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浅谈路桥施工中高性能混凝土的应用
作者：黄沃全
来源：《中国科技纵横》2010年第21期
摘要:近年来,混凝土在建筑工程中的应用越来越广泛,混凝土的强度不断提高,在提出高强度的同时,也提出耐久性和施工和易性的要求,高性能混凝土随之产生,根据高性能混凝土的特点,提出了在施工过程中应重视的若干问题及质量控制方法。 关键词:高性能混凝土 质量 道路桥梁 施工
高性能混凝土是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土。随着社会经济及交通运输事业的快速发展,过去修建于各地城镇和各级公路上的桥梁,担负着沉重的交通荷载和繁重的交通量。随着技术的进步,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,同时,人们对结构的耐久性等要求也不断提高,这些都使得高性能混凝土的应用成为必然。
1工程概况及技术标准
防城港市东湾工业区配套道桥工程设计采用技术标准为:
(1)道路等级:城市主干道Ⅱ级。(2)计算行车速度:40公里/小时。(3)设计荷载:城-A级;人群荷载:由(CJJ11-93)第4.2.1条计算后取最不利3.938kN/m2;栏杆立柱顶水平推力:1.0kN/m;栏杆扶手上的竖向力:1.2kN/m。(4)设计基准期:100年。(5)安全等级:一级。(6)抗震设防烈度Ⅵ度,设计基本地震加速度值为0.05g,设计特征周0.35s。(7)桥梁环境条件:滨海环境,环境类别为Ⅱ类。(8)桥宽:分左右两幅,空心板跨两幅之间的间距为4cm, 箱梁跨两幅之间的间距为6cm,每幅宽度如下:2.5m(人行道)+11.75m(机动车道)+ 0.50m(中央分隔带)。立交桥净高:与铁路相交,净高为7.5米,与主干路相交,净高≥5.0米。(9)本桥为旱桥。
2高性能混凝土的应用
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,为此它能相对长时间承受随冲刷、磨耗、冰冻、水的渗入、侵蚀等恶劣环境,高性能混凝土在道路应用中,其耐久性优点极为突出。
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(1)高性能混凝土在桥梁中的应用。高性能混凝土在桥梁丁程中应用的优点是: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。高性能混凝土可广泛用于很多离岸结构物和长大跨桥梁的建造,主要用于主梁、墩部和墩基,硅粉混合水泥。高性能混凝上有广泛的应用性,具早期强度高,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。 (2)高性能混凝土在道路中的应用。高性能混凝土是以耐久性为主要指标,同时要具有高强、高早强、高施工性等优异性能。其配制是通过对原材料进行选择,优化混凝土配比,掺入复合高效外加剂,同时掺入一些经过处理的工业废料如硅灰、矿渣等,并从混凝土拌和物的流动性、施工工艺方面考虑。以获得高流态、低离析、质量均匀的高强混凝土。同时其耐久性要大大好于普通混凝上。道路高性能混凝土应根据道路混凝土的特点,结合高性能混凝土的优点,综合考虑其各方面的性能要求来进行开发研究。但如果能从改变道路混凝上的施工工艺出发,不采用滑模摊铺施工,而采用高流态,其带来的经济效益和社会效益将是不可估量的。
3道路桥梁施工中注意的几个问题
(1)在调拱调坡层的施工时,要特别抓好各材料的规格、级配及配合比,以确保该层的有效宽度内的平整度及压实度,这是保证基层施工质量的基础。
(2)基层施工中,要严格抓好松铺厚度,在最佳含水餐碾压尽量减少基层的成型.初压后再进行整修,特别要注意加强基层边缘立模处的压实度。因特殊情况碾不到位的应采用工人锤和振动夯,分层夯实,确保其结构层的质量。
(3)要加强基层养护,基层施工完成后,可用麻袋进行养护。也可用喷洒沥青乳液保护。如果不能封闭交通,应限制重车通行,并同时注意其他交通设施对基层的损坏。
(4)严格的控制基层平整,面层铺筑前用3M直尺对基层进行平整度检测,平整度差且大的路段应进行整平。面层摊铺前认真清扫基层表面,确保基层表面整洁,没有松散浮料和杂质。 (5)沥青路面的施工质量,也取决于主要材料的质蜃和沥青混合料的配合比设计及沥青混合料的拌和。沥青混合料的配合比不合理,油石比较大,已铺筑的路面会产生疆包和泛油;油石比较小,路面会出现松散;矿料的质量不好,集料的压碎值和石料的抗压强度太差和细长扁平颗粒含量过高。
4高性能混凝土应用的施工工艺
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(1)由于高性能混凝土用水量少,水胶比抵拌合时较稠,因此需要采用拌合性能好的搅拌设备。卧轴式搅拌机或逆流式搅拌机能在鞍短时间内将其搅拌均匀,采用其他设备时须经过试验验证拌合物的均匀性。
(2)制备高性能混凝土时,各种原材料的计量应尽量准确,使出机口拌合物的工作度稳定。波动小,除对堆料和称量装置有较高要求外,一个重要的控制因素是砂石含水量,即使搅拌设备上装有先进的含水量测定及控制设备,操作人员仍应密切注意正在搅拌的混凝士。在其稠度发生波动时,及时加以调整。
(3)高性能混凝土运输与浇筑宜采用罐车和泵送,用手推车运输及浇筑时不仅操作困难。丽且也无法进行外加剂的后添加。
(4)由于高性能混凝土的水灰比小,通常泌水少或不泌水。因此,须在浇筑后立即进行 湿养护,以防止收缩裂缝的产生;同时,由于其胶凝材料用量较大,为防止内外温度过大出现温度裂缝。必须采取保温措施。
(5)二次振捣或多次搓压表面。高强、高性能混凝土在拌制过程中,掺加多种外加剂及掺和料,一般情况下缓凝四小时左右,这段时间已浇混凝土表面因环境及水泥水化作用失水较多溶易产生收缩裂缝。经初凝前二次振捣或多次搓压表面。能有效防止表层裂纹,且通过留置的混凝土试块进行强度试验。强度提高5%左右。
(6)在施工过程中出现下列情况之一。应挖出混凝土。不能保证混凝土振捣密实或对水工建筑带来不利影响的级配错误的混凝土料;长时间凝固、超过规定时间的混凝土料;下到高等级混凝±浇筑部位的低等级混凝土料。
(7)在浇筑埋石混凝土的时候应该严格控制施工单位的埋石量、埋石大小并保证埋石洁净以及埋石与模板的距离,杜绝施工单位为了单纯提高埋石率而放弃质量。在施工中努力确保埋石垂直和水平距离,以不影响振捣为原则,提高埋石混凝土质量。 (8)浇筑完的混凝士必须遮盖来保温或者防雨。
5加强高性能混凝土的养护
一是创造使水泥得以充分水化的条件,加速混凝土硬化;二是防止混凝土成型后因日晒、风吹、干燥、寒冷等自然因素的影响而出现超出正常范围的收缩、裂缝及破坏等现象。在实际工程中一般无法保证标准养护条件,而只能采取措施在经济实用条件下取得尽可能好的养护效果。混凝土养护从大的范围可分为自然养护与加热养护两类。