高性能混凝土在客运专线中的应用研究 (2)

第1章 绪 论

1.1 研究的目的、意义

混凝土是目前桥梁建设的主导材料，在应用的广泛性和经济性上具有其它材料所不可比拟的优越性。然而，混凝土材料的性能并不令人十分满意，特别是桥梁在一定的气候、暴露、荷载等条件作用下，普通混凝土桥梁损坏快，寿命短已成为突出问题[1-3]。有资料表明[4]，普通混凝土结构在平均不到50年的使用期后,就开始产生劣化病害,甚至破坏。许多工程都是待验收后，设计部门和工程承包方就认为完成了任务，不再承担使用期间的破坏修复、加固等相关义务与责任，混凝土结构因耐久性不足而造成的经济损失巨大。在铁路桥梁建设中，盐腐蚀造成桥梁耐久性的降低也时有发生[6-8]。国内研究者对北京、郑州铁路局分线上服役桥梁调查后分析认为[9]，混凝土桥梁损伤的形态可分为：裂缝、剥离、剥落、钢筋外露、蜂窝、漏水、桥面铺装层与其它附属配件的劣化等。而桥梁过早产生劣化破坏的主要原因可归结为混凝土耐久性损伤引起的，如电化学等作用引起的钢筋锈蚀；酸、碱、盐等化学侵蚀作用和碱－骨料等内部化学作用；温度变化、冻融循环、干缩、徐变、风化等物理作用以及磨损、冲蚀和机械作用。因此，必须对桥梁所采用的混凝土材料提出更高的要求，才能提高桥梁整体结构的耐久性。

为了满足铁路跨越式发展的要求，目前我国正在进行大规模的铁路建设，其中客运专线因其在现代交通运输体系中具有独特优势，且投资巨大，已备受关注。铁道部的《中长期铁路网规划》提出要尽快在大中城市之间发展客运专线，在人口稠密地区发展城际铁路，加快形成覆盖我国的快速客运网。在“十一·五”将建设新线19800 km，其中客运专线9800 km，列车速度达到250 km/h以上。根据客运专线的设计规定，要求桥梁的桩基、承台、墩台、梁体、隧道衬砌、轨枕、接触网支柱等结构均采用高性能混凝土材料。另外，客运专线铁路的建设理念与普通铁路有很大变化，客运专线线路中桥梁结构的比例大幅度增加，据不完全统计[14]，客运专线桥梁结构所占比例一般在60%以上（普通铁路为20%以下），例如：京津线占90%以上，京沪线预计为70%左右。由此可见，高性能混凝土在客运专线建设的用量将十分巨大。

对于高性能混凝土的定义，不同国家、不同部门、不同学者有不同的解释，铁路客运专线对高性能混凝土的定义为：具有高耐久性（抗氯离子渗透、抗渗性、抗冻融性、耐磨性、护筋性等）、高体积稳定性（抗裂、低收缩徐变）、高工作性（匀质性、和易性、流动性）、高强度（早强、增强）及低水泥用量、低水胶比[14]。高速铁路客运专线要求混凝土路基沉降小，轨道平稳、混凝土变形小、抗裂性高，整体性好，防止发生脆性破坏对于地震区桥梁尤为重要。高性能混凝土可以满足客运专线中这些特定的性能使用要求。由于混凝土耐久性的提高，减少桥梁的修补费用，延长桥梁的使用寿命，在铁路桥梁上应用高性能混凝土具有较高的经济效益。另外，还可改善施工条件、列车运行的舒适性和安全性及桥梁外观，即具有了良好的社会效益。因此，为了确保混凝土结构物达到正常的使用寿命，最大限度地发挥高速铁路的经济社会效益, 铁道部有关部门在广泛吸收国内外重点建筑工程经验的基础上，提出了采用以耐久性为基本要素的高性能混凝土的技术要求,并在相关规范中将混凝土电通量、抗裂性、抗碱-骨料反应性能列为混凝土耐久性一般指标，设计提出混凝土主体结构的使用寿命为100年[15]。自青藏铁路建设中推广采用高性能高耐久性混凝土以来，现在所有的铁路客运专线大型箱梁、桥墩等要求全部采用高性能混凝土，由此可见，高性能混凝土在高速铁路桥梁上的广泛应用是必然趋势。

为了在我国高速铁路桥梁中广泛推广应用这一新材料和新技术，应立即开展对高性能混凝土材料、配合比设计、施工工艺、质量控制的研究，积极参加高性能混凝土验收及相关标准、施工规范的制定。对铁路桥梁混凝土结构开展有效的防裂控制，采用新的施工工艺，优化配合比以及改善混凝土耐久性研究是十分必要、有意义的课题。

1.2 国内外研究现状

1.2.1 高性能混凝土配合比优化设计的研究

混凝土配合比优化设计早已成为国内外研究者关注的课题，为了设计性能可靠、经济合理的配合比，材料研究专家进行了不懈的研究和探索，提出过正交设计，混料设计和均匀设计等设计方法，并在混凝土设计中，引入最优化数学方法等，试图改进以半经验、半定量的配合比设计方法。高性能混凝土由于组分多，要提高其均匀性、致密性，影响因素较多，相应地配合比设计亦更为复杂。高性能混凝土配合比设计目标是要同时兼顾耐久性、强度、工作性、体积稳定性以及经济性的要求，为此，世界各国学者均提出了各自的有关高性能混凝土配合比优化设计方法。

美国P.K.Mehta 教授和加拿大P.C.Aitcin 教授[19]在对高性能混凝土进行了大量的研究后认为:“要使高性能混凝土(HPC) 同时具备良好的施工和易性和强度性能，其水泥浆与骨料之间存在个最佳体积比关系,推荐为35∶65 ，即1 m3高性能混凝土中的胶浆体积为350 L”，提出了基于最大密实度理论的固定胶浆体积配合比设计方法。该方法由于易用性和高经济性而获得广泛的应用，但是不足之处在于没有明确给出混凝土强度与水胶比、强度与粗集料用量及砂率之间的定量关系，还有难以预测矿物掺合料对混凝土强度的影响。这些降低了其配合比设计结果的准确性、使用时的便捷性和设计流程的可程序化性。

陈建奎等[20]对高性能混凝土配合比设计,提出一种全计算方法。该方法首先建立普遍适用的混凝土体积模型，经科学推导求得HPC用水量计算公式和砂率，再结合传统的水灰（胶）比定则，即可全面定量地确定混凝土各组成材料用量，实现HPC全计算配合比设计。

韩建国、阎培渝[21]以Mehta和 Aitcin的高性能混凝土配合比设计方法为基础，通过建立混凝土强度与有效水胶比、粗集料松散堆积体积和粉煤灰水化活性因子的关系，以及粗集料的松散堆积体积与砂率的关系，建立了混凝土中粗集料、细集料、水和胶凝材料各组分之间的联系，提出了系统化的高性能混凝土配合比设计方法。

Larrard和吴中伟等人认为[1]，使配合比选择和施工质量控制计算机化，是混凝土科学的发展方向之一。

从以上国内外学者对高性能混凝土配合比设计研究的观点、方法和途径，可以看出，随着研究的不断深入，研究者利用物理学、化学和计算机科学等领域的最新成果，借助先进的材料测试技术，将混凝土配合设计方法从原始经验发展到系统理论、从初步定性发展到准确定量。但是，到目前为止，还没有形成一种统一的得到绝对公认的高性能混凝土配合比设计方法，要实现设计的完全科学化还需要研究者们做进一步的深入工作。

1.2.2 高性能混凝土耐久性的研究

高性能混凝土的核心内容是具有高耐久性。按照ACI201委员会的定义[4]，混凝土的耐久性是指混凝土对气候影响、化学侵蚀、磨蚀或任何其他破坏过程的抵抗力。工程结构在长期使用过程中，在人为或者自然环境的作用下，其内部将随着时间的变化发生材料老化与结构损伤，这种损伤累计将导致结构承载力下降、耐久性降低。

混凝土渗透性与耐久性之间有着密切的关系，渗透性是混凝土耐久性的一个重要指标，它反映了混凝土内部孔隙的大小、数量、分布及连通等情况，是混凝土抵抗各种介质入侵能力的体现。混凝土发生冻融破坏、碳化、碱骨料反应、硫酸盐腐蚀、内部钢筋锈蚀均是由于水、CO2气体、有害离子等侵入混凝土内部所致，因此，混凝土获得高耐久性与长寿命的关键是提高混凝土的渗透性，而混凝土的孔结构特性决定了混凝土的渗透性。据资料[27]显示，有关混凝土孔结构与渗透性关系定量方面的研究还比较少。

但是，在结构中的混凝土，由于在荷载与其它因素的共同作用下，抗渗性并非是一个常数。近年来，许多研究者结合混凝土的龄期、浆体水化程度、微裂纹的影响来综合评价抗渗透性能，并逐步开展了多因素作用下混凝土破坏机理的研究，但受实验装置及实验时间等因素的制约，关于荷载作用下混凝土的渗透性，大都限于荷载作用下混凝土气体渗透性、或者是有裂缝试件的渗透性的研究，而对荷载作用下混凝土水渗透的研究仅有极少报道[28-29]。方永浩等[30]用以受压弹簧为荷载的压力渗透实验装置研究了持续单向压荷载作用对混凝土的水渗透性的影响，一定程度上模拟了实际结构中混凝土的抗渗透性能。另外，不同学者根据各自试验的结果得到的结论还不十分一致，可能存在差异的原因在于试验方法手段的不同以及评价方法的不统一。对于结构中高性能混凝土的抗渗透性能研究还不够充分，多大的荷载作用会危及劣化HPC的耐久性，这些问题和工作还有待进一步的探索研究。

1.2.3 高性能混凝土在铁路桥梁建设中的应用

铁路部门对高性能混凝土的应用研究也非常重视。1996年，在科技司组织的“铁路工程新材料”研讨会上[31]，将高性能混凝土的研究列为“九五”期间铁路工程新材料开发建议项目之一。近几年来，一些科研院校已立项进行了专门研究，并将部分成果用于铁路轨枕、钢管混凝土桥等结构物中，取得了良好的效果。

高性能混凝土的高强度有利于减轻结构自重、充分发挥高强预应力钢材的作用，促进桥梁向轻质、大跨方向发展；高体积稳定性可减少预应力梁的上拱度，减少运营期间调整道碴厚度的工程量；如采用无碴轨道，还可进一步降低维修养护工作量；对于有碴轨道桥梁，减小上拱，既可保证轨下道碴厚度（对于高速铁路尤为重要），又可减少桥上线路的养护工作量；对于无碴轨道，减小上拱值，可保证桥梁后期拱度控制在容许范围，有利于线路的平顺，使得无碴轨道桥梁建设较过去容易实现和发展。高抗渗性可大大提高桥梁耐久性，使其更适用于严酷环境条件下的铁路桥梁，减少运营期间的修补、加固和换梁费用，延长桥梁使用寿命。合理利用这些特性，对改善铁路混凝土桥梁的使用性能和耐久性将发挥积极的作用。

高性能混凝土的良好特性已逐渐被工程界所认识，在铁路桥梁工程上推广应用高性能混凝土，对提高桥梁承载能力和耐久性，减小梁的徐变拱度，促进铁路混凝土桥梁向轻质、大跨方向发展将起到重要的作用。同时，也应当认识到要将高性能混凝土用于工程实践，仍需进行大量的研究工作，相关标准、施工规范亦应相应修订。高性能混凝土将对我国高速铁路客运专线的建设发挥积极的作用，对21世纪铁路混凝土桥技术的发展也将产生重大影响。

第2章 高性能混凝土配合比设计及优化

混凝土的传统设计方法是一种基于半经验半定量的方法[33]，主要满足强度和工作性的要求，它存在设计周期较长、设计的变量较少、考虑的混凝土性能较单一的缺点，并且只有一个指导的原则，缺乏对耐久性等特殊性能要求的设计手段，因此不能充分满足现代工程的需要。

高性能混凝土配合比设计的目标是要同时兼顾耐久性、强度、工作性、体积稳定性以及经济性的要求来确定各组分的合理用量，以保证在设计使用年限内的结构安全和正常使用功能。随着混凝土中多种矿物掺合料和外加剂的掺入，混凝土组分多样化（即影响因素的复杂化），以及混凝土的性能（如：工作性、均匀性、致密性、耐久性等）要求的提高，相应地混凝土配合比设计亦更为复杂化。影响混凝土配合比的因素与配合比各组成材料之间存在着非常复杂的非线性关系，基于经典的半经验半定量的配合比设计方法难以配制出组分复杂、具有高性能的混凝土。因此，寻找新的途径，快速、可靠、准确地设计出满足上述要求的配合比，对于像混凝土这样应用广泛、用量巨大的材料，意义是十分重大的。随着物理、化学和计算机科学等现代方法和先进测试技术的应用，混凝土设计技术正走向从经验到理论、从定性到定量的发展道路。

2.1 高性能混凝土配合比设计方法

2.1.1 配合比设计方法

配合比试验初始设计是优化的基础，一般要考虑到各组分的多因素变量因子对混凝土各性能的影响规律，如混凝土的抗渗透性能首先要在配合比设计方面予以考虑。Larson and Mc Vay[34]经过研究在1993 年提出，强度与耐久性不是相关的性能，氯化物渗透性作为混凝土耐久性的一部分，在配合比设计中是能够采取措施予以保证的，即：在配合比设计中应兼顾考虑强度和耐久性的两方面的要求。理想的试验设计方案应当是以尽可能少的试验次数反映尽可能多的有效信息，进而借助计算机技术建立数学模型，分析预测结果。

本文主要基于传统的配合比设计过程，结合客运专线C50高性能混凝土的实际使用要求，确定初始基准配合比，再通过主要考虑的因素（胶凝材料总量、粉煤灰掺量和矿粉掺量）的变化，设计扩充的实验配合比，经智能可视化技术优化后，确定最终理想的配合比，主要设计流程见图2-1。

2.1.2 客运专线高性能混凝土配合比设计技术方案

高性能混凝土在工作性方面，必须具备较强的保塑性和一定的流动度能力，满足施工所需的和易性、密实性等条件。高性能混凝土由于掺有高效减水剂与矿物掺合料，水胶比较小，具有基本不泌水、不易离析的特点。由于拌合物的粘性明显增大，流变力学参数产生了明显变化，用坍落度一个指标难以准确反映工作性，对其工作性的评价应作进一步的研究，如坍落度经时损失性、扩展度等。浇筑的混凝土在满足良好的工作性能的同时，其强度等级不得低于设计强度，弹性模量不低于设计值。

2.2 试验原材料

客运专线所采用的高性能混凝土，对施工所用原材料、施工过程的质量控制要求很高。在《客运专线预应力混凝土制梁暂行技术条件》与《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》规范中，对原材料与混凝土的品质要求均高于现行行业标准，并且特别强调了桥梁结构混凝土高耐久性的要求。

高性能混凝土是高质量的混凝土，并不是按照单一的配合比就能生产出来的，而是要由包括原材料控制、拌合物制备和整个浇筑、养护等施工过程来实现的。使用高性能混凝土必须特别重视全面质量控制，更严格地执行有关规范和有关技术规定，以保证混凝土具有良好的匀质性，不论混凝土强度的高低均应在所使用的环境下是耐久的。在配合比设计上，要以耐久性为目标，而正确选用原材料是配合比优化设计的前提。

2.3 配合比优化方法

所谓优化设计即寻求最好或最合适的设计方案，只要某一个问题存在多种可行的解决方案，就可以利用优化的概念进行择优。

作为认知科学领域的神经网络[26]，在近几十年间获得长足的进展，处理问题不再需要精确的函数关系式，只需确立目标的影响因素作为网络的输入向量，目标作为网络输出向量，就能快捷有效的实现这种复杂的函数关系式，不仅反映在理论、算法上，也反映在工程应用的广度和深度上。在土木工程、建筑材料等领域,都出现了许多很好的应用成果。因此，它的出现为研究混凝土设计注入了新的生机和活力，对于解决像配合比设计及优化这类非线性问题，是一种有效的方法。

2.3.1 智能可视化技术优化方法理论

智能可视化优化方法的基本原理[34-38]，是通过人工智能算法（即人工神经网络与进化算法）把空间的样本数据映射到二维平面上，并在平面上自动生成目标函数的等值线。由此，可直观地确定出最优点或最优操作方向。然后，通过逆映射算法，把平面上定出的最优点和优化区域，逆映射到空间，用原始变量表示，进而指导实际生产操作。

结合客运专线高性能混凝土的性能要求，选取配合比主要控制参数，在满足混凝土工作性的条件下，将采集的混凝土性能指标作为样本数据。利用智能可视化技术，分别以56d抗压强度与电通量值、56d抗压强度与氯离子扩散系数为目标值，通过映射得到样本数据的分布和目标函数等值线，确定出一个平稳的最优目标区域，并根据等值线的分布规律可展现出样本数据集操作空间的特征，预测优化后混凝土的配合比A为，水泥：粉煤灰：矿粉：细集料：粗集料：水：ADV A-180高效减水剂＝ 312：115：35：692：1178：146：2.31；B为，水泥：粉煤灰：矿粉：细集料：粗集料：水：ADV A-180高效减水剂＝ 300：115：46：692：1178：146：2.31。硬化混凝土的56d强度为75 MPa，电通量为234.5C，Cl－扩散系数为23.4×10-14m2/s，其性能指标达到了充分提高混凝土耐久性的要求。

第3章 高性能混凝土抗渗透性能研究

混凝土结构在各种环境及使用条件下，水、气体和溶解于水中的有害物质从混凝土表面进入混凝土内部，从而发生物理和化学反应，引起混凝土劣化，最终导致混凝土结构的安全性、适用性和耐久性能的降低。因此，混凝土的耐久性很大程度上取决于侵蚀介质在其内部的渗透能力和扩散能力。这就要求：一方面提高混凝土自身的抗侵入“素质”，另一方面要结合混凝土所处的环境及使用条件，提高其“适应能力”。实际工程中的混凝土结构承受各种荷载作用，无荷载作用下的混凝土渗透性和耐久性研究往往不能真实地代表实际结构所处的状态，而对服役条件下尤其是荷载引起混凝土损伤及微裂纹对渗透性影响的研究还不是很多。图3-1显示了影响混凝土渗透性的过程。

将宏观结构分析与混凝土材料的组成、特性研究相融合，并结合材料的微观结构和微观力学分析，来实现结构中混凝土的耐久性，一直是混凝土结构设计者和材料设计者共同追求的理想目标。本章拟进行影响高性能混凝土的自身抗渗透因素的研究，并结合在荷载条件下混凝土渗透性的变化，更深层次地探讨高性能混凝土的孔结构和荷载作用下引起的微裂纹对抗渗性能劣化的影响机理。

3.1 抗渗透性能评价方法

3.1.1 电通量法

参照《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》中附录A混凝土的电通量快速测定方法进行试验，以混凝土在直流电压作用下的通电量指标来快速测定混凝土抗氯离子渗透性，评价混凝土原材料和配合比对混凝土抗渗透性能的影响。

3.1.2 氯离子扩散系数快速测定法（NEL法）

NEL法是清华大学路新瀛教授基于离子扩散和电迁移提出的试验方法。成型的混凝土试件尺寸为立方体100mm×100mm×100mm，再切除上、下面，制成100mm×100mm×50mm的试件。用真空抽吸的方法加速混凝土试件在4mol/L的NaCl溶液中饱盐，在低电压下（1～10V）对饱盐后的混凝土试件的氯离子扩散系数进行测定，饱盐完成后，可在15 min内得到结果。

3.2 混凝土配合比及性能测试结果

3.3胶凝材料组分对抗渗透性能的影响

3.4 引气量对高性能混凝土抗渗透性能的影响

引气剂是在混凝土搅拌过程中能引入大量均匀分布、稳定而封闭的微小气泡的外加剂。混凝土中应用引气剂不但能有效的改善混凝土工作性和均匀性，更能显著地提高混凝土抗渗、抗冻、抗碳化等耐久性能。

3.5 混凝土内部微裂纹、孔结构对抗渗透性能的影响

3.5.1 混凝土内部孔结构对抗渗性的影响

按孔径大小的不同，混凝土内部的孔通常分为：大孔（＞103nm）、毛细孔（102～103nm）、过渡孔（10～100 nm）、凝胶孔（＜10nm）。不同孔径的孔对混凝土渗透性的作用是不同的，P.K.Mehta[39]通过试验指出：只有大于100nm（132 nm）的孔才能影响混凝土的强度和渗透性。小于50nm的孔数量可能反映凝胶数量的多少，而凝胶数量越多则混凝土强度越高，抗渗性越好。但是，孔径大小、孔隙率并不是影响渗透性的最主要因素，混凝土内部孔结构即孔径的分布、孔隙的连通状况才是对渗透性起着决定性的作用。

3.5.2 混凝土内部微裂纹对抗渗性的影响

服役期间的混凝土结构承受各种荷载的作用，在外部荷载和环境条件作用会使混凝土产生更多的微裂纹，并使微裂纹扩展至相互连通，从而形成潜在的传输通道，使有害物质更容易侵入混凝土内部。因此在实验室单纯地对混凝土试件的进行耐久性试验，并不能很好的反映混凝土实际的耐久性能指标。现通过对混凝土试件施加一定荷载作用后，再测试其渗透性。

第4章 高性能混凝土在客运专线桥梁中的工程应用 4.1 工程概况

武汉天兴洲公铁两用长江大桥是国家“十五”期间投资的重点项目，总投资约110亿元，建设工期4年。该桥地处武汉市青山区与汉口谌家矶之间跨越长江，距上游的武汉长江二桥约9.5 km。大桥全长4657.1 m ,从青山岸至汉口岸方向，桥跨布置为15×40.7 m + (98 + 196 +504 +196 + 98) m + 62×40.7 m +(54.2+ 2×80+ 54.2) m +4×40.7 m ,其中公铁合建部分桥长2842.1 m，双塔三索面钢桁梁斜拉桥，桥长1092 m。上层桥面宽27 m ，设公路6 车道，下层设4 线铁路，其中两线为Ⅰ级线，两线为客运专线。该工程是作为我国准高速铁路的起点工程，质量要求相当严格，有很多性能指标是我国桥梁史上从未达到过的。天兴洲公铁两用长江大桥的修建对于完善武汉枢纽布局，缓解铁路过江压力和加快城市三环线建设具有重要意义。天兴洲大桥由湖北省、铁道部合作建设，大桥已于2004 年9 月28 日开工兴建，按合同将于2008 年8 月31 日建成通车。

4.2 C30承台大体积混凝土温控与防裂

承台混凝土由于体积大，内部水泥水化温升较高，导致混凝土内部产生很大的温度应力，如果不采取措施加以控制，混凝土开裂是非常普遍的事情。对一条准高速公铁两用大桥来说，如果承台产生裂缝，会导致内部钢筋锈蚀，极大地影响钢筋混凝土的耐久性，更严重地是由于结构失去了完整性，导致承载应力分布不均衡，给大桥的安全使用带来潜在危险[44-47]。因此，对桥梁结构开展有效的防裂控制，避免混凝土发生温度应力裂缝，改善混凝土耐久性等方面的研究是十分必要的。

4.3 C50高性能混凝土在桥梁（箱梁）制造中的应用

第5章 结 论

本文研究了高性能混凝土配合比设计及优化的方法，并利用智能可视化技术优化了客运专线高性能混凝土配合比；以电通量、氯离子扩散系数、压汞仪以及扫描电镜等测试方法来评价胶凝材料组分、孔结构对高性能混凝土抗渗透性能的影响，并探讨了在荷载作用后混凝土内部微裂纹及孔结构的变化对抗渗透性能的影响；最后结合天兴洲公铁两用长江大桥的工程实际对高性能混凝土进行了相关的应用性研究。试验研究结果表明：

（1）优质的矿物外掺料（粉煤灰、矿粉）通过二次水化作用、微集料效应，细化了混凝土孔径。掺了30% 粉煤灰（矿粉）的混凝土最可几孔径约为没有掺粉煤灰（矿粉）混凝土的79.9%（66.4%），由此可见，矿物外掺料使得水化产物结构更加致密，从而导致混凝土的渗透性下降。

（2）在小于85%P的荷载作用后，混凝土的电通量值变化不明显；当90%P 荷载作用后，混凝土的电通量值增大，约是加荷载前的2.2~3.3倍。说明混凝土在一定荷载作用下，内部产生了一些无法恢复的微裂纹，为有害物质的迁移提供了通道，这是导致混凝土渗透性增加，从而加速混凝土劣化的主要原因。

（3）在混凝土内部适量的引入微小气泡（含气量为5.3%），虽然增大了总孔隙率，强度有一定程度的下降，但是优化了孔径的分布，阻塞了孔隙的连通状况，改善了孔结构，对抗渗透性是有益的。而引入过量的气泡（含气量为8.9%时），降低了混凝土强度和抗渗性，尤其是在荷载作用下，闭塞的气孔遭到破坏，部分毛细孔得到重新贯通，反而加剧了渗透性。因此，对于承受荷载易产生微裂纹的混凝土结构，对于引气量的选择应慎重对待，否则，对混凝土渗透性会起到适得其反的作用。

（4）运用有限元软件Midas Civil对公铁两用长江大桥桥梁的C30承台大体积混凝土进行建模分析，并预测混凝土内部的最大温升和发生的时间，从而采取有效的温控防裂措施，满足了混凝土质量控制要求。

（5）结合天兴洲长江大桥工程施工的实际，采用智能可视化技术优化设计的C50高性能混凝土配合比，水泥：粉煤灰：矿粉：砂：石：水：外加剂＝300：120：42：692：1178：146：2.31，混凝土28d的强度为63.2 MPa，56d电通量为435 C，氯离子扩散系数为12.6×10-14 m2/s。将智能可视化技术用于混凝土的配合比设计，一定程度上兼顾了混凝土强度和长期耐久性能，对指导实际工程的施工具有重要意义。