浅谈高性能混凝土在高速公路中的应用

2022-09-10

1 导言

对于高性能混凝土的推广以及使用, 其主要集中在设计以及施工阶段, 通常在设计阶段, 需要加强对于混凝土所处的环境基础上对其环境进行了解和认识, 按照实际的气候条件以及侵蚀因素, 来选择科学合理的添加剂以及矿物掺合料, 对于混凝土不同结构以及特殊部位来实现高性能混凝土的有效设计, 并且对高性能混凝土的相关要求进行增加, 将电通量作为其耐久性发展的主要指标, 并且还需要在设计当中提出相关的等级指标要求。在施工阶段, 我们要加强高性能混凝土的生产配合比设计, 要根据环境条件提出合适的生产控制指标, 加强原材料质量控制和管理, 按照高性能混凝土生产要求进行标准化工地建设, 规划标准化的拌和站, 配备满足要求的生产设备, 严格控制生产工艺, 注意采用适宜的塌落度, 加强混凝土性能检测和控制。

2 高性能混凝土研究

2.1 结构耐久性设计原则

第一, 工程结构应具有必要和良好的耐久性能, 需要确保技术的先进行以及经济可靠和施工便捷。第二, 对于混凝土结构的耐久性在设计中一定要加强重视, 确保混凝土结构在实际的使用当中确保安全和正常功能的实现。第三, 混凝土结构的耐久性设计一定要按照结构所预定的功能和其所处的环境来选择科学合理的结构形式以及各项指标良好的高性能混凝土。第四, 对于其所使用的材料主要需要以地材为主, 获得较为容易, 并且其指标能够实现控制和检查以及获取, 有一定的经济性。

2.2 高性能混凝土应满足的指标

首先, 高性能混凝土主要需要将耐久性作为其基本的要求, 同时要求需要采用常规的材料以及工艺来生产的混凝土。对于使用环境不相同以及能够满足高性能混凝土相应指标, 除了能够满足常规的力学指标要求之外, 其耐久性通常要求有:对混凝土材料的选用以及相关配合比作为其重要的参数, 并且还需要按照混凝土的电通量以及抗冻耐久性或者抗冻等级以及保护层厚度作为其重要的指标。其次, 在施工之前需要对结构所处的环境以及等级作用进行核查, 重点核查有无化学腐蚀, 可以通过既有建筑物、构筑物的腐蚀情况及采集桥址处的地下水或土壤分析确定。第三, 通常混凝土的电通量需要C50小于1000c;C30-C45小于1200c;C30以下小于1500c;处于冻结线以上的承台、墩台、盖梁、梁板等部位的混凝土, 经200次冻融循环抗冻耐久性指数应达到60%以上, 桥面铺装等部位的混凝土应达到70%以上。第四, 混凝土的保护层厚度需要能够符合相关设计文件的要求, 同时还需要加强对于施工允许误差的考虑。

2.3 高性能混凝土配合比要求

首先, 高性能混凝土的配合比需要能够按照混凝土原材料的质量以及设计强度等级和耐久性、施工工艺作为其主要要求, 采用相关的计算以及试配和有效的调整等工序, 来设计符合设计强度以及耐久性质量要求的混凝土。第二, 采用混凝土的配合比需要按照相关规定来进行: (1) 为了能够将混凝土的耐久性提升, 并且对混凝土的使用性能以及抗裂性能进行改善, 在混凝土当中需要添加一定的粉煤灰以及矿渣粉等矿物掺合料。矿物掺合料的不同添加量需要能够按照混凝土自身的性能采用实际的试验来进行确定。若是掺合料大于30%时, 对于混凝土的水胶比就不能大于0.45。对于预应力混凝土和处于冻融状态下的混凝土掺合料的添加量最好不大于30%。 (2) 混凝土的掺合料添加量需要能够按照相关技术要求进行添加, 在这当中优先选择多功能复合外加剂。 (3) 混凝土的最大水胶比以及最小胶凝材料的实际用量需要能够满足相关设计要求。 (4) 钢筋混凝土当中的Cl-最好不能超过胶凝材料总量的0.10%, 预应力混凝土的Cl-总含量不应超过胶凝材料总量的0.06%。 (5) 没有抗冻要求的混凝土其含气量不能小于2.0%。若是混凝土有一定的抗冻要求, 混凝土当中的含气量需要按照抗冻等级的要求来进行, 并且还需要按照相关试验来确定, 预应力梁混凝土含气量不大于3%。

3 高性能混凝土施工技术

3.1 严格控制混凝土原材料品质

所用材料应有质量证明书或检验报告书。材料在运输和存贮过程中应设标志, 按品种规格分别堆放, 不得混杂, 不得接触污水, 并防止其它污染。

3.2 认真制定混凝土配合比

在对混凝土结构所处的环境了解以及掌握的基础上, 按照相关气候条件以及侵蚀因素来选择科学合理的化学外添加剂和掺合料, 对于不同的混凝土结构以及相关特殊部位进行重点设计。

3.3 切实做好施工前准备工作

培训混凝土耐久性检验人员和从事混凝土关键工序施工的操作人员;根据混凝土的相关验收标准实现对施工试件的制作和养护进行规定;进行制作相关的操作标准以及质量验收保准;施工企业需要按照混凝土结构的自身特征以及施工气候和相关环境因素进行混凝土试浇筑, 并对其验证, 以此来对混凝土施工工艺进行完善, 对其中存在的问题加强调整。

3.4 强化混凝土施工操作

3.4.1 混凝土的拌合

对于材料的计算量一定要确保准确, 在搅拌中一定要应用卧轴式以及行星式或者逆流式强制搅拌机搅拌。

外加剂后掺法: (1) 在拌和时首先需要向搅拌机当中加入一定的细集料和水泥以及矿物掺合料等, 在完成搅拌均匀之后, 还需要适当的添加一定的水, 在将砂浆充分搅拌之后进行对粗骨料的投放, 并且还需要将其继续搅拌, 直到搅拌均匀。 (2) 在拌和时, 首先朝向搅拌机加入一定的细集料和粗集料以及拌合水, 然后对于进行均匀搅拌, 并且在这当中加入一定的凝胶材料和水以及外加剂, 同时继续进行搅拌。并且每一个阶段的搅拌时间不能小于30s, 搅拌总时间不能小于两分钟, 并且也不能大于三分钟。对于外加剂后掺法的实际应用能够增加外加剂的利用率。

3.4.2 混凝土的浇筑

混凝土入模温度, 冷天不低于5℃, 热天不高于30℃;

在炎热季节, 应避免模板和新浇混凝土直接受阳光照射;尽可能在傍晚进行混凝土的浇筑;在低温条件下进行浇筑时, 需要采用适当的保温防冻对策, 避免混凝土提前受到寒冻;在进行大体积混凝土结构的浇筑之前, 需要按照混凝土结构的截面尺寸大小首先采用相关的降温防裂对策, 比如, 进行遮阳棚的搭设以及循环冷却水的设置等;在进行混凝土的运输以及浇筑和间歇当中全部时间不能大于混凝土的初凝时间。如果下层混凝土在初凝之后对上层混凝土完成浇筑之后, 需要及时进行施工缝的处理;对于新浇筑的混凝土和与之相邻的已经硬化的混凝土其介质之间的温差不能大于20摄氏度。混凝土梁在施工中需要确保快速稳定以及可靠的浇筑方式来浇筑, 每一片梁在浇筑中其浇筑时间不能超过6小时, 就是最长也不能超过混凝土的初凝时间,

3.4.3 混凝土的振捣

针对拌合物塑性粘度大、振动衰减快 (有效半径小) 的特点, 需要加密振、速插慢拔、避免过振、垂直点振;对于振捣棒不能放于拌合物当中进行平拖, 也不能将插入式的振捣棒在下料口处堆积的拌合物中平拖驱赶。

3.4.4 混凝土的养生

及时覆盖新浇混凝土暴露面, 并采取覆盖、喷雾、洒水等措施保湿养护;

加强对于温差的控制;在实际的养护当中混凝土中心和其表层以及与环境的温差最大不能超过220摄氏度, 桥梁在浇筑当中不能超过15摄氏度;在养护期间混凝土的表面温度能够小于15摄氏度;在混凝土拆模之后, 混凝土的强度设计在达到75摄氏度之前并且其混凝土龄期在一周之前, 对于新浇筑的混凝土不能和流动的水之间相互接触。

且应迅速采取切实措施对新暴露混凝土进行养护;

在炎热和大风干燥季节, 应采取逐段拆模、边拆边盖、或边拆边喷涂养护剂的养护方式。

4 高性能混凝土的应用现状综述

高性能混凝土技术作为一种新型的混凝土施工技术, 主要就是对普通混凝土性能大幅度的提升基础上利用新型的混凝土技术来对混凝土进行制作, 采用粉煤灰、矿渣粉等矿物掺和料来对部门水泥用量进行替代, 主要是将耐久性作为其重要的参数, 对于实际的不同用途有不同的要求, 最终实现混凝土具有一定的耐久性和强度以及体积的稳定性和经济性。

现阶段高性能混凝土在公路工程当中得到了非常广泛的应用。并且在实际的施工当中高性能混凝土自身的配合比非常的复杂, 因此就需要引起相关施工人员的重视, 在对于配合比材料的在实际的选取当中一定要和公路桥梁施工的实际特点实现对于施工材料的标准以及质量实现控制, 采用这种方式来实现对于资源的合理应用, 以此来确保公路桥梁施工的安全性以及可靠性。在对细骨料的实际选用当中尽可能的采用中砂或者粗砂, 以此确保粗砂以及中砂的应用效果。在对粗骨料进行选择当中需要加强对于粒径以及粒形有效确认, 以此来确保高性能混凝土匹配比的规范性以及标准型。施工人员需要在保证所选择的水泥用量以及性能能够在一定意义上有效的满足拍配合比的要求, 并且实现对于掺合料的有效控制。

结束语

高性能混凝土作为一种使用性能较好的混凝土, 已经在公路、桥梁、隧道等工程中得到广泛应用。通过本文论述, 我们不仅了解了其基本使用性能及施工技术和工艺, 也更加全面地掌握了其在施工过程中应当注意的问题, 尤其密实度问题。密实度作为高性能混凝土强度形成的基本保证, 在高速公路桥梁工程整个施工过程中, 施工人员必须采取有效措施使其达到设计要求和实际需要。否则, 将加快高速公路损坏程度, 严重影响其使用寿命。

摘要：进入21世纪以来, 社会经济迅猛发展, 我国的基础建设工程不断完善, 高速公路作为其中的代表, 直接关系到地区交通运输和出行安全, 受到了社会各界的广泛关注。在传统的高速公路设计以及施工当中, 对于混凝土结构来讲主要就是将强度作为标准, 对于耐久性的要求不不加以重视。高性能混凝土主要指的是工程项目所处的环境, 将提升混凝土那就行作为其主要目标, 并且将混凝土的使用寿命的延长作为目标, 以此来实现对于高性能混凝土的有效推广。

关键词：高性能混凝土,耐久性,高速公路