如何提高混凝土在公路橋梁建設(shè)中的應(yīng)用

1、如何提高混凝土在公路橋梁建設(shè)中的應(yīng)用摘要：由于普通混凝土的一系列問題，困擾了公路橋梁項(xiàng)目的建設(shè)者。本文分析了高性能混凝土在公路橋梁工程的應(yīng)用及其施工工藝。關(guān)鍵詞：高性能混凝土；公路橋梁建設(shè)；施工一、使用普通混凝土的常見問題 1.1 耐久性不佳。耐久性主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：抗?jié)B性，是指混凝土材料對(duì)水的抗?jié)B透性能；抗凍性，是指在冰凍環(huán)境的反復(fù)凍融循環(huán)中混凝土依然能夠保持正常的強(qiáng)度且外觀完整；耐腐蝕性，是指混凝土抵抗特殊的酸、堿、鹽環(huán)境影響的能力。 1.2 拉伸強(qiáng)度不足。普通混凝土的組成成分包括了水泥、碎石或卵石、砂礫和水等。石塊、砂礫屬于混凝土中的骨料，起到了支撐骨架的作用，同時(shí)還抑制了水泥的體

2、積收縮；水泥灰與水?dāng)嚢韬笮纬蓾{狀，完全覆蓋了骨料顆粒，充填了骨料之間的空間。水泥、碎石和砂礫材料的脆性較大，抗拉力十分有限，如果混凝土受到張拉力或彎力時(shí)，就會(huì)由于拉應(yīng)力過小出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。 1.3 彈性差。由組成普通混凝土材料本身的各種性質(zhì)決定了，雖然混凝土的抗壓強(qiáng)度較高，但它的彈性差，不具備韌性。在公路橋梁負(fù)荷較大且表面受力不均勻時(shí)，混凝土不能將受力分散開來，進(jìn)而導(dǎo)致公路橋梁的構(gòu)件超出了受力范圍，形成裂縫。 1.4 收縮過程發(fā)生變形。任何物體都有熱脹冷縮的性質(zhì)，普通混凝土也不例外。收縮過程容易導(dǎo)致物體變形，如果變形時(shí)受到限制，將產(chǎn)生結(jié)構(gòu)內(nèi)部的拉伸應(yīng)力。 二、高性能混凝土的特性 2.1高性能路橋

3、路面混凝土的強(qiáng)度。高性能路面混凝土的重要特征是具有高抗折強(qiáng)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(jià)。 2.2高性能路橋路面混凝土的耐久性。高性能路面混凝土的主要特征是具有足夠的耐久性，能夠抵抗氣候和環(huán)境的長期破壞作用，保證在路面的設(shè)計(jì)使用期限內(nèi)，混凝土能夠正常工作。 2.3高性能路面混凝土的變形性質(zhì)。干縮路面板表面積很大，蒸發(fā)量大，干縮小有可能引起路面板車表面產(chǎn)生收縮裂縫，需加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)?？拐蹚椥阅Ａ俊?三、高性能混凝土在公路橋梁中的應(yīng)用實(shí)踐 高性能混凝土以其卓越的耐久性而成為目前混凝土產(chǎn)品中的佼佼者。與此同時(shí)，它還有著高強(qiáng)度、高施工性等突出的

4、優(yōu)點(diǎn)。在生產(chǎn)高性能混凝土的指導(dǎo)原則是：精心選擇生產(chǎn)原料，通過優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計(jì)，添加有助于提高砼性能的外加劑，并且適當(dāng)添加初步處理后的各類工業(yè)廢棄物，如硅灰、粉煤灰、礦渣等材料。根據(jù)具體的混合物流動(dòng)性，結(jié)合考慮施工過程中的影響因素，以便能夠得到高流動(dòng)性、低離析、耐久性優(yōu)于普通混凝土的高強(qiáng)度混凝土。 高性能混凝土已在很多離岸結(jié)構(gòu)物和橋梁工程施工中得到了應(yīng)用，其中也包括了長大跨橋建設(shè)工程的混凝土拌和物。高性能混凝土主要用于橋梁的主梁、橋墩和橋墩基礎(chǔ)等橋梁的關(guān)鍵部位。實(shí)踐證明，在橋梁工程中高性能混凝土的應(yīng)用之所用如此重要，主要是因?yàn)樗奢p易澆注成型，搗實(shí)過程中不容易離析，可長期保持較高的力學(xué)性能。

5、再者，它的早強(qiáng)性、彈性和變形穩(wěn)定性都很好。即使在不利氣候條件下，仍然有著使用壽命長、強(qiáng)度高、高流動(dòng)性和出色的耐久性等優(yōu)點(diǎn)?？梢哉f，在橋梁工程建設(shè)中推廣應(yīng)用高性能混凝土，將有效延長橋梁的運(yùn)營年限，從而取得更好經(jīng)濟(jì)效益。 在工程建設(shè)中，人們除了強(qiáng)調(diào)混凝土的強(qiáng)度之外，更多的強(qiáng)調(diào)了它的耐久性、運(yùn)營期間的養(yǎng)護(hù)成本等性能。舉例來說，設(shè)計(jì)使用壽命為100年的上海東海大橋工程中就使用了高性能混凝土。高性能混凝土其中一個(gè)很重要的材料就是粉煤灰、礦粉。加入這些材料后，混凝土具備了這個(gè)優(yōu)秀的高強(qiáng)度、耐久性以及抗海水腐蝕性，大大降低了施工難度，為工程投資節(jié)約材料成本。此外，工程效果不僅穩(wěn)定，而且還有提前顯示混凝土疲勞

6、的作用。 四、改善大橋梁結(jié)構(gòu)混凝土耐久性的對(duì)策 改善混凝土和鋼筋性能，用高性能混凝土，再找出破壞作用的主次先后，對(duì)主因和導(dǎo)因?qū)ΠY施治，并根據(jù)具體情況采取除高性能混凝土以外的補(bǔ)救措施。根本措施是從材質(zhì)要一身的性能出發(fā)，提高混凝土材料本身的耐久性。而二者的有機(jī)結(jié)構(gòu)就是綜合性防腐措施。大橋混凝土結(jié)構(gòu)的耐義性方案設(shè)計(jì)遵循的基本方案，首先，混凝土結(jié)構(gòu)耐久性基本措施是采用高性能混凝土。同時(shí)，依據(jù)混凝土構(gòu)件所處結(jié)構(gòu)部位及使用環(huán)境。采用必要的補(bǔ)充防腐措施，如內(nèi)摻鋼筋阻銹劑，混凝土外保護(hù)涂層等。在保證施工質(zhì)量和原材料品質(zhì)的前提下，混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 由于鋼纖維混凝土的凝結(jié)時(shí)間短，硬化快，因此鋼

7、纖維混凝土必須盡量加恰似施工速度，鋼纖維混凝土拌和物運(yùn)輸，鋪筑完畢的允許最長時(shí)間宜超過規(guī)定，在澆筑和攤鋪過程中嚴(yán)禁因拌和物干澀而加水，但可噴霧防止表面水分蒸發(fā)。 必須使用硬刻槽方式制作抗滑構(gòu)造，不得使用粗麻袋，刷子和掃帚制作細(xì)觀抗滑構(gòu)。鋼纖維混凝土路面板長一般為619m，最大面板尺寸不應(yīng)大于8*12。鋼纖維捅量較大，尺寸用大值，摻量小，取小值。面板長寬比應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。鋼纖維混凝土橋面鋪裝。目前鋼纖維混凝土的橋面鋪設(shè)中一般都加有鋼筋網(wǎng)，這種橋面鋪裝通常稱為雙鋼筋混凝土格面鋪設(shè)。加入鋼纖維的作用是進(jìn)一步增加混凝土鋪裝層的抗裂能力，限制裂縫的開展，一般情況下是鋼筋網(wǎng)起主要作用。這是因?yàn)椋簝H有鋼纖維

8、混凝土無法也不能提供橋面足夠的抗剪和抗分層能力；鋼纖維分布投影到水平面應(yīng)力方向畢竟有限，在加強(qiáng)水平面應(yīng)力和垂直錨固抗剪能力方面不如鋼筋網(wǎng)直接有效，在雙鋼筋混凝土橋面中，鋼纖維僅起輔助作用。 五、提高混凝土耐久性的技術(shù)方法 5.1提高混凝土保護(hù)層厚度。這是提高工程鋼筋混凝土使用壽命最為直接，簡單而且經(jīng)濟(jì)有效的方法。但是保護(hù)層厚度并不能不受限制的任意增加，當(dāng)保護(hù)層厚度過厚時(shí)，由于混凝土材料本身的脆性收縮性會(huì)導(dǎo)致混凝土保護(hù)層出現(xiàn)裂縫，反而削弱其對(duì)鋼筋的保護(hù)作用。 5.2涂層鋼筋。鋼筋表面采用致密材料涂覆，如環(huán)氧涂層環(huán)氧涂層鋼筋在歐美也有一定的反應(yīng)，其應(yīng)用效果評(píng)價(jià)不一。主要不利方面是：環(huán)氧涂層鋼筋與混

9、凝土的握裹力降低，使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的整體力學(xué)性能有所降低，施工過程中對(duì)環(huán)氧涂層鋼筋的保護(hù)要求極其嚴(yán)格，加大了施工難度，另外，工程成本的明顯增加也是其推廣應(yīng)用受到制約。 5.3阻銹劑。阻銹劑通過提高氯離子使鋼筋腐蝕的臨界濃度以穩(wěn)定鋼筋表面的氧化物保護(hù)膜，從而延長鋼筋混凝土的使用壽命，但由于其用量較大，作為輔助措施較為適宜。 5.4陰極保護(hù)。該方法是通過引入一個(gè)外加犧牲陽極或直流電流來抑制鋼筋電化學(xué)腐蝕反應(yīng)過程，從而延長水工混凝土的使用壽命。但是，由于陰極保護(hù)系統(tǒng)的制造，安裝才維護(hù)費(fèi)用過于昂貴且穩(wěn)定性不高，目前在水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的很少應(yīng)用。 5.5混凝土保護(hù)涂層，完好的混凝土保護(hù)涂層具有阻絕腐蝕性介質(zhì)與混凝土接觸的特點(diǎn)，從而延長混凝土和鋼筋混凝土的使用壽命。然而大部分涂層本身會(huì)在環(huán)境的作用下老化，逐漸喪失其功效，只能作輔助措施。 六、結(jié)語 公路和橋梁應(yīng)用高性能混凝土的耐久性問題，應(yīng)引起有關(guān)部門的高度重視，從戰(zhàn)略的高度來認(rèn)識(shí)這個(gè)問題?，F(xiàn)公路橋梁高性能混凝土的技術(shù)途徑是：應(yīng)以摻復(fù)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(xué)、耐久性、耐磨性等