孫紅偉

(貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，貴州貴陽550001)

橋梁工程中膨脹混凝土的應(yīng)用

孫紅偉

(貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，貴州貴陽550001)

通過對橋梁裂縫現(xiàn)象的深入分析，研究膨脹劑的使用劑量與性能，提高膨脹混凝土在橋梁工程中應(yīng)用的有效性。

橋梁工程;膨脹混凝土;應(yīng)用

1 工程概況

某高架橋總長度達(dá)900 m，橋的上部主要是由長度為25 m的鋼筋混凝土兩室箱型梁，采用移動式支架方法組成的，這種結(jié)構(gòu)也被稱作RC兩室箱型梁。移動式支架具有如下優(yōu)點(diǎn):施工效率高而且安全。通常情況下，在普通混凝土建筑完成的第三天可進(jìn)行移動支架的脫模與移動。橋梁不進(jìn)行接縫處理，而是將一組橋梁作為一個整體，統(tǒng)一進(jìn)行混凝土的澆灌。

2 預(yù)防裂縫的各種措施及其效果

2.1 一般施工

施工中采取傳統(tǒng)的施工方式的話，則橋梁的裂縫主要表現(xiàn)在腹部位置，而且呈現(xiàn)出垂直分布狀態(tài)，裂縫寬度在0.2～0.3 mm。下橋面的裂縫主要位于跨距中心沿橋軸直角方向。由于橋梁裂縫與脫模現(xiàn)象同時出現(xiàn)，若沒有得到及時防護(hù)，不僅裂縫數(shù)量會明顯增多，而且裂縫的寬度也會不斷加劇。

2.2 降低混凝土坍落度，延緩脫模時間

表1所示為高架橋橋梁的混凝土配比，單位水泥量與坍落度之間存在一定的相關(guān)性，若水泥含量降低，則不僅會降低由水化引起的發(fā)熱量，而且也會在一定程度上降低單位水量;但若坍落度降低，并減少單位水量，則會使的水泥干縮量降低。經(jīng)過綜合權(quán)衡后，可采取表1的配合比進(jìn)行施工，將坍落度下降10 cm，并適當(dāng)延長養(yǎng)護(hù)時間，以提高施工的成效性，此時的裂縫情況如圖1所示。采取表2的配合比進(jìn)行施工后，橋梁裂縫數(shù)量得到顯著減少，但裂縫寬度變化現(xiàn)象不明顯。

表1 配合比/(kg/m3)

表2 單位水量小配合比/(kg/m3)

2.3 加入膨脹劑成為膨脹混凝土

為了阻止橋梁裂縫的蔓延，可采取加入膨脹劑的方式進(jìn)行施工。施工中所選擇的膨脹劑是CSA100R，膨脹材料的配合比如表3所示。膨脹劑對于構(gòu)建內(nèi)部溫度差所引起的裂縫現(xiàn)象，具有很好的控制效果。相比于其他處理方式而言，采取加入膨脹劑的方式進(jìn)行施工，不僅可減少橋梁裂縫的數(shù)量，而且也在一定程度上能減少橋梁的寬度。

表3 膨脹材配合比/(kg/m3)

2.4 使用高性能減水劑

在裂縫處理的眾多方式中，使用高性能減水劑也能起到一定的效果，施工方式是通過減少混凝土的單位水量，以有效降低坍落度。與其他施工方式相比較而言，使用高性能減水劑雖然在橋梁數(shù)量方面能夠起到一定的抑制作用，但橋梁寬度變化現(xiàn)象不明顯。

3 膨脹劑抑制彎曲裂縫效果的討論

(1)在試體中分別加入普通混凝土、摻加30 kg/m3膨脹劑的混凝土、摻加50 kg/m3膨脹劑的混凝土，分別比對這三種情況下混凝土對拉應(yīng)力的抗裂性強(qiáng)弱，通過試驗(yàn)得知，摻加30 kg/m3膨脹劑的混凝土對拉應(yīng)力增加了4 kg/m3。(2)在潮濕狀態(tài)下對已處理完全的橋梁裂縫部位進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理，隨著持續(xù)荷重時間的不斷延長，若初期裂縫寬度小于0.1 mm，那么后期裂縫寬度也基本趨于穩(wěn)定，無變寬趨勢。如果初期裂縫寬度大于0.1 mm時，隨著時間的推移，裂縫寬度會不斷加大。由此也說明了早期裂縫寬度的大小會影響持續(xù)荷載狀態(tài)下裂縫寬度的變化。(3)當(dāng)處于干燥狀態(tài)時，與普通混凝土相比較而言，摻加30 kg/m3膨脹劑的混凝土在處理裂縫寬度方面處于優(yōu)勢地位，能夠有效減少裂縫數(shù)量與寬度。究其根本原因主要在于膨脹劑的加入可降低干縮，并進(jìn)一步抑制裂縫現(xiàn)象的發(fā)生。

4 膨脹混凝土的施工

在目前的建筑施工中，膨脹混凝土主要是用于建筑墻體、水槽等易出現(xiàn)裂縫的部位。通常情況下，對于1 m3混凝土來說，摻加50 kg左右的膨脹劑即可起到顯著的效果。

某橋梁按上述方法進(jìn)行試驗(yàn)性施工。按在橋梁施工的過程中，為了避免裂縫現(xiàn)象的發(fā)生，采取膨脹混凝土進(jìn)行施工，所選擇的膨脹劑為CSA100R，其用量是以每1 m3混凝土中摻加30 kg膨脹劑進(jìn)行計算的。將膨脹劑用量控制在30 kg/m3的原因在于，30 kg/m3的膨脹劑用量即可起到一定的抑制作用，能夠有效控制早期裂縫現(xiàn)象的發(fā)生。

在對橋梁進(jìn)行施工的過程中，將30 kg的膨脹劑裝帶后，直接運(yùn)送到預(yù)拌混凝土廠，攪拌混凝土?xí)r應(yīng)該按定量同水泥置換后摻加進(jìn)去。加入膨脹材料后的混凝土坍落度、含氣量、氣孔率不會發(fā)生變化，與普通混凝土施工是一樣的。

雖然橋梁施工在施工成本方面會增加了4%左右，但與不加入膨脹材料的施工相比，出現(xiàn)裂縫的情況得到了降低，大大增加了橋梁的安全性。

［1］黃斌.淺談UEA膨脹混凝土在橋梁拼接上的應(yīng)用［J］.福建建筑，2009，(5).

［2］葛浩賓，韓善劍.淺談膨脹混凝土在公路橋梁鉆孔灌注柱中的應(yīng)用［J］.科技信息，2010，(10).

［3］王玲，周建庭.多點(diǎn)支撐加固坦拱橋膨脹混凝土試驗(yàn)研究［J］.山西建筑，2008，(4).

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2017－03－14

孫紅偉(1979－)，男，貴州金沙人，工程師，研究方向:路面工程。