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混凝土是建设桥梁工程的基础建筑材料 。 随着桥梁结构形式的新发展 ， 施工控制的复杂性与服役环境的严酷性 ， 对桥梁混凝土提出了更新、更高的要求 。 其中 ， 桥梁索塔、墩身与承台的施工 ， 需要形成混凝土流动性调控关键技术 ， 解决施工期的工程质量和进度问题；承台和墩柱等大体积混凝土的抗裂问题 ， 箱梁等薄壁结构面临干燥收缩开裂的高风险 ， 亟需形成桥梁工程收缩裂缝控制技术；桥梁工程面临长寿命设计要求 ， 及高盐、高寒、重载等严酷复杂环境 ， 结构混凝土耐久性提升已成为桥梁工程“平安百年品质工程”的关键工作方向 。 此外 ， 桥梁工程组合梁结构使用的传统混凝土表现出自重大、抗拉强度低、应变小等问题 ， 常常导致负弯矩区混凝土破坏 ， 需要通过混凝土超高性能化突破上述技术瓶颈 。
流动性调控
为了实现桥梁工程的高品质 ， 需要保障混凝土具有优异的流动性 ， 最终制备均匀密实的硬化混凝土 。 然而 ， 混凝土配合比、原材料以及施工环境的独特性 ， 对流动性调控带来了一系列问题 。 大量矿物掺和料的应用使得混凝土初始分散慢黏度大 ， 例如海工混凝土中粉煤灰、矿粉等矿物掺和料用量已超过40% 。 其次 ， 机制砂粒形差 ， 级配不佳 ， 岩性差异大 ， 其大规模应用易导致混凝土拌和物稳定性差、敏感性高、易离析泌水 ， 同时加剧新拌混凝土流动性损失、增加黏度造成施工困难 。 此外 ， 桥梁工程的复杂结构和严苛环境 ， 对混凝土流动性提出更高要求 ， 其中长时间、高远距离泵送与高温施工环境 ， 要求新拌混凝土长时间保持高流动性和和易性 。
针对混凝土初始分散慢的问题 ， 通过向聚羧酸减水剂主链引入刚性基团抑制收缩 ， 可以促进吸附基团裸露 ， 从而增强在不同粉体界面的吸附驱动力 ， 显著提高分散速度 ， 大幅度提升高掺量矿物掺和料混凝土的初始流动性 ， 实现快速分散 ， 在大掺量掺和料条件下搅拌时间甚至可以缩短50% 。
针对混凝土流动性损失大的问题 ， 基于聚羧酸减水剂分阶段吸附的基本设计思路 ， 向聚合物主链引入具有碱响应特性的官能团 ， 在碱性环境中不断水解形成新的吸附基团 ， 增强吸附能力 ， 持续吸附增加颗粒间距 ， 弥补由于水泥水化、浆体絮凝结构增强造成的流动性损失 。 通过调节碱响应官能团的响应速率和用量 ， 可以调控吸附历程 ， 形成系列具有不同流动性保持特性的缓控释减水剂 ， 根据实际工程调整流动度保持时间 ， 可以保障常温施工条件下3-5h流动性保持 ， 在40℃高温下不少于3h流动性保持的按需调控 。
针对机制砂混凝土易离析泌水的问题 ， 可采用触变稳健型化学外加剂分子 。 该类高分子量水性聚合物 ， 其分子链间的缠结作用 ， 使混凝土浆体具有一定的黏稠度 ， 且可以吸附粘结多个固体颗粒 ， 促进网络结构的形成 ， 束缚自由水 。 该材料同时具有较好的触变性（剪切变稀） ， 在静止状态能够保持稳定 ， 但在外力作用下 ， 能够迅速恢复流动态 ， 具有很好的流动性 。 经过结构优化 ， 泌水率可降低90% 。
这些新材料和技术在藏木大桥、平塘特大桥、孟加拉帕德玛大桥等一系列国内外重大工程中应用 ， 保障了工程顺利实施 。 拉林铁路雅鲁藏布江藏木大桥是世界最大跨径（430m）铁路工程中承式钢管混凝土拱桥 ， 针对海拔高、温差大(日温差＞20℃)、原材料品质波动大的恶劣施工条件 ， 采用缓控释、黏度调控、触变调控的综合措施抑制钢管内混凝土流动性能波动 ， 实现了混凝土6h顶升泵送 ， 保障钢管混凝土填充密实 。 在亚洲公路工程第一高塔——贵州平塘特大桥超高主塔 ， 采用快分散、黏度调控和触变调控综合技术 ， 解决了机制砂配制C50高标号混凝土垂直泵送328米的应用难题 。 在帕德玛大桥125.46m世界最长水下钢斜桩 ， 采用快速分散、选择吸附、缓控释、触变调控的综合措施 ， 解决了南亚40℃高温混凝土4h流动性保持难题 。
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