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浅谈道路桥梁中高性能混凝土的应用
张志远
遵义市道路桥梁工程有限责任公司
摘要:高性能混凝土是近期混凝土技术发展的主要方向,这种采用优质材料配制,便于浇捣、不离析、力学性能稳定、早期强度高、具有韧性和体积稳定性等性能的耐久的混凝土,特别适用于高层建筑、桥梁以及暴露在严酷环境中的建筑结构。
关键词:高性能混凝土
高性能混凝土为一种能满足特殊性能和特殊用途的混凝土,仅采用常规材料普通拌和、浇筑和养护等措施达不到高性能混凝土的要求,而是必须通过提高浇筑、捣实的方法来提高混凝土的长期力学性能、初期强度、刚度和体积稳定性以及延长其在恶劣环境下的使用寿命。
高性能混凝土往往被人们将其与高强度混凝土联系起来,其实质高性能混凝土不仅仅是高强度,而且具有相当高的刚度、弹性模量和耐久性,普遍混凝土不能长久作用,如许多混凝土车道在不该开裂的地方开裂或者由于冰冻和融化而剥落;许多桥面遭受严重破坏;许多混凝土桥梁在地震中倒塌。因此,只有采用高性能混凝土才有可能避免这些不该发生的事故。
一、研究高性能混凝土在道桥中应用的意义
随着对交通运输要求的日益提高,发展“长寿命低维护路面”,采用高性能道面混凝土,提高混凝土的抗折强度与耐久性是当前道面混凝土的发展趋势。
1997年召开的第十六届国际混凝土路面会议,提出路面设计不仅要提出平均强度要求,还应提出耐久性要求。在未来发展方向中提出抗拉强度达17MPa的超高强混凝土,用于铺筑连续的混凝土路面。提高混凝土道面表面的致密性、抗渗性都是很重要的,而这是需要通过高性能混凝土来实现的。
高性能道面混凝土的重要特征是具有高抗折强度。使用高性能道面混凝土可以显著提高道面的承载能力,延长使用寿命或减薄道面的厚度以降低工程造价。
高性能道桥路面混凝土的耐久性高性能道面混凝土的主要特征是具有足够的耐久性,能够抵抗气候和环境的长期破坏作用,保证在道面的设计使用期限内,混凝土能够正常工作。
高性能道面混凝土的变形性质:干缩道面板表面积很大,蒸发量大,干缩有可能引起道面板表面产生收缩裂缝,需加强养护;抗折弹性模量高性能道面混凝土的抗折弹性模量E,经实测,1级为4.305104MPa,2级为4.845104MPa,3级为4.605104MPa。强度3级的高性能道面混凝土的配合比中,骨料用量较少,粗骨料最大粒径较小。
二、高性能混凝土在桥梁中的应用
高性能混凝土广泛用于很多离岸结构物和长大跨桥梁的建造,包括长大跨桥梁所用的拌合物。它们主要用于主梁、墩部和墩基,硅粉混合水泥。高性能混凝土有广泛的应用性,具有易于浇注、捣实而不离析、高超的、能长期保持的力学性能,早期强度高,韧性高和体积稳定性好,在恶劣的使用条件下寿命长、高强度、高流动性与优异的耐久性。推广高性能混凝土在桥梁中的应用,延长桥梁的使用年限和获得更好的经济效益。人们所关注的是高性能混凝土,而不仅仅是高强度混凝土。耐久性、养护的难易程度以及建设的经济性已成为工程建设的目标。当前国内应用较好的如上海东海大桥用的混凝土,设计寿命100年,使用的“高性能海工混凝土”是粉煤灰、矿粉等废料化腐朽为神奇,成为特殊的掺和材料,使海工混凝土既有高强度、耐久性、抗腐蚀等特性,又易于施工,直接节约材料成本2000万元。不仅效果稳定,还能能提前感知混凝土的过度疲劳。
高性能混凝土在桥梁工程中应用的优点是:跨径更长;主梁间距更大;构件更薄;耐久性增强;力学性能加强。
三、高性能混凝土在道路中的应用
高性能混凝土具有高施工性、高体积稳定性、高耐久性及足够的力学强度,为此它能