高性能混凝土在橋梁建筑施工中的應用

　　摘要：1990年 ACI和NIST將HPC定義為具有所要求的性能和勻質(zhì)性的混凝土，作為一種新型高技術混凝土，高性能混凝土具有易于澆筑、搗實而不離析、穩(wěn)定性好、使用壽命長等諸多優(yōu)點，高性能混凝土已在橋梁建筑施工中得到了廣泛應用。本文從高性能混凝土的性能入手，提出了HPC在橋梁工程中的應用優(yōu)勢，對高強混凝土在橋梁施工應用的工藝進行了探討，供業(yè)內(nèi)人士參考借鑒。
　　關鍵詞：高性能混凝土 橋梁 應用
　　中圖分類號：TU528 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791(2011)10(b)-0000-00
　　
　　當前，高性能混凝土在橋梁建筑施工中的應用越來越廣泛，如何確保應用合理、科學，已成為眼下橋梁施工工作者普遍關注的課題。筆者結(jié)合自己的實際工作，分析了高性能混凝土的性能，提出了HPC在橋梁工程中的應用優(yōu)勢，最后對高強混凝土在橋梁施工應用的工藝進行了探討，希望能夠?qū)V大業(yè)內(nèi)同行有所幫助。
　　1 高性能混凝土的性能研究
　　1.1具有高強度的特征。有研究表明，當混凝土的強度從C40 提升到 C80 時，相應的工程造價會增加近50％，然而其承載能力卻可以提高超出一倍。高性能混凝土具有減小斷面，改善結(jié)構(gòu)物自重等諸多優(yōu)勢，尤其是其高強度的特點十分突出，在國內(nèi)外中的發(fā)展均十分迅速。
　　1.2具有高耐久性的性能?；炷恋哪途眯砸话惆ㄗ匀焕匣腿藶榱踊瘍蓚€方面。其中自然老化是指混凝土在自然環(huán)境下，隨著時間的推移而逐步產(chǎn)生的性能變化，進而出現(xiàn)裂縫、剝落、疏松等老化現(xiàn)象，使混凝土的結(jié)構(gòu)安全度降低。如：二氧化碳的侵入，造成的混凝土碳化；腐蝕性液體、氣體的侵蝕，造成的混凝土強度下降等。人為劣化通常是指混凝土在使用中，因為生產(chǎn)及管理等方面的因素，造成混凝土發(fā)生功能弱化的現(xiàn)象。如：出現(xiàn)磨損、沖刷造成混凝土降低了耐久性；碰撞、重壓造成裂縫以及損傷，從而降低強度；人為原因造成的混凝土腐蝕破壞造成的混凝土強度降低等。比較普通混凝土，高性能混凝土在持久性方面具有足夠的耐久性，能夠抵抗氣候和環(huán)境的長期破壞作用，保證在路面的設計使用期限內(nèi)，混凝土能夠正常工作。
　　1.3具有應用經(jīng)濟性的特點。與普通混凝土比較，雖然高性能混凝土的成本上造價較高，但由于采用高性能混凝土可以減小了截面尺寸，并大大減輕了結(jié)構(gòu)自重以及鋼筋用量，對于自重占荷載主要部分的結(jié)構(gòu)具有十分重要的意義。通常情況下，當混凝土的等級從C30 提高到 C60時，可節(jié)省混凝土近40％，受彎構(gòu)件同意可以節(jié)省混凝土 10％以上。在經(jīng)濟效益上的作用也較為明顯。高性能路面混凝土的重要特征是具有高抗折強度。使用高性能路面混凝土可以顯著提高路面的承載能力，延長使用壽命或減薄路面的厚度以降低工程造價。
　　2HPC在橋梁工程中的應用優(yōu)勢
　　HPC擁有高強、高工作性等諸多特點，可以克服普通混凝土無法解決的自重過大等缺陷，進一步實現(xiàn)橋梁跨度的提高。隨著橋梁結(jié)構(gòu)逐步向大跨讀、徑質(zhì)、耐久方向發(fā)展，HPCu已經(jīng)成為當今橋梁建設上主要材料。
　　2.1HPC應用是國際化的要求。第十六屆國際混凝土路面會議明確要求：路面設計不僅要提出平均強度要求，同時還應提出耐久性要求在未來發(fā)展方向中提出抗拉強度必須達17 MPa的超高強混凝土，用于鋪筑連續(xù)的混凝土路面。提高混凝土路面表面的致密性、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。
　　2.2能夠有效降低梁高。這對于平原地區(qū)的橋梁可降低線路標高，減少路基土石方數(shù)量及臺后填土的數(shù)量;對于跨線橋或城市立交橋可減少引橋的長度，減小線路縱坡;對于有通航要求的橋梁既可以保證橋下凈空，又不至于抬高線路標高，從而減少占地拆遷面積，并可獲得良好的景觀效果。
　　2.3減輕梁體自重，增大主梁間距和橋梁的跨度。目前在大跨度公路橋梁中，梁體自重占全部設計荷載的比例很大，并且跨度越大其比例越高。如果使用HPC建造橋梁，則HPC的高強度和剛度可使橋梁設計成具有更小和更少的結(jié)構(gòu)部件或更大的跨，變。
　　2.4可以增強橋梁的耐久性，延長橋梁的使用壽命。HPC優(yōu)越的耐久性可使建造的橋梁很少需要養(yǎng)護和維修，而且使用壽命比普通混凝土橋梁長，這一點已為歐美國家大量的工程實踐所證實。
　　2.5能夠降低工程造價。使用HPC因減小了橋梁自重，提高了橋梁的跨越能力，從而減少了下部結(jié)構(gòu)的工程量，相應減少材料用量和運輸量，可有效節(jié)省建筑資金。
　　3高強混凝土在橋梁施工應用的工藝
　　3.1因為高性能混凝土用水量比較，同時水膠比也很低，在拌合時容易稠，所以應采用拌合性能更好的攪拌設備。推薦采用逆流式攪拌機或者臥軸式攪拌機，以保證在較短時間內(nèi)完成均勻攪拌。
　　3.2在制備高性能混凝土時，相關原材料的計量必須保證準確。同時應注意出機口拌合物的工作度應比較穩(wěn)定，波動要小，在保證堆料和稱量裝置符合要求外，還應關注好砂石含水量，在攪拌設備上應進行含水量測定及控制，相關操作人員也要密切關注正在攪拌的混凝土，確保在其稠度出現(xiàn)變化時，能夠及時進行調(diào)整。
　　3.3橋梁用高性能混凝土運輸要采用罐車和泵送，傳統(tǒng)的用手推車運輸不但操作難度大，同時也不利于外加劑的后添加。
　　3.4因為高性能混凝土的水灰比小，通常泌水少或不泌水。因此，須在澆筑后立即進行濕養(yǎng)護，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。
　　3.5公路橋梁高性能混凝土的技術途徑：應以摻復合高效外加劑，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、耐久性、耐磨性等一系列性能。簡單地說，就是：高強水泥+復合高效外加劑+優(yōu)質(zhì)礦物摻合料+優(yōu)質(zhì)骨料。
　　此外，梁應用高性能混凝土的耐久性問題，應引起有關部門的高度重視，從戰(zhàn)略的高度來認識這個問題。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。橋梁高性能混凝土的研究，應結(jié)合混凝土自身特點和要求進行。但是也應該考慮到，隨著混凝土技術的高流態(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。
　　4結(jié)語
　　總而言之，高性能混凝土憑借其優(yōu)異的性能使得普通混凝土向高性能混凝土發(fā)展已經(jīng)成為一種必然趨勢。高性能混凝土也正在成為混凝土技術進步的代表。在橋梁工程中應用高性能混凝土本身就是一種質(zhì)量優(yōu)化，對于路橋事業(yè)的發(fā)展是重大的技術和材料保障，在相關施工作業(yè)的過程中，應注意工序的落實程度，同時要嚴格按照要求采取有效技術措施，遵守綜合質(zhì)量標準，處理好施工的各個過程。
　　參考文獻
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