【門窗幕墻網】材料進步是橋梁結構發展的重要動力，木材和石材等天然材料是古代橋梁的主要結構材料。隨著工業革命的興起，鋼材和混凝土逐漸替代了天然材料，成為橋梁工程的主要結構材料，并已在橋梁工程中應用了上百年。

除了傳統的混凝土與鋼材外，近幾十年來材料學科迅猛發展，諸如超高性能混凝土（UHPC）、水泥基增強復合材料（ECC）、纖維增強復合塑料（FRP）等高性能材料的出現為橋梁發展提供了新的契機。

未來，橋梁建設更需要輕質高強、高耐久、高性價比、智能的材料“把薪助火”。

一些問題有待改進

水泥指標要保證穩定性，特別是實際普通硅酸鹽水泥及硅酸鹽水泥中的摻合料必須相對穩定，水泥須待其下降到一定溫度才可允許出廠。

摻合料粉煤灰要保證質量，往往現場需要一級粉煤灰，但實際很難滿足需求，因此給強度等級較高的混凝土施工帶來了困難。

機制砂存在較多問題，比如石粉含量過高、細度模數較大且級配不合理，主要體現在2.36mm累計含量過多，導致混凝土砂率過大，從而影響和易性。建議性能優越的機制砂主要考慮以下因素：細度模數2.6～3.0，石粉含量應控制13%以內，單位需水量盡可能小，2.36mm累計含量控制在10%～25%以內；機制砂應安裝整形設備，滿足高墩泵送要求，嚴禁采用強度較低、堅固性不符合要求的母巖加工成機制砂。

粗集料也應安裝整形設備，保證集料的針片狀符合要求。外加劑控制好保坍性能，泵送施工時利用性能優越的外加劑確保混凝土合適的黏度。

深入研究優化方案

目前市場UHPC高性能混凝土多采用預混料與鋼纖維，以及專用外加劑配制成性能超高的抗拉強度、抗壓強度、彈性模量等指標的混凝土，加之新材料預混料價格昂貴，如何運用傳統的砂石料及膠凝材料代替預混料，同時還能滿足UHPC超高性能，是烏江特大橋項目要研究的一項重要內容。

傳統原材料質量要求的選擇：一是對于細集料盡可能水洗掉小于0.075mm微粒，實際中2.36～4.75mm比較軟弱顆粒盡可能剔除，細集料中不允許有4.75mm以上的顆粒；二是對于粗集料采用強度高的3～5mm及5～8mm顆粒，采用比較穩定的輝綠巖或者玄武巖；三是采用52.5級以上的硅酸鹽水泥；四是對于鋼纖維采用帶彎鉤的，且形狀合格率不小于80%；五是摻合料燒失量滿足規范要求。

配合比組成的優化：一是由水膠比決定的抗壓強度的配合比優化；二是由抗折強度決定的配合比組成的優化，與鋼纖維摻量及砂率大小存在密切關系；三是由抗壓彈性模量決定的配合比組成，與混合料密實程度密切相關，需要權衡利弊并結合現場攪拌綜合確定。

實際現場試拌及調整：外加劑摻量與室內不同，現場確保混凝土有一定的流動性且不結球；現場應注意材料的投放順序。

指標確認：尋找某項指標對材料敏感性分析，剔除傳統材料不利因素，確保各項力學指標的穩定性。

依據現場使用情況，我們提出采用粗骨料UHPC高性能混凝土各項材料使用指標。在施工過程中，重點控制UHPC混凝土流動性及其與鋼纖維不結團是成功與否的重要標志。

現場結合UHPC板實際養護情況對試件不同齡期進行干縮率測試，總結出預制板存放養護周期，確保板件收縮率穩定。

UHPC優化是一個動態的過程，需要結合以上內容反復調整，在實踐中確定性能比較穩定的混凝土。

（作者系中交一公局第四工程有限公司德余六標試驗室主任）

本文原載于《中國建材報》9月19日3版