浅谈高性能混凝土在桥梁工程中应用

2011 NO.02SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION科技资讯浅谈高性能混凝土在桥梁工程中应用

李继勇

(中铁十五局集团有限公司 河南洛阳 471013)

摘 要:高性能混凝土是桥梁建筑中不可缺少的重要物质组成部分,也是桥梁充塞物的主要物质资源,对桥梁的结构构造、稳固性能、持久性能等具有一定的支撑作用。高性能混凝土的运用应该在充分了解其性能要求、配制比率等方面的基础上,注重合理的优化组合,以此来发挥其最大资源作用优势,提高桥梁的建筑质量。关键词:高性能混凝土 桥梁 性能中图分类号:U444文献标识码:A文章编号:1672-3791(2011)01(b)-0103-01

随着混凝土技术的进步,混凝土结构工程向更高建筑、更大跨度和更高承载力方向发展,高性能混凝土由于具有高耐久性、高强度和高体积稳定性等许多优良特性,被认为是目前全世界性能最为全面的混凝土,至今已在不少重要工程中被采用,特别是在铁路桥梁、公路桥梁、高层建筑等工程中显示出其独特的优越性,在工程安全使用期、经济合理性、环境条件的适应性等方面产生了明显的效益,被认为是今后混凝土技术的发展方向。

1 高性能混凝土的性能

(1)高性能混凝土的强度高。混凝土强度对结构来说是最基本的性能要求。不同的结构,对混凝土强度要求也不一样,在桥梁工程中,对混凝土的强度要求非常严格,现场浇注混凝土的强度等级大都高于C30,对桥梁的构造起到稳固作用。(2)高性能混凝土的耐久性好。现代高性能混凝土技术为解决混凝土的耐久性提供了出路,对于桥梁设施来说,混凝土的耐久性比其强度显得更为重要。高性能混凝土的密实度高且不产生原生裂缝,能够起到抵抗劣化的作用。(3)高性能混凝土的环保性好。在桥梁建筑中,通过节约混凝土用量,可以节约土地、煤、水、矿石、砂等能源和资源的消耗量,从而减少有害气体和废渣的排放,使用阶段可减少养护维修费用,实现节能减排,从某种意义上说,高性能混凝土的环保性好。(4)高体积稳定性。混凝土的体积稳定性直接影响结构的受力性能,严重者会影响结构的安全。混凝土的体积稳定性可分成三类,一类是混凝土在凝结过程中发生的体积变形,总称为收缩变形;另一类是混凝土在承受荷载后发生的体积变形,如弹性变形,徐变变形等;还有一类是混凝土在温度作用下的体积变形,称为温度变形。收缩变形是混凝土的一种固有特性,不均匀收缩会使混凝土产生内应力,产生裂缝,降低混凝土强度和耐久性。减少收缩主要应从减少用水量,减少水泥浆用量,提高混凝土的密实性解决。①徐变是混凝土的另一个重要特性。混凝土在一个定值荷载作用下,产生随时间增长变形增加的现象称为徐变。徐变变形会改变结构中的内力,有时产生对结构不利的变形,影响结构的安全。②弹性变形是所有结构材料共有的特性,混凝土在受力后产生的弹性变形比较大。要使弹性变形小,就要提高混凝土的弹性模

量。提高弹性模量的办法有:提高混凝土的比≤0.4;②强度≥40MPa;③低徐变率。

强度,采用弹性模量高的集料,改善混凝土的级配,提高混凝土密实度。③温度变形。3 高性能混凝土在桥梁施工中运用

混凝土的温度变形分两类,一类是热胀冷(1)高性能混凝土运用桥梁,满足施工缩变形,如受到约束时,使结构发生裂缝,要求。高性能混凝土的基本特征就是高强甚至破坏;另一类是混凝土水化产生的温度性、耐久性和结构稳定性。这些特征也正度应力而引起裂缝。对体积稳定性要求,国是桥梁使用的必备要求。正是基于这样的际上也还没有一个统一的标准。一般来说,要求,很多施工单位在进行设计时就将高要求混凝土的收缩变形、徐变变形小,弹性性能混凝土的运用纳入规划要求之中。高模量高,温度膨胀系数尽量与钢筋一致。

性能混凝土运用桥梁,一方面,能够使得混凝土在使用的过程中发挥更大的资源优2 高性能混凝土在桥梁施工中配比要求

势;另一方面,能够提高施工的进程,减少(1)水泥。高性能混凝土应采用矿物组施工周期。桥梁施工实践证明,大跨度桥梁成合理、细度合格的高标号水泥,还应注意的自重往往占总荷载中的大部分。采用高尽可能选择标准稠度需水量较小和水化热性能混凝土,可以减小自重,降低截面高较低的水泥,这样容易选择超塑化剂并在度,增强结构耐久性;其早期强度高,可加较小的单位水量下获得良好的流动性。一快施工进度。像南京长江二桥的主跨在施般常用42.5级以上的硅酸盐水泥。(2)骨料。工过程中,采用高性能混凝土,使得工期提配制高性能混凝土的骨料与普通混凝土的前了20天。(2)高性能混凝土运用桥梁,提高要求不同,骨料本身的强度要高,一般选用跨预应力。现代经济社会的发展,人们对于花岗岩、硬质砂岩及石灰岩等。还需控制骨桥梁的跨度也有了更高的设计要求。随着料的粒径、表面特征、用量、吸水率等指标。交通事业的迅猛发展,我国的铁路、公路桥(3)水灰比。配制高性能混凝土的重要措施梁用混凝土也在不断发生变化和快速发是减小水灰比,使混凝土密实性提高,其强展,混凝土的强度等级逐步提高。这些要求度和耐久性可显著增长。一般水灰比在0.3也对混凝土的性能提出了更高的要求。我左右,用水量不大于160kg/m3。(4)高效减水国在许多的跨江、跨河和跨海的大型桥梁剂。高效减水剂是表面活性剂,可以大大提工程中,桥梁上已开始应用C50～C60级的泵高水泥浆的流动性,使得低水灰比配制的送混凝土。如:杨浦大桥主塔(C50泵送混凝混凝土具有高坍落度。同时,还能促进水泥土)、广东虎门大桥(888m跨悬索桥,中孔的水化作用,提高早期强度。高效减水剂赋270m跨的预应力混凝土连续钢构桥)等。从予混凝土高密实度即高强度、高耐久性,同目前的使用情况来看,这些混凝土的使用,时具有优异的施工性能。(5)矿物掺合料。矿对提高跨预应力有着重要作用。(3)高性能物掺合料是高性能混凝土的又一必不可少混凝土运用桥梁,提高桥梁的使用寿命。高的组成材料。这类掺合料可以是优质粉煤性能混凝土运用桥梁,不仅能够发挥自身的灰、超细矿渣粉、天然沸石粉,或硅粉。可单资源优势,还能够对桥梁的使用寿命起到积独添加或同时并用,目的在于改善混凝土极的促进作用。这些混凝土,能够与其他建拌和物的流变性能,提高混凝土强度和耐筑材料进行有机粘合,是传统混凝土的5倍久性。(6)依据桥梁特点,设计合理配比。桥以上。可以这么说,高性能混凝土运用桥梁梁的坚固性和稳定性要求设计者在设计的能够提高桥梁的使用寿命。目前世界上高性过程中,应该关注以下几方面:①耐久性,能混凝土主要是用在大跨度桥梁。如:加拿即能够经受各种自然和人为的考验,提高大联盟大桥、日本的明石海峡大桥等,这些桥梁的使用寿命;②标准性,既能够依据桥跨海大桥的设计使用寿命均在100年以上。

梁的使用规格,设计一定的配比要求;③监控性,即高性能混凝土对原材料质量及配4 结语

合比参数变化都较敏感,故配合比计算的高性能混凝土以其优异的性能使得普精确度要求较高。此外,高性能混凝土在配通混凝土向高性能混凝土发展成为必然趋制上的特点是低水胶比,选用优质原材料,势。高性能混凝土是混凝土技术进步的标除水泥、集料外,必须掺加足够数量的矿物志。我国在发展高性能混凝土方面才刚刚掺合料和高效外加剂。用于桥梁尤其是大起步,需要科研、教学、设计、施工部门携手跨度桥梁的高性能混凝土应满足:①水胶

协作,共同促进高性能混凝土的发展。

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