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高強(qiáng)混凝土在道路橋梁施工中的運(yùn)用方法
高強(qiáng)混凝土在道路橋梁施工中的運(yùn)用方法 作者：劉懿
來源：《華東科技》2013年第06期
【摘要】在道路與橋梁的工程應(yīng)用中，高強(qiáng)度混凝土具有變形小、強(qiáng)度高、耐久性好的特點(diǎn)，由于脆性較明顯，要求的工程質(zhì)量更高也更嚴(yán)格。本文探討了道路橋梁施工中高強(qiáng)混凝土的應(yīng)用方法，為道路橋梁施工提供有力的論證，結(jié)合了作者的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)資料，對道橋混凝土在公路橋梁工程中的配制方法進(jìn)行了全面系統(tǒng)的介紹和分析。
【關(guān)鍵詞】混凝土；道橋；工程技術(shù)
長時(shí)間以來，我國的土木和建筑工程采用的混凝土強(qiáng)度偏低，因此不得不加大構(gòu)件的截面尺寸，肥梁、胖柱、深基、厚墻就在所難免，為了解決普通混凝土質(zhì)量大的缺點(diǎn)，人們逐漸開發(fā)出了混凝土的新品種——輕質(zhì)混凝土。在輕質(zhì)混凝土的發(fā)展初期，由于其強(qiáng)度較低且人們對其力學(xué)性質(zhì)研究較少，使得其應(yīng)用的范圍有所局限。隨著研究的深入、高強(qiáng)輕集料即高強(qiáng)陶粒的問世。利用高強(qiáng)陶粒配制出了密度等級為1600～1900，強(qiáng)度等級在LC30以上的，它以優(yōu)良的力學(xué)性能和潛在的好處，在世界各國，特別是在北歐等國被廣泛地應(yīng)用于高層、超高層建筑結(jié)構(gòu)，大跨度橋梁和城市立交橋及海洋工程中。
1高強(qiáng)混凝土的特性
1.1定義
道橋混凝土是指利用高強(qiáng)輕粗集料（在我國通常稱它為高強(qiáng)陶粒）、普通砂、水泥和水配制而成的干表觀密度不大于1950kg/m.強(qiáng)度等級為LC30以上的結(jié)構(gòu)用輕質(zhì)混凝土。從我國目前平均的設(shè)計(jì)施工技術(shù)實(shí)際出發(fā)，將強(qiáng)度在C50～C90的混凝土稱為高強(qiáng)混凝土，強(qiáng)度在C30～C45的混凝土稱為中強(qiáng)混凝土，強(qiáng)度在C25以下的混凝土稱為低強(qiáng)混凝土，強(qiáng)度在C100以上的混凝土稱為超高強(qiáng)混凝土。
1.2橋梁混凝土表面蜂窩麻面問題及成因
混凝土橋梁表面蜂窩狀是橋梁易出現(xiàn)的一個(gè)問題。主要原因分為三個(gè)方面：
（1）混凝土含氣量過大，并且在引氣劑的質(zhì)量中也是欠佳（由于目前使用的各種引氣劑性能有較大的差異，因此在混凝土中呈現(xiàn)的狀態(tài)也不盡相同，有的引氣劑在混凝土中會(huì)形成較大的氣泡，而且表面能較低，很容易形成聯(lián)通性大氣泡）如果再加上振動(dòng)不合理，氣泡排不出來，就肯定會(huì)給硬化混凝土結(jié)構(gòu)的表面造成蜂窩麻面。
（2）混凝土配合比不當(dāng)，混凝土過于稠，振搗時(shí)氣泡很難排出。即使振搗合理，氣泡排出也十分困難。
（3）由于混凝土和易性較差，容易產(chǎn)生離析泌水，大量的氣泡排不出來，也會(huì)導(dǎo)致硬化混凝土結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)蜂窩麻面。不合理使用脫模劑也是形成橋梁混凝土表面蜂窩麻面問題重要原因。
1.3高強(qiáng)混凝土的優(yōu)點(diǎn)
高強(qiáng)混凝土在隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，也是在逐漸克服普通混凝土無法克服的自重過大的缺陷，高強(qiáng)混凝土以自己的高強(qiáng)、輕質(zhì)的特點(diǎn)取勝，實(shí)現(xiàn)在橋梁跨度的進(jìn)一步提高。因此在當(dāng)今，橋梁結(jié)果向著跨度大，重載，輕質(zhì)，時(shí)間耐久的方向發(fā)展，高強(qiáng)混凝土成為當(dāng)今橋梁建設(shè)的主要材料之一。高強(qiáng)混凝土的優(yōu)勢主要在一下幾個(gè)方面：（1）減輕梁體的自重，提高橋梁的跨越能力；（2）減低橋梁的自身高度；（3）橋梁的耐久性得到提高，延長橋梁的使用壽命；（4）抗震能力好；（5）降低工程成本，降低費(fèi)用。
2配料分析
（1）確定試配強(qiáng)度。根據(jù)我國《輕集料混凝土技術(shù)規(guī)程》（JGJ51-90）的規(guī)定。其中：試配強(qiáng)度、設(shè)計(jì)強(qiáng)度、和HSLC強(qiáng)度的總體標(biāo)準(zhǔn)差，MPa。（2）選擇一般為325以上的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥；（3）選擇水泥用量，對高強(qiáng)混凝土來說，水泥用量是很重要的，增加水泥用量一方面可以使高強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度提高，但再另外一方面也會(huì)使其密度增加�？偟膩碇v，高強(qiáng)混凝土的最大水泥用量不宜超過550kg/m3，當(dāng)采用泵送施工時(shí)，最小水泥用量不宜少于350kg/m3。（4）選擇高強(qiáng)陶粒。高強(qiáng)混凝土一般要選擇密度等級>700、筒壓強(qiáng)度>5.0MPa、強(qiáng)度標(biāo)號>30MPa的圓球型高強(qiáng)陶粒，且其各項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)滿足《輕骨料》
GB/T17431.1有關(guān)要求的人造高強(qiáng)輕集料。（5）選擇用水量和水灰比。高強(qiáng)混凝土的用水量和水灰比，分凈用水量和凈水灰比及總用水量和總水灰比。高強(qiáng)混凝土的用水量（或水灰比）不僅影響硬化混凝土的性能還直接拌合物的和易性。（6）砂率的選擇。以體積比來表示的高強(qiáng)混凝土的砂率，即砂的體積與粗細(xì)集料總體積的百分比來表示的。砂率的提高，高強(qiáng)混凝土的表觀密度也是在在隨著砂率的提高而逐漸增加�；炷涟韬衔锏暮鸵仔宰詈檬牵焊邚�(qiáng)混凝土的強(qiáng)度等級為LC40-LC60，砂率為40%左右時(shí)。（7）粗細(xì)集料用量。它是指配制1m?高強(qiáng)混凝土所需的高強(qiáng)陶粒和普通砂的密實(shí)體積。（8）摻和料等外加劑。由于高強(qiáng)混凝土的水泥用量與同強(qiáng)度等級的普通混凝土偏多，實(shí)踐證明，為減少水泥用量，改善和易性的同時(shí)，會(huì)增加摻合料等外加劑。
3道橋施工混凝土強(qiáng)度等級的提升
從二十世界九十年代以來，在技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)營方式的變化的影響下，使得我國結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度偏低的狀況有了很大的變化。首先，混凝土的成分不再局限于傳統(tǒng)的水泥、砂、石和水等，現(xiàn)在普遍采用外加劑（如減水劑）和摻和料（如粉煤灰）等，已成為混凝土材料中必不可少的新的一部分；其次，混凝土的生產(chǎn)以市場化經(jīng)營的高品質(zhì)混凝土，也不再是傳統(tǒng)的自身施工單位自行拌制，這就為在一定程度上提高了混凝土質(zhì)量、提高混凝土強(qiáng)度。目前，一般工程采用C30以上混凝土已很普遍，使用C40～C50混凝土也已無困難，C60甚C80高強(qiáng)混凝土的
應(yīng)用已經(jīng)開始。隨凝土強(qiáng)度等級的提高，強(qiáng)度價(jià)格比迅速增長，上下相差達(dá)1.7倍。因此，特別是對墩、柱等受壓為主的構(gòu)件在結(jié)構(gòu)采用強(qiáng)度等級較高的混凝土，及預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。而且，適當(dāng)?shù)靥岣呋炷恋膹?qiáng)度等級也是進(jìn)一步提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的需要。在耐久性設(shè)計(jì)中，對混凝土強(qiáng)度等級的要求是由于其與混凝土的密實(shí)性有關(guān)，強(qiáng)度等級高的混凝土其密實(shí)性好，耐久性好。從混凝土結(jié)構(gòu)耐久性要求，《橋規(guī)JTGD62》規(guī)定，最低的混凝土強(qiáng)度等級為：；III類環(huán)境（海水環(huán)境）為C35；Ⅳ類環(huán)境（受人為或自然侵蝕性物質(zhì)影響的環(huán)境）為C35；II類環(huán)境（嚴(yán)寒地區(qū)的大氣環(huán)境與無侵蝕性的水或土接觸的環(huán)境，使用除冰環(huán)境，濱海環(huán)境）為C30；改變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)習(xí)慣，適當(dāng)提高設(shè)計(jì)時(shí)選取用的混凝土強(qiáng)度等級：Ⅱ類環(huán)境（非寒冷或寒冷地區(qū)的大氣環(huán)境，與無侵蝕性的水或土接觸的環(huán)境）為C25對鋼筋混凝土。建議在大多數(shù)情況下，受彎構(gòu)件采用C30-C35；在鋼筋混凝土受壓構(gòu)件采用C30-C40；在預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件采C40-C60。
4鋼筋安裝的控制
鋼筋安裝是鋼筋分項(xiàng)工程質(zhì)量控制的重點(diǎn)。鋼筋安裝時(shí)，受力鋼筋的品種、級別、規(guī)格和數(shù)量必須符合設(shè)計(jì)要求，作為現(xiàn)場監(jiān)理工程師也必須重點(diǎn)檢查的方面，鋼筋安裝最容易出現(xiàn)的問題有如下方面：（1）鋼筋直徑、數(shù)量和長度錯(cuò)誤。例如，某些鋼筋的型號不是按照要求的規(guī)格等。（2）鋼筋錨固長度不夠�？蚣芰哄^入柱長度不夠；應(yīng)特別重視屋面框架梁和邊柱的錨固構(gòu)造和設(shè)置轉(zhuǎn)換層處的框支梁錨入柱內(nèi)的構(gòu)造。（3）懸挑部分的鋼筋不到位。例如：在懸挑梁的檢查經(jīng)常發(fā)現(xiàn)懸挑梁上排和下排鋼筋是否到邊；第二排鋼筋是否滿足0.75L；懸挑梁面筋錨固長度是否達(dá)到要求；設(shè)計(jì)是否有鴨筋；而懸挑板鋼筋也應(yīng)保證足夠的高度。
（4）鋼筋保護(hù)層厚度不符合要求。《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50204—2002）對受力鋼筋的保護(hù)層有了更嚴(yán)格的要求，舊的驗(yàn)收規(guī)范對鋼筋保護(hù)層厚度的允許偏差值不設(shè)上限且合格率達(dá)到70%為合格，但新的驗(yàn)收規(guī)范對允許偏差值設(shè)了上限，且合格率必須達(dá)到90%以上。
5小結(jié)
許多發(fā)達(dá)國家，建筑結(jié)構(gòu)較高的安全度是靠高強(qiáng)度材料來實(shí)現(xiàn)的。所以，要改善我國傳統(tǒng)混凝土強(qiáng)度等級偏低的情況，就要加大力度提高我國建筑結(jié)構(gòu)的安全度和混凝土結(jié)構(gòu)的技術(shù)水平。高強(qiáng)混凝土的脆性比一般混凝土更明顯，其抗拉強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度的比值比一般混凝土更低，對原材料及施工質(zhì)量控制的要求比一般混凝土更嚴(yán)格。所以在現(xiàn)場監(jiān)制人員，更加要仔細(xì)和細(xì)心，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，這樣才能使我國的高強(qiáng)混凝土在道路橋梁施工的質(zhì)量得到提升和發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
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