高性能混凝土的問世和投入使用,對現(xiàn)代建筑工程產(chǎn)生了爆炸性的影響。它采用優(yōu)質(zhì)材料配制,便于澆搗、不離析。且力學(xué)性能力穩(wěn)定、早期強度高,具備很高的韌性和體積穩(wěn)定性耐久性。應(yīng)用范圍廣泛,能滿足許多特殊性能和特殊用途??杀苊馄胀ɑ炷潦褂弥谐霈F(xiàn)的問題,如橋梁在地震中倒塌,橋面受損嚴(yán)重,或者普通混凝土車道隨天氣變化多處開裂等,高性能混凝土的使用彌補了普通混凝土不能長久使用的缺陷,減少了事故的發(fā)生。
一、道橋中應(yīng)用高性能混凝土的意義
隨著對交通運輸要求的日益提高,發(fā)展“長壽命低維護(hù)路面”,采用高性能道面混凝土,提高混凝土的抗折強度與耐久性是當(dāng)前道面混凝土的發(fā)展趨勢。
國際化目標(biāo)要求1997年召開的第十六屆國際混凝土路面會議,提出路面設(shè)計不僅要提出平均強度要求,還應(yīng)提出耐久性要求。在未來發(fā)展方向中提出抗拉強度達(dá)17MPa的超高強混凝土,用于鋪筑連續(xù)的混凝土路面。提高混凝土道面表面的致密性、抗?jié)B性都是很重要的,而這是需要通過高性能混凝土來實現(xiàn)的。
高性能道橋路面混凝土的強度。高性能道面混凝土的重要特征是具有高抗折強度。使用高性能道面混凝土可以顯著提高道面的承載能力,延長使用壽命或減薄道面的厚度以降低工程造價。
高性能道橋路面混凝土的耐久性高性能道面混凝土的主要特征是具有足夠的耐久性,能夠抵抗氣候和環(huán)境的長期破壞作用,保證在道面的設(shè)計使用期限內(nèi),混凝土能夠正常工作。
高性能道面混凝土的變形性質(zhì):干縮道面板表面積很大,蒸發(fā)量大,干縮有可能引起道面板表面產(chǎn)生收縮裂縫,需加強養(yǎng)護(hù);抗折彈性模量高性能道面混凝土的抗折彈性模量E,經(jīng)實測,1級為4.305104Mpa,2級為4.845104Mpa,3級為4.605104Mpa。強度3級的高性能道面混凝土的配合比中,骨料用量較少,粗骨料最大粒徑較小。
高性能混凝土應(yīng)用到道橋工程當(dāng)中,可以達(dá)到文明施工和快速開放交通的目的,其經(jīng)濟(jì)和社會效益顯著可見,完壘可以適應(yīng)道橋工程技術(shù)進(jìn)步的要求,適應(yīng)社會經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展和加快現(xiàn)代化、城市化建設(shè)的需要,是值得大力推廣的。
二、高性能混凝土在道路工程中的應(yīng)用
道路建設(shè)史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來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高度大、強度高、板體性好、穩(wěn)定性好、耐抗侵蝕能力強、養(yǎng)護(hù)費用少等特點,在我國被廣泛的應(yīng)用和發(fā)展,特別是其應(yīng)用技術(shù),無論是在結(jié)構(gòu)性能或施工工藝方面均有明顯的的技術(shù)進(jìn)步。
高性能混凝土具有高施工性、高體積穩(wěn)定性、高耐久性及足夠的力學(xué)強度,為此它能相對長時間承受隨沖刷、磨耗、冰凍、水的滲入、侵蝕等惡劣環(huán)境,高性能混凝土在道路應(yīng)用中,其耐久性優(yōu)點極為突出,一方面它可以提高路基施工質(zhì)量,確保路基不下沉;另一方面需解決道路混凝土強度等級低,水泥用量少,從而形成了水泥用量少與耐久性要求之間的矛盾。
高性能混凝土是以耐久性為主要指標(biāo),同時要具有高強、高早強、高施工性(高流動、高粘聚性、高可澆注性)等優(yōu)異性能。其配制的基本思想是:通過對原材料進(jìn)行選擇,優(yōu)化混凝土配比,摻入復(fù)合高效外加劑,同時摻人一些經(jīng)過處理的工業(yè)廢料如硅灰、粉煤灰、礦渣等,并從混凝土拌和物的流動性、施工工藝方面考慮,以獲得高流態(tài)、低離析、質(zhì)量均勻的高強混凝土。同時其耐久性要大大好于普通混凝土。
道路高性能混凝土應(yīng)根據(jù)道路混凝土的特點,結(jié)合高性能混凝土的優(yōu)點,綜合考慮其各方面的性能要求來進(jìn)行開發(fā)研究。但如果用滑模攤鋪施工,而采用高流態(tài)
(接近自流平),坍落度達(dá)240-270mm的混凝土來施工,則該方法進(jìn)一步豐富了道路高性能混凝土的內(nèi)涵,其帶來的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益將是不可估量的。
三、高性能混凝土在橋梁工程中的應(yīng)用
高性能混凝土廣泛用于很多離岸結(jié)構(gòu)物和長大跨橋梁的建造,包括的拌合物。它們主要用于主梁、墩部和墩基,硅粉混合水泥。高性能混凝土有廣泛的應(yīng)用性,具有易于澆注、搗實而不離析、高超的、能長期保持的力學(xué)性能,早期強度高,韌性高和體積穩(wěn)定性好,在惡劣的使用條件下壽命長,高強度,高流動性與優(yōu)異的耐久性。推廣高性能混凝土在橋梁中的應(yīng)用,延長橋梁的使用年限和獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益。人們所關(guān)注的是高性能混凝土,而不僅僅是高強度混凝土。耐久性,養(yǎng)護(hù)的難易程度以及建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性已成為工程建設(shè)的目標(biāo)。當(dāng)前國內(nèi)應(yīng)用較好的如上海東海大橋用的混凝土,設(shè)計壽命100年,使用的“高性能海工混凝土”是粉煤灰、礦粉等廢料化腐朽為神奇,成為特殊的摻和材料,使海工混凝土既有高強度、耐久性、抗腐蝕等特性,又易于施工,直接節(jié)約材料成本2000萬元。不僅效果穩(wěn)定,還能能提前感知混凝土的過度疲勞。高性能混凝土在橋梁工程中應(yīng)用的優(yōu)點是:跨徑更長;主梁間距更大-構(gòu)件更薄;耐久性增強t力學(xué)性能加強。
四、高強混凝土應(yīng)用的施工工藝
由于高性能混凝土用水量少,水膠比低,拌合時較稠,因此需要采用拌合性能好的攪拌設(shè)備。臥軸式攪拌機(jī)或逆流式攪拌機(jī)能在較短時間內(nèi)將其攪拌均勻,采用其他設(shè)備時須經(jīng)過試驗驗證拌合物的均勻性。
制備高性能混凝土?xí)r,各種原材料的計量應(yīng)盡量準(zhǔn)確。使出機(jī)口拌合物的工作度穩(wěn)定,波動小,除對堆料和稱量裝置有較高要求外,一個重要的控制因素是砂石含水量,即使攪拌設(shè)備上裝有先進(jìn)的含水量測定及控制設(shè)備,操作人員仍應(yīng)密切注意正在攪拌的混凝土,在其稠度發(fā)生波動時,及時加以調(diào)整。高性能混凝土運輸與澆筑宣采用罐車和用手推車運輸及澆筑時不僅操作困難,而且也無法進(jìn)行外加劑的后添加。由于高性能混凝土的水灰比小,通常泌水少或不泌水。因此,須在澆筑后立即進(jìn)行濕以防止塑性收縮裂縫的產(chǎn)生,由于其膠凝材料用量較大,為防止內(nèi)外溫度過大出現(xiàn)溫度裂縫,必須采取保溫措施。
五、結(jié) 語
高性能混凝土及其應(yīng)用技術(shù)作為一項成果,已通過市建委的技術(shù)鑒定。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,高性能混凝土的開發(fā)應(yīng)用還將會進(jìn)一步發(fā)展。對高性能混凝土科學(xué)的的理解應(yīng)該是“與一定歷史階段和工程實際相適應(yīng)的性能”。
道路和橋梁應(yīng)用高性能混凝土的耐久性問題,應(yīng)引起有關(guān)部門的高度重視,從戰(zhàn)略的高度來認(rèn)識這個問題。開展道路橋梁高性能混凝土的研究和開發(fā)具有重要的意義;研究同時應(yīng)結(jié)合混凝土自身特點和要求進(jìn)行。但是也應(yīng)該考慮到,隨著混凝土技術(shù)的高流態(tài)、免振自密實高科技方向的發(fā)展,道路橋梁混凝土施工工藝改革勢在必行,現(xiàn)道路橋梁高性能混凝土的技術(shù)。