塊路面施工技術(shù)再予以提高。水泥混凝土砌塊路面系統(tǒng)研究，是上海市市政工程研究院和我署等單位在前幾年合作開(kāi)發(fā)的一個(gè)科研項(xiàng)目，雖然已于1998年通過(guò)市的鑒定，但是，我們覺(jué)得普通混凝土砌塊產(chǎn)品，還需要不斷改進(jìn)工藝技術(shù)，提高性能，以適應(yīng)形勢(shì)發(fā)展的需要。我們結(jié)合本項(xiàng)目的試驗(yàn)研究，開(kāi)發(fā)出鋼纖維混凝土、摻聚丙烯烴混凝土材料的新一代增強(qiáng)路面砌塊，產(chǎn)品性能比原來(lái)大有提高，尤其可滿(mǎn)足有特殊要求的需要。這項(xiàng)技術(shù)，為我們申請(qǐng)高新技術(shù)的成果轉(zhuǎn)化創(chuàng)造了條件。
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3、結(jié)語(yǔ)
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3.1 綜上所述，超塑早強(qiáng)混凝土，纖維增強(qiáng)高性能混凝土具有早強(qiáng)、抗裂、抗沖擊、抗彎高性能和環(huán)境好的優(yōu)點(diǎn)，在道路工程中應(yīng)用，可以達(dá)到文明施工和快速開(kāi)放交通的目的，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著，完全可以適應(yīng)道路工程技術(shù)進(jìn)步的要求，適應(yīng)上海社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展和加快現(xiàn)代化、城市化建設(shè)的需要，值得大力推廣應(yīng)用。6 {1 V# w; h0 c" _; i! x0 {- A: Q
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3.2 上海這座國(guó)際化大都市的飛速發(fā)展，為高性能混凝土及其應(yīng)用技術(shù)的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)應(yīng)用拓展了廣闊的空間，前景看好。當(dāng)前，上海市郊正在興起新一輪的鄉(xiāng)村公路建設(shè)和管理熱潮，就我署而言，負(fù)責(zé)全區(qū)500多公里鄉(xiāng)村公路和4000多座村鎮(zhèn)橋梁的行業(yè)技術(shù)管理。筆者認(rèn)為，高性能混凝土及其應(yīng)用技術(shù)完全可以延伸到這個(gè)大市場(chǎng)，以提高鄉(xiāng)村公路建設(shè)和管理的科技含量。相信高性能混凝土因其優(yōu)越性而必將會(huì)受到鄉(xiāng)村公路權(quán)屬單位—地方鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府的歡迎。
3.3 高性能混凝土及其應(yīng)用技術(shù)作為一項(xiàng)成果，已通過(guò)市建委的技術(shù)鑒定，今天的成果，則是目前上海地區(qū)高性能混凝土研究的階段性總結(jié)。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，高性能混凝土的開(kāi)發(fā)應(yīng)用還將會(huì)進(jìn)一步發(fā)展。對(duì)高性能混凝土科學(xué)的理解應(yīng)該是“與一定歷史階段和工程實(shí)際相適應(yīng)的性能”。因此，作為我們課題組成員還要繼續(xù)努力，不斷開(kāi)發(fā)。
3.4 本課題的研究，建設(shè)單位、施工單位、高校、研究單位緊密協(xié)作，理論和實(shí)際相結(jié)合，宏觀與微觀相結(jié)合，尤其更多的結(jié)合工程實(shí)際，廣泛應(yīng)用。以后，要對(duì)已完成的工程項(xiàng)目繼續(xù)跟蹤，加強(qiáng)后期評(píng)估，作好經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益的分析。同時(shí)，還要作進(jìn)一步的技術(shù)性總結(jié)，為編寫(xiě)有關(guān)技術(shù)規(guī)程、規(guī)范提供依據(jù)。
