余夢南
摘要:提高道路橋梁工程建設(shè)的質(zhì)量除了要對施工技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化研究以外,高性能材料的使用也在一定程度上決定著道路橋梁的建筑質(zhì)量。在道路橋梁施工中混凝土是使用最為廣泛的建筑材料,所以混凝土性能的高低直接影響了施工建設(shè)的質(zhì)量,為此,本文主要對高性能混凝土在道路橋梁施工中的應(yīng)用進(jìn)行了分析。
關(guān)鍵詞:高性能混凝土;公路橋梁
一、高性能混凝土的特點
高性能混凝土的主要特點是,它具有高強度、高穩(wěn)定性、高工作性和高抗?jié)B性,是一種具有耐久性的優(yōu)異混凝土,是高科技混凝土的產(chǎn)物。
混凝土的耐久性主要體現(xiàn)在水灰比的降低,減少水灰比有利于減少水泥毛細(xì)管的孔隙,還能減少水泥石和混凝土骨料之間的縫隙,從而使混凝土抗?jié)B性能得以提高?;炷粮咝阅茏钪饕募夹g(shù)是采用超細(xì)礦物的摻合料,這種摻合料的粒徑<10μm,此外,高效的減水劑也是影響混凝土高性能的重要因素,高效減水劑不但能使水灰比降低,還能增大混凝土的塌落度,使混凝土達(dá)到很好的流動性和密實度。如果能控制好塌落度的損失,那么這種具有高塌落度、低水灰比而且流動性也很好的混凝土必將成為混凝土以后的發(fā)展趨勢,廣泛應(yīng)用到各種工程施工中。
混凝土的密實度可以通過超細(xì)粉來實現(xiàn),超細(xì)粉可以填充于水泥顆粒之間,填補其中的空隙,并可以參與到水化反應(yīng)中去,從而實現(xiàn)混凝土的高密實度。而且根據(jù)使用環(huán)境的不同,不同種類的超細(xì)粉還能提高混凝土的耐久性和抗?jié)B性。高效減水劑的應(yīng)用使混凝土進(jìn)入到了高流態(tài)和高強度的時代,而粉體工程則標(biāo)志著混凝土來到了高性能時代。
二、高性能混凝土在公路橋梁施工中的應(yīng)用
(一)高性能混凝土在公路中的應(yīng)用
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,高性能混凝土在公路應(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;另一方面需解決公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。
公路高性能混凝土應(yīng)根據(jù)公路混凝土的特點,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。但如果能從改變公路混凝土的施工工藝出發(fā),不采用滑模攤鋪施工,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)一步豐富了公路高性能混凝土的內(nèi)涵,其帶來的經(jīng)濟效益和社會效益將是不可估量的。
(二)高性能混凝土在橋梁施工中的應(yīng)用
橋梁作為重要的交通連接紐帶,對人們的作用不言而喻。橋梁在實際應(yīng)用中,既要承擔(dān)來自上部的行人、車輛等荷載,還要經(jīng)受下部來自水流的沖擊力和壓力,因此,研究者在設(shè)計和施工中,對它的強度以及穩(wěn)定性和耐久性等性能要求很高。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,包括長大跨橋梁所用的拌合物。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)濟性己成為工程建設(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:a.跨徑更長;b.主梁間距更大;c.構(gòu)件更薄;d.耐久性增強;e.力學(xué)性能加強。
三、高強混凝土在公路橋梁施工中的注意事項
(一)采用拌合性能好的攪拌設(shè)備。臥軸式攪拌機或逆流式攪拌機能在較短時問內(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。
(二)目前公路橋梁高性能混凝土的技術(shù)途徑:應(yīng)以摻復(fù)合高效外加劑。經(jīng)處理的優(yōu)質(zhì)礦物摻合料來改善混凝土內(nèi)部的孔結(jié)構(gòu)、孔分布等提高混凝土的力學(xué)、耐久性、耐磨性等一系列性能。簡單地說,就是高強水泥+復(fù)合高效外加劑+優(yōu)質(zhì)礦物摻合料+優(yōu)質(zhì)骨料。
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)行濕養(yǎng)護(hù),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。
(三)公路和橋梁應(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。開展公路橋梁高性能混凝土的研究和開發(fā)具有重要的意義。開展公路橋梁高性能混凝土的研究,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,公路橋梁混凝土施工工藝改革勢在必行。
四、結(jié)束語
綜上所述,高性能混凝土應(yīng)用于公路和橋梁施工的主要應(yīng)用點就是它具備有良好的耐久性。施工單位在組織施工的過程中,要把握好影響其耐久性的因素,對癥下藥,利用好一些摻合物和添加劑,提高混凝土的耐久性,保證工程質(zhì)量。
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