试论高性能混凝土在道路桥梁工程施工中的应用

发表时间:2020/7/15   来源:《建筑实践》2020年2月6期   作者:林炳坤
[导读] 混凝土是道路桥梁建设施工的主要材料之一

         摘要:混凝土是道路桥梁建设施工的主要材料之一,其强度和耐久性是设计与施工的重要指标,由于其具有着优良性能的比较优势,被目前绝大多数道路桥梁施工所采用。本文首先对高性能混凝土进行了简单介绍,其后重点阐述了高性能混凝土的应用介绍,主要就其在道路桥梁施工中的技术工艺、策略、注意事项等几方面进行了分析,从而使其更好的为我国经济发展和民生建设服务,为我国道路桥梁施工提供基础依据和参考。
         关键词:高性能;混凝土;道路桥梁;工程施工

引言
         国民经济的发展对于我国道路桥梁建设提出了更高的要求,从当前我国道路桥梁发展分析,运输需求的不断增加,推高了人们对于道路桥梁的需求,道路桥梁新建与改扩建施工工程数量增多。高性能混凝土不管从施工工艺还是施工流程分析,均比传统混凝土要简单不少,因此,为了提升道路桥梁的整体质量,施工中对于高性能混凝土的使用增多。
一、高性能混凝土特点
         在具体应用实践中,高性能混凝土具有如下特点:第一,安全稳定性好,由于矿物质粉以及高效减水剂的加入,使得高性能混凝土内部空隙大大减少,用水量也大大减少,成型后的结构安全稳定性好。第二,不易塌落,高性能混凝土粘度高,粗集料在振捣时不会快速沉降,由于其水灰比很小,自由水的含量少,可有效防止离析和泌水。第三,具有较好的抗冻性,在具体应用实践中,衡量混凝土抗冻性的指标之一就是混凝土的耐久性,我国多数地区冬夏季温差较大,需要属于符合抗冻融性要求的混凝土,高性能混凝土在生产中加入了一定量的引气剂,可以较好的缓冲渗透应力作用,从而达到提高抗冻性之目的。第四,有着较好的体积稳定性,由于高性能混凝土的性质特征,导致其在硬化初期,仅仅会产生少量的水化热,仅仅会发生很少的变形,整体未发生较大幅度的体积变化。第五,强度好,混凝土作为最常用的非均质材料,其强度是抗压、抗疲劳、抗拉和抗折的统称,其强度受很多因素的影响。水灰比减小时,混凝土的强度将增大,因此,通过使用高效减水剂可以改善水泥的分散能力,提高减水率,增加混凝土的强度。总之,高性能混凝土的特点,使其具有很好的经济性能,一方面可以减小结构尺寸,提供更大的使用空间;另一方面可以大大减小建筑的维护费用,达到延长使用寿命之目的。
二、道路桥梁施工中高性能混凝土的比较优势
(一)道路工程施工中高性能混凝土的比较优势
         与一般混凝土不同,高性能混凝土有着诸多的比较优势,但从其特点分析,也具有其本身带来的不足,其不完善之处进一步加大了其应用难度,比如必须严格控制原材料的质量,必须严格材料间的配比,对于施工条件也有着严格的要求,这些对于确保高性能混凝土的强度至关重要。此外,通过施工实践证实,必须高度重视高性能混凝土中的水灰比,其对混凝土韧性将产生重要影响,对于外加剂、矿物吸料等原材料的质量必须严格把控。同时要注重道路施工不同环节高性能混凝土的科学运用,针对性的运用各种施工工艺,其坍落度必须严格控制在250mm以下,确保高性能混凝土的高流态。
(二)桥梁工程施工中高性能混凝土的比较优势
         与一般混凝土相比,高性能混凝土尤其在其使用耐久性上发挥着不可替代的作用,占据着十分重要的地位。桥梁工程的特点是桥墩部位承受巨大压力,同时,还要经受水流的冲击以及腐蚀,因此,桥墩对于使用耐久性具有着较高的要求,使用高性能混凝土,可以较好的提升其耐久性。工程施工实践中,由于跨梁对桥梁会产生较为显著的负荷影响,高性能混凝土的运用可以较好的达到减轻桥梁影响之目的,达到延长桥梁使用寿命和确保安全性之目的。由于桥梁工程施工环境差,在桥梁工程施工中使用高性能混凝土,可以有效控制施工成本,充分发挥高性能混凝土的价格优势。
三、道路桥梁施工中高性能混凝土的配比要求
(一)水泥和骨料
         水泥与骨料的配比对高性能混凝土的性能影响大,因此在实际的使用中,对水泥和骨料的要求严格,需要采用成分合理、细度合适的水泥,另外,水泥的需水量要小、水热低,这样能保证水泥的流动性;选取的骨料以硬质砂岩、石灰岩和花岗岩为主,严格控制骨料的粒径、用量等表面特征指标。


(二)矿物质掺合料
         矿物质掺合料是高性能混凝土的组成元素之一,主要包括粉煤灰、细矿渣粉、硅粉或沸石粉,在制作过程中可以同时添加以上原料,也可以单独添加,上述原料可提高混凝土的流动性,进而提高混凝土的强度和耐久性。
(三)高效减水剂和水灰比
         水灰比对于混凝土密实性有着显著的影响,当水灰比整体降低后,混凝土耐久度和强度会得到大大提升。所以,在高性能混凝土配置实践中,必须高度重视高效碱水剂的使用,其不仅仅可以提升水泥浆流动性,缩短水泥水化作用的时间,还能增强混凝土的高坍落度,进而提升混凝土的早期强度。
(四)根据实际情况合理配比
         为提高道路桥梁的稳定性,在施工的过程中,施工技术人员应根据实际情况,注意以下指标:标准性,严格按照道路桥梁的建设标准,合理配置相应性能指标的混凝土;耐久性,为保证道路桥梁的使用寿命,确保其可以经受外界的各种考验,选择性能指标最好的混凝土;监控性,为提高混凝土的配比精度,在高性能混凝土配置时,选择高质量的原料和最佳的配比。
四、道路桥梁施工中高性能混凝土的施工工艺
(一)设备及原材料要求
         高性能混凝土与传统混凝土相比,用水量更小,水胶浓度偏低,在施工搅拌中,特别容易发生粘稠现象,因此,对搅拌设备的要求高,必须要采取高技术指标的搅拌设备,才能实现充分的搅拌。卧轴式搅拌机与其他类型的搅拌机相比,搅拌性能高,实际工程施工中应用广泛。高性能混凝土配置时,必须要确保原料符合要求,用量要准确,物料搅拌出口稳定运行,砂石含水量也要严格控制。在搅拌时,不能离开搅拌机,应时刻监督搅拌机的运行,确保混凝土的粘稠度满足施工要求,一旦发现搅拌后的混凝土粘稠度不够,就应立即调整配料比例。
(二)运输及维护措施
         在实际运输高性能混凝土时,为保证其质量,采用泵送和罐车的方式运输。这样的运输方式,不仅仅可以有利于后期外加剂的加入,还可以起到避免其收缩而产生裂缝的问题。此外,还需高度重视其及时浇筑和养护,由于减水剂的加入,高性能混凝土极易出现不泌水或是泌水量偏小的情形,此时的及时浇筑显得十分重要。
五、高性能混凝土在道路桥梁施工中应注意的事项
(一)严把原材料的质量关
         为了提高道路桥梁的耐磨性,高性能混凝土配置时应采用超过52.5级数的硅酸盐水泥,这个级别的硅酸盐水泥性能相对稳定。另外,还要采用抗压强度在1.5以上的干净、粒型好的粗骨料碎石,选择含水量小于1%、模数大于2.6的细骨料。
(二)降低混凝土的水化热
         水泥遇水会发生释放热量的化学反应,该反应所释放出来的热量就是水化热。与普通混凝土相比,高性能混凝土的凝胶含量高,因此水化热也会相应提高,混凝土的强度降低,进而后期容易出现裂缝。为改善或避免上述问题的出现,就需要尽可能的降低其水化热,在使用的过程中胶乳缓凝剂和混合料等。
(三)提高混凝土的流动性
         由于高性能混凝土和易性差,因此,在配置时,会加入碱水剂,降低高性能混凝土的水灰比,进而可以提高混凝土的流动性。另外,在桥梁建设中,对混凝土的坍落损失度有要求,必须要保证3小时内坍落损失度小于百分之十五,因此,在混凝土的配置过程中应加入直径在5-20mm之间的碎卵石。
(四)做好路面的的养护   
         高性能混凝土由于减水剂的加入,导致其水灰比较低,水含量也较低,裂缝会更易出现。此时路面的及时养护就显得十分重要和必要,在施工结束后一般通过覆盖、洒水的方式进行养护,以增强路面强度和提升其使用耐久性。
六、结束语
         综上所述,与传统混凝土相比,高性能混凝土有着强度高、不易塌落、稳定性好、抗冻等优点,而且环保性、经济性也好。为充分利用高性能混凝土的优势,在道路桥梁施工中,使用人员应严格按照道路桥梁施工中高性能混凝土的配比要求、施工工艺进行施工,并要重视其中可能存在的问题,确保建设的道路桥梁符合要求,建设使用寿命长的道路桥梁工程。

参考文献:
[1] 郑方.高性能混凝土在道路桥梁工程施工中的应用[J].黑龙江交通科技,2020,02:85-86.
[2] 付文礼.高性能混凝土在桥梁工程施工中的应用分析[J].居舍,2020,04:25.
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