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      淺議超高性能混凝土在橋梁工程中的應用

      2018-05-07 06:52:04劉濤
      科技創(chuàng)新導報 2018年1期
      關鍵詞:橋梁工程應用

      劉濤

      摘 要:與一般性的混凝土相對比而言,超高性能混凝土在力學特性與耐久性方面更有優(yōu)勢。目前,超高性能混凝土已經(jīng)在土木結構建筑中得到大規(guī)模的普與應用。本文簡要介紹了超高性能混凝土的材料特性以及其制備技術,并淺析該混凝土在拱橋、桁架橋、裝配式橋梁等方橋梁工程中的應用。

      關鍵詞:超高性能混凝土 橋梁工程 應用

      中圖分類號:U44 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2017)01(a)-0060-02

      超高性能混凝土是一類新型化的水泥基復合材料,與一般性的混凝土材料相對比而言,其在抗拉、抗壓、耐磨、耐腐蝕、阻裂、抗凍等方面均有著更加突出的優(yōu)勢價值。本文淺析超高性能混凝土的材料特性與制備技術,并系統(tǒng)論述超高性能混凝土在拱橋、桁架橋、裝配式橋梁等方橋梁工程中的應用方案,希望能為橋梁建設工程提供一些有價值的參考。

      1 超高性能混凝土的材料特性與制備技術

      1.1 材料特性

      目前,國家已經(jīng)對混凝土的力學特性與其他性能開展了大量的研究工作,并取得了一定的研究成果。在具體試驗過程中所選用的制備材料自身差異、配合比差異、養(yǎng)護條件差異等因素都將會對最終的試驗結果產(chǎn)生一定的影響,而且,超高性能混凝土材料所體現(xiàn)出的特性則基本一致。下表1為超高性能混凝土和一般性混凝土、高性能混凝土的特性比較。

      1.2 制備技術

      開展超高性能混凝土的制備工作所依據(jù)的原理是:提升組分細度及活性,取除其中的粗骨料,確保材料當中的缺陷能夠降至最低,以確保能夠獲得更大的強度及良好的耐久性能,同時通過添加鋼纖維來促使超高性能混凝土材料能夠具備更加優(yōu)異的韌性及抗拉性能。基于上述原理介紹,開展超高性能混凝土材料的制備技術應滿足以下兩項要求。

      (1)改進材料配合比,將粒徑大小超過1mm的粗骨料去除,以提升超高性能混凝土性能;提升堆積密度的重要價值即體現(xiàn)在減小超高性能混凝土的孔隙率,為實現(xiàn)這一目標,便需制備出優(yōu)異的顆粒級配,確保材料顆粒能夠達到更高的密實度。

      (2)選用和活性組分具有較高相溶性的高效減水劑。水膠比對于材料強度將會產(chǎn)生較大的影響,因而應當盡可能選用合理化的高效減水劑,在確保材料性能的前提下減小水膠比。

      2 超高性能混凝土的性能及技術指標

      2.1 性能

      (1)橋梁工程本身對于混凝土的強度要求較高,也是其質量的影響要素之一。超高性能混凝土在抗拉強度、抗壓強度方面都有較好的體現(xiàn),一方面可以有效提升其承載能力,據(jù)試驗表明可提升至一倍之多;另一方面是減少了原料與重量,提高了其使用價值。

      (2)超高性能混凝土的耐久性與其他高強度混凝土相比,可以有效地使混凝土面的人為劣化、自然老化得到延緩,而且其耐酸腐蝕性能較高,對于撞擊的抵御能力也較強,所以,其使用壽命也較長。

      (3)在對混凝土質量做出判斷時,其中的一項標準即為坍落度判定,從高性能混凝土結構看,其強度大,耐久性強,說明其中的水泥漿體與粗骨料間的粘力也強,振搗時不易發(fā)生破壞,而且其中的穩(wěn)定性、均勻性兩大特征很顯然地將離析現(xiàn)象進行了預防,因此,它的坍落度較大,成型后較密實、均勻。

      2.2 主要技術指標

      在配制強度方面,它的公式是:0≥fcu,R+1.645e。(fcu,R表示混凝土立方體抗壓強度標準值,單位為MPa;0指混凝土配制強度,單位為MPa;e指混凝土強度標準差,單位為MPa)。

      另外,混凝土和易性包含流動性、黏聚性、保水性,國內檢測方法達不到其三性全面檢測,因而從其坍落度這一指標著手,指對新拌混凝土質量控制,可以反映出其和易性,其值應偏大,范圍通常在20~24cm,規(guī)定要求為出機至澆灌時段內,不能使其坍落度損失范圍>2cm,2min后其擴展度值應大于等于500mm×500mm,這主要是為了確保其高流態(tài)得到有效保證。

      3 超高性能混凝土在橋梁工程中的應用

      3.1 應用于拱橋

      某人行拱橋住跨度133m,截面高1.35m,寬4.2m,翼緣板厚3.1cm,通過張拉橫向預應力連接。腹板厚15.7cm,預留縱向預應力孔隙。全橋共分為7塊19cm長節(jié)段,采用張拉預應力連接。

      主拱圈為主要承重部位,且承擔彎矩。和一般性混凝土122m上承拱相對比而言,超高性能混凝土的主要承重拱圈僅有0.66倍,且厚度更小,抗壓強度更大,具備有十分顯著的抗拉效果,有著十分優(yōu)異的性能特征。

      3.2 應用于裝配式橋梁

      考慮到超高性能混凝土材料所具備的巨大優(yōu)勢特性,橋梁工程建設已經(jīng)開始全面采用超高性能混凝土材料施工,特別是在裝配式橋梁建設工作中。與一般混凝土材料相對比而言,超高性能混凝土板的厚度僅有其1/3,外觀更加美觀,且纖薄的形態(tài)也可方便于吊裝施工,良好的耐久性也能夠延長橋梁工程的使用壽命。

      4 結語

      綜上所述,超高性能混凝土材料具備有十分優(yōu)異的力學特性以及良好的耐久性特征,能夠確保橋梁結構達到更長跨徑且構件尺寸也更小,在被應用于橋梁工程施工中有著具有操作方便、工期短、環(huán)境污染小等顯著優(yōu)勢價值,同時其優(yōu)異的耐久性能也能夠延長橋梁工程的使用壽命。相信隨著對于超高性能混凝土相關研究工作的持續(xù)深入,相關技術標準也將會得到進一步的完善與規(guī)范,其必將會在橋梁工程施工中得到越來越廣泛的應用。

      參考文獻

      [1] 丁沙,張國志,游新鵬,等.現(xiàn)澆超高性能混凝土在橋梁工程中的應用[J].施工技術,2016,45(17):64-66.

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