韓東 凌俊

摘要：本文通過對超高性能混凝土的研究，采用當?shù)禺a(chǎn)石英砂、以及當?shù)乜捎玫乃嗪臀⒐璺?，?yōu)化配合比，在橋梁快速修復(fù)工程中得以廣泛應(yīng)用，短時間內(nèi)開放交通，大大提高了修復(fù)效率，提高橋梁使用壽命。

【關(guān)鍵詞】超高性能混凝土；橋梁；維修；應(yīng)用

隨著各地區(qū)路面交通量的增加，車輛荷載作用在公路橋梁上的強度不斷增大，使得橋梁呈現(xiàn)出超負荷荷載狀態(tài)。長此以往會導(dǎo)致橋梁橋面結(jié)構(gòu)、橋梁面層等上部結(jié)構(gòu)損害，因此要充分結(jié)合施工技術(shù)方案的細化，加強對橋面鋪裝層結(jié)構(gòu)的加固處理，同時也要注意混凝土澆筑過程中凝結(jié)后導(dǎo)致的橋梁振動現(xiàn)象。

橋面混凝土結(jié)構(gòu)進入維修養(yǎng)護期后，按養(yǎng)護周期7d～14d計算，待混凝土強度達到設(shè)計值時才可準許通車?；炷琉B(yǎng)護作業(yè)質(zhì)量不僅影響橋梁交通順暢性、安全性，同時也對橋梁的使用壽命造成較大影響。因此，為縮短通車時間，應(yīng)研發(fā)高效快速混凝土養(yǎng)護作業(yè)方法，力爭實現(xiàn)1d～3d內(nèi)通車。此外，結(jié)合半封閉交通狀態(tài)下的，以橋面鋪裝維修為主要修補措施，加強對混凝土性能的影響，從而減少新澆筑修補混凝土性能降低帶來的損壞。

1.研究的目的及內(nèi)容

超高性能混凝土的發(fā)展是具體技術(shù)的進步。超高性能混凝土可用于預(yù)制單元，長跨度橋梁和許多其他應(yīng)用。使用超高性能混凝土?xí)r可以大大增強結(jié)構(gòu)的耐久性，然而，在超高性能混凝土中使用的材料通常存在遠距離運輸，增加了材料的成本。此外，對水泥、外加劑和硅灰的化學(xué)性的嚴格要求增加了市售預(yù)包裝超高性能混凝土產(chǎn)品的成本。目前的工作重點是使用當?shù)夭牧祥_發(fā)超高性能混凝土混合比例，來降低材料價格。具體來說，本研究使用了當?shù)禺a(chǎn)石英砂、以及當?shù)乜捎玫乃嗪臀⒐璺鄣葋砼渲贸咝阅芑炷?，大大降低材料成本，讓其在普通工程中得以廣泛應(yīng)用。

項目通過對超高性能混凝土結(jié)構(gòu)進行理論分析和試驗研究，旨在提出一種高效、耐久的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)型式，用于橋梁的快速維修和加固改造，主要研究內(nèi)容包括：

完成超高性能混凝土配合比設(shè)計。28d抗壓強度大于120MPa，抗折強度大于20MPa。（工地現(xiàn)場自然養(yǎng)護條件下抗壓強度大于100MPa，抗折強度大于16MPa。）

超高性能混凝土施工技術(shù)研究。通過應(yīng)用高性能混凝土對實橋加固修復(fù)，獲得局部修復(fù)及大面積修復(fù)的設(shè)計要點、施工現(xiàn)場配合比控制、養(yǎng)護技術(shù)及其他關(guān)鍵技術(shù)。通過橋梁修復(fù)前后的對比，經(jīng)濟社會效益分析，評價采用高性能混凝土的效果及其推廣應(yīng)用前景。

2.配合比設(shè)計

超高性能混凝土由水泥、石英砂、微量二氧化硅，鋼纖維和高效減水劑組成。當以最佳劑量使用時，高效減水劑會降低水灰比，同時提高混凝土的工作性。添加微量二氧化硅通過填充空隙增強了漿料的機械性能，增強了流變性，并產(chǎn)生了二次水合物。石英砂對于其在熱處理期間的反應(yīng)性是有用的，由于剔除了粗骨料改用石英砂代替，使得集料粒徑比較均勾，基體密實度提高，漿體的密實程度決定混凝土的性能。新鮮混凝土的流動性隨微硅粉含量的降低而增加。纖維有助于提高超高性能混凝土的延展性。

相比于普通混凝土，超高性能混凝土仍沒有系統(tǒng)的配合比設(shè)計方法，UHPC有更低的水膠比，其配合比設(shè)計較為困難。為獲得較佳的力學(xué)性能，在確定最終配合比之前，根據(jù)大量的實驗結(jié)果，優(yōu)化后確定本試驗的配合比。其中鋼纖維的體積摻量為2%，減水劑摻量為水泥摻量的0.5%，本試驗所使用的基準配合比如表1。

3.在橋梁修復(fù)中的應(yīng)用

某橋位于一級公路，重車多，交通量大。檢查發(fā)現(xiàn)橋面鋪裝局部破損嚴重，若采用普通混凝土施工，養(yǎng)護需半個月，交通壓力大。采用超高性能混凝土修復(fù)，2天便可通車，大大減少了施工對交通的影響，社會反應(yīng)良好。

設(shè)計方案：橋面鋪裝破損嚴重的部分鑿除重做，橋面鋪裝形式為12cm厚超高性能混凝土，提高橋面鋪裝層整體強度、抗裂及抗沖擊性能。鋪裝層內(nèi)設(shè)置單層D10冷軋定型鋼筋網(wǎng)片。

UHPC施工：施工日期在11月20日至11月22日，氣溫16℃～23℃，氣溫比較有利。粉狀超高性能混凝土及用水量采用電子秤計量，使用強制式攪拌機攪拌，十袋UHPC材料為一盤，干料攪拌3分鐘，加水攪拌時間為4～5min。現(xiàn)場攪拌現(xiàn)場攤鋪。實測坍落度為250mm以上，可到達自流平。因混凝土從攪拌到澆筑時間很短，基本無坍落度損失，故振搗時間相對較短。采用養(yǎng)護毯養(yǎng)護，養(yǎng)護期1d，養(yǎng)護一天后開放交通。

為了解超高性能混凝土的強度增長規(guī)律，在施工現(xiàn)場留了混凝土試塊，并進行了1d，3d，7d，28d四個齡期的檢驗。各齡期強度見表2。

超高性能混凝土養(yǎng)護一天抗壓強度達到33MPa，抗折強度達到5.5MPa，達到開放交通要求。橋面鋪裝修復(fù)完成，運行至今，未見裂縫發(fā)展。

4.超高性能混凝土施工技術(shù)要點

超高性能纖維混凝土在橋梁維修加固中的應(yīng)用，一般適合現(xiàn)場攪拌施工。超高性能纖維混凝土為粉末狀混合物，袋裝干混料，施工現(xiàn)場只需按照比例加水攪拌即可。

4.1雨天施工

超高性能混凝土澆筑應(yīng)避開雨季施工。澆筑施工中如遇降雨，當降雨影響混凝土表面質(zhì)量時應(yīng)停止施工。施工時準備足夠的防雨篷及塑料薄膜。防雨篷支架宜用焊接鋼結(jié)構(gòu)，材料宜使用帆布或編織布，以便在突發(fā)降雨時，遮蓋剛鋪好的混凝土。已被雨水輕微沖刷的，應(yīng)及時進行局部修整使其能夠符合要求。對暴雨沖刷后。面層破壞嚴重的部位，應(yīng)盡早鏟除重鋪。

4.2刮風天施工

在日照較強、空氣干燥的多風季節(jié)或山區(qū)、沿海經(jīng)常刮風地區(qū)，要做好防護措施防止高性能混凝土面層發(fā)生塑性收縮開裂。影響塑性收縮的首要因素是風速，超高性能混凝土施工完一個節(jié)段后要及時進行保濕養(yǎng)護。刮大風，風力達到6級及以上時，要停止施工，同時對已澆筑的混凝土覆蓋養(yǎng)護毯或保濕養(yǎng)生膜，防止塑性收縮開裂。

4.3熱天施工

夏季，施工現(xiàn)場溫度高于30℃時，可避開高溫時段作業(yè)，應(yīng)盡量選擇早晚或者夜間作業(yè)施工。若不能避開，應(yīng)及時對成型后覆蓋保濕養(yǎng)護毯或養(yǎng)生膜的混凝土灑水保濕養(yǎng)生。無論在什么情況和條件下，混凝土拌合物的溫度不得超過35℃。

4.4冬季施工

超高性能混凝土應(yīng)避開冬季施工。當施工氣溫低于5℃時，應(yīng)立即停止施工。當施工氣溫處于5-10℃時，混凝土施工采取適當?shù)谋馗采w措施施工。

5.結(jié)束語

本文通過利用當?shù)禺a(chǎn)石英砂、以及當?shù)乜捎玫乃嗪凸杌业葋砼渲贸咝阅芑炷粒?jīng)過材料優(yōu)選以及配合比的優(yōu)化，成功配制出滿足標準要求且性價比高的超高性能混凝土，并應(yīng)用于橋梁快速維修改造，超高性能混凝土養(yǎng)護一天即可開放交通，大大提高了修復(fù)效率，縮短了交通封閉時間，減少了施工安全風險，社會效益明顯。

【參考文獻】

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