高強混凝土在道路橋梁施工中的運用方法

高強混凝土在道路橋梁施工中的運用方法

高強混凝土在道路橋梁施工中的運用方法 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用中，高強度混凝土具有變形小、強度高、耐久性好的特點，由于脆性較明顯，要求的工程質量更高也更嚴格。本文探討了道路橋梁施工中高強混凝土的應用方法，為道路橋梁施工提供有力的論證，結合了作者的實踐經驗和相關資料，對道橋混凝土在公路橋梁工程中的配制方法進行了全面系統的介紹和分析。

【關鍵詞】混凝土；道橋；工程技術

長時間以來，我國的土木和建筑工程采用的混凝土強度偏低，因此不得不加大構件的截面尺寸，肥梁、胖柱、深基、厚墻就在所難免，為了解決普通混凝土質量大的缺點，人們逐漸開發出了混凝土的新品種——輕質混凝土。在輕質混凝土的發展初期，由于其強度較低且人們對其力學性質研究較少，使得其應用的范圍有所局限。隨著研究的深入、高強輕集料即高強陶粒的問世。利用高強陶粒配制出了密度等級為1600～1900，強度等級在LC30以上的，它以優良的力學性能和潛在的好處，在世界各國，特別是在北歐等國被廣泛地應用于高層、超高層建筑結構，大跨度橋梁和城市立交橋及海洋工程中。

1高強混凝土的特性

1.1定義

道橋混凝土是指利用高強輕粗集料（在我國通常稱它為高強陶粒）、普通砂、水泥和水配制而成的干表觀密度不大于1950kg/m.強度等級為LC30以上的結構用輕質混凝土。從我國目前平均的設計施工技術實際出發，將強度在C50～C90的混凝土稱為高強混凝土，強度在C30～C45的混凝土稱為中強混凝土，強度在C25以下的混凝土稱為低強混凝土，強度在C100以上的混凝土稱為超高強混凝土。

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的一個問題。主要原因分為三個方面：

（1）混凝土含氣量過大，并且在引氣劑的質量中也是欠佳（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的狀態也不盡相同，有的引氣劑在混凝土中會形成較大的氣泡，而且表面能較低，很容易形成聯通性大氣泡）如果再加上振動不合理，氣泡排不出來，就肯定會給硬化混凝土結構的表面造成蜂窩麻面。

（2）混凝土配合比不當，混凝土過于稠，振搗時氣泡很難排出。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，容易產生離析泌水，大量的氣泡排不出來，也會導致硬化混凝土結構表面出現蜂窩麻面。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高強混凝土的優點

高強混凝土在隨著科學技術的發展，也是在逐漸克服普通混凝土無法克服的自重過大的缺陷，高強混凝土以自己的高強、輕質的特點取勝，實現在橋梁跨度的進一步提高。因此在當今，橋梁結果向著跨度大，重載，輕質，時間耐久的方向發展，高強混凝土成為當今橋梁建設的主要材料之一。高強混凝土的優勢主要在一下幾個方面：（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，降低費用。

2配料分析

（1）確定試配強度。根據我國《輕集料混凝土技術規程》（JGJ51-90）的規定。其中：試配強度、設計強度、和HSLC強度的總體標準差，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混凝土的強度提高，但再另外一方面也會使其密度增加。總的來講，高強混凝土的最大水泥用量不宜超過550kg/m3，當采用泵送施工時，最小水泥用量不宜少于350kg/m3。（4）選擇高強陶粒。高強混凝土一般要選擇密度等級>700、筒壓強度>5.0MPa、強度標號>30MPa的圓球型高強陶粒，且其各項指標應滿足《輕骨料》

GB/T17431.1有關要求的人造高強輕集料。（5）選擇用水量和水灰比。高強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混凝土的砂率，即砂的體積與粗細集料總體積的百分比來表示的。砂率的提高，高強混凝土的表觀密度也是在在隨著砂率的提高而逐漸增加。混凝土拌合物的和易性最好是：高強混凝土的強度等級為LC40-LC60，砂率為40%左右時。（7）粗細集料用量。它是指配制1m?高強混凝土所需的高強陶粒和普通砂的密實體積。（8）摻和料等外加劑。由于高強混凝土的水泥用量與同強度等級的普通混凝土偏多，實踐證明，為減少水泥用量，改善和易性的同時，會增加摻合料等外加劑。

3道橋施工混凝土強度等級的提升

從二十世界九十年代以來，在技術進步和經營方式的變化的影響下，使得我國結構混凝土強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的水泥、砂、石和水等，現在普遍采用外加劑（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，混凝土的生產以市場化經營的高品質混凝土，也不再是傳統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量、提高混凝土強度。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高強混凝土的

應用已經開始。隨凝土強度等級的提高，強度價格比迅速增長，上下相差達1.7倍。因此，特別是對墩、柱等受壓為主的構件在結構采用強度等級較高的混凝土，及預應力混凝土構件具有顯著的經濟和社會效益。而且，適當地提高混凝土的強度等級也是進一步提高混凝土結構耐久性的需要。在耐久性設計中，對混凝土強度等級的要求是由于其與混凝土的密實性有關，強度等級高的混凝土其密實性好，耐久性好。從混凝土結構耐久性要求，《橋規JTGD62》規定，最低的混凝土強度等級為：；III類環境（海水環境）為C35；Ⅳ類環境（受人為或自然侵蝕性物質影響的環境）為C35；II類環境（嚴寒地區的大氣環境與無侵蝕性的水或土接觸的環境，使用除冰環境，濱海環境）為C30；改變傳統的設計習慣，適當提高設計時選取用的混凝土強度等級：Ⅱ類環境（非寒冷或寒冷地區的大氣環境，與無侵蝕性的水或土接觸的環境）為C25對鋼筋混凝土。建議在大多數情況下，受彎構件采用C30-C35；在鋼筋混凝土受壓構件采用C30-C40；在預應力混凝土構件采C40-C60。

4鋼筋安裝的控制

鋼筋安裝是鋼筋分項工程質量控制的重點。鋼筋安裝時，受力鋼筋的品種、級別、規格和數量必須符合設計要求，作為現場監理工程師也必須重點檢查的方面，鋼筋安裝最容易出現的問題有如下方面：（1）鋼筋直徑、數量和長度錯誤。例如，某些鋼筋的型號不是按照要求的規格等。（2）鋼筋錨固長度不夠。框架梁錨入柱長度不夠；應特別重視屋面框架梁和邊柱的錨固構造和設置轉換層處的框支梁錨入柱內的構造。（3）懸挑部分的鋼筋不到位。例如：在懸挑梁的檢查經常發現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到要求；設計是否有鴨筋；而懸挑板鋼筋也應保證足夠的高度。

（4）鋼筋保護層厚度不符合要求。《混凝土結構工程施工質量驗收規范》（GB50204—2002）對受力鋼筋的保護層有了更嚴格的要求，舊的驗收規范對鋼筋保護層厚度的允許偏差值不設上限且合格率達到70%為合格，但新的驗收規范對允許偏差值設了上限，且合格率必須達到90%以上。

5小結

許多發達國家，建筑結構較高的安全度是靠高強度材料來實現的。所以，要改善我國傳統混凝土強度等級偏低的情況，就要加大力度提高我國建筑結構的安全度和混凝土結構的技術水平。高強混凝土的脆性比一般混凝土更明顯，其抗拉強度與抗壓強度的比值比一般混凝土更低，對原材料及施工質量控制的要求比一般混凝土更嚴格。所以在現場監制人員，更加要仔細和細心，及時發現問題，解決問題，這樣才能使我國的高強混凝土在道路橋梁施工的質量得到提升和發展。

參考文獻：

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