1、高強混凝土在公路工程中的應(yīng)用控制摘要:在一般情況下,混凝土強度等級從C30提高到C60,對受壓構(gòu)件可節(jié)省混凝土30-40%;受彎構(gòu)件可節(jié)省混凝土10-20%。雖然高強混凝土比普通混凝土成本上要高一些,但由于減少了截面,結(jié)構(gòu)自重減輕,這對自重占荷載主要部分的建筑物具有特別重要意義。高強混凝土變形小,從而使構(gòu)件的剛度得以提高,大大改善了建筑物的變形性能。本文簡要介紹了高強混凝土的概念及其優(yōu)越性,同時對高強高性能混凝土的一般設(shè)計原則及施工方法也作了論述。關(guān)鍵詞:高強混凝土;優(yōu)越性;公路施工;方法建國以來的50年是我國進行大規(guī)模經(jīng)濟建設(shè)的50年。全國從南到北,從內(nèi)地到邊疆,到處都在進行著規(guī)模宏大的基本

2、建設(shè)。大規(guī)模的建設(shè)和巨大的工程量,促進和推動了作為最大宗基本建設(shè)材料的混凝土及其相關(guān)技術(shù)的飛速發(fā)展。從技術(shù)角度來看,我國目前的水平也較高,我國的工程技術(shù)人員已經(jīng)掌握了高度達382.5m一泵到頂?shù)募夹g(shù),一次連續(xù)澆筑超過2萬m3的超大體積混凝土技術(shù),邁入世界先進的行列;至于正在施工的三峽混凝土工程,混凝土總量超過2500萬m3,其工程量之大,混凝土要求之嚴(yán),施工難度之高,均堪稱世界之最。一、高強度高性能混凝土概念對于高強混凝土,各國沒有準(zhǔn)確的定義,同時各國的區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)也不盡相同。長期以來,我國現(xiàn)場澆筑混凝土強度等級大量低于C30,預(yù)制混凝土構(gòu)件普遍低于C40;同時混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中的計算公式大部分

3、是根據(jù)較低強度混凝土構(gòu)件的試驗數(shù)據(jù)得出,對于強度較高的C50或更高等級的混凝土明顯不適用;另外從混凝土的制作技術(shù)來看,C50及更高等級的混凝土在施工時需要嚴(yán)格的質(zhì)量管理制度和較高的施工水平?？紤]到我國目前的施工水平和質(zhì)量管理制度現(xiàn)狀,以C50作為劃分高強混凝土的指標(biāo),強度等級達到或超過C50的混凝土為高強混凝土。高性能混凝土概念的提出至今也只有10多年的時間,它是伴隨著高強混凝土而問世的。高性能混凝土不僅滿足工業(yè)化預(yù)拌生產(chǎn)和機械化泵送施工、具有足夠的強度,而且是一種耐久性優(yōu)異的混凝土。與傳統(tǒng)的混凝土相比,高性能混凝土在配合比上的特點是低用水量、較低的水泥用量,并以化學(xué)外加劑與粉煤灰作為水泥、砂

4、石之外的基本組成成分。這些使硬化混凝土內(nèi)部的孔隙少,具有致密的微觀和細(xì)觀結(jié)構(gòu),抗?jié)B性能優(yōu)良,因此高性能混凝土的耐久性很好。高性能混凝土在硬化過程中體積穩(wěn)定、水化熱低、溫升小,冷卻時的溫度收縮小,干燥收縮也小,所以硬化后不易產(chǎn)生宏觀和微觀裂縫。我國鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)范組1978年的一項調(diào)查表明,在一般環(huán)境下有40%工業(yè)民用建筑結(jié)構(gòu)的混凝土已碳化到鋼筋表面,而在較潮濕的環(huán)境下90%構(gòu)件已經(jīng)銹蝕。因此在混凝土的耐久性問題受到普遍重視的今天,高性能混凝土無疑是解決結(jié)構(gòu)耐久性最有效和最經(jīng)濟的途徑。二、高強混凝土的優(yōu)越性1.在一般情況下,混凝土強度等級從C30提高到C60,對受壓構(gòu)件可節(jié)省混凝土30-40%

5、;受彎構(gòu)件可節(jié)省混凝土10-20%。2.凝土比普通混凝土成本上要高一些,但由于減少了截面,結(jié)構(gòu)自重減輕,這對自重占荷載主要部分的建筑物具有特別重要意義。再者,由于梁柱截面縮小,不但在建筑上改變了肥梁胖柱的不美觀的問題,而且可增加使用面積。以深圳賢成大廈為例,該建筑原設(shè)計用C40級混凝土,改用C60級混凝土后,其底層面積可增大1060平方米,經(jīng)濟效益十分顯著。3.由于高強混凝土的密實性能好,抗?jié)B、抗凍性能均優(yōu)于普通混凝土。因此,國外高強混凝土除高層和大跨度工程外,還大量用于海洋和港口工程,它們耐海水侵蝕和海浪沖刷的能力大大優(yōu)于普通混凝土,可以提高工程使用壽命。4(/).高強混凝土變形小,從而使構(gòu)

6、件的剛度得以提高,大大改善了建筑物的變形性能。三、高強混凝土配合比設(shè)計的一般原則1、高強混凝土的用水量低,水灰比一般小于0135;對80MPa的混凝土,水灰比小于0130;對100MPa的混凝土,水灰比小于0126;更高強度時水灰比取0122左右。2、水泥用量一般為400450kg.m3,對80MPa的混凝土可為500kg.m3,更高強度時也不能超過550kg.m3。應(yīng)該通過外加礦物混合料來控制和降低水泥用量。高強混凝土必須采用優(yōu)質(zhì)水泥。3、集料應(yīng)挑選強度高、吸水率低的碎石,最大粒徑不超過1520,如混凝土強度等級不是很高可以放寬到25。盡量排除片狀和針狀石子。4、砂率可為013甚至更低。但過

7、低砂率會影響工作度,所以一般可取0130135,尤其是泵送時不宜取較低砂率。5、當(dāng)水灰比很低時,為_D_濺改善工作度彈性彎曲變形,預(yù)彎集中力釋放后利用鋼梁的彈性恢復(fù)變形使下緣混凝土產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力。四、高強混凝土技術(shù)需要解決的幾個問題以前高強混凝土一般是指強度等級在C45級以上的混凝土。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,高強混凝土是指強度等級在C60級以上的混凝土。高強混凝土技術(shù)通常包括以下幾個關(guān)鍵技術(shù):高性能的混凝土外加劑現(xiàn)代高強混凝土在施工中要解決下列技術(shù)問題:1.低水灰比,大坍落度高強混凝土一般要求低水灰比,這種低水灰比的混凝土早在60年代末,我國就有過研究與應(yīng)用,但由于混凝土在低水灰比的情況下,坍落度很

8、小,甚至沒有坍落度,其成型和搗實都很困難,無法在現(xiàn)澆混凝土施工中應(yīng)用。2.坍落度損失問題現(xiàn)代城市混凝土施工,一般采用預(yù)攪或商品混凝土。施工工地往往與攪拌站相距很遠,要把混凝土從攪拌站運到工地需用較長的時間。混凝土在運輸?shù)倪^程中,其坍落度隨時間的增加而減小,這對高強混凝土來說無疑又增加了難度。3(工學(xué)/工程建筑 論文 /).混凝土可泵性問題泵送混凝土幾乎是高層建筑施工的唯一方法。所以高強和泵送幾乎是不可分割的。所以對高強混凝土要解決混凝土可泵送的要求。要解決這一系列技術(shù)難題,關(guān)鍵是研制一種高性能的外加劑。五、具體的施工控制方法1、對原材料的選擇配置C60級高強混凝土,不需要用特殊的材料,但必須對

9、本地區(qū)所能得到的所有原材料進行優(yōu)選,它們除了要有比較好的性能指標(biāo)外,還必須質(zhì)量穩(wěn)定,即在施工期內(nèi)主要性能不能有太大的變化。2、工時的質(zhì)量控制和管理一般來說,在試驗室配置符合要求的高強混凝土相對比較容易,但是要在整個施工過程中,混凝土都要穩(wěn)定在要求的質(zhì)量水平功能上就比較困難了。一些在普通情況下不太敏感的因素,在低水灰比的情況下會變得相當(dāng)敏感,而對高強混凝土,設(shè)計時所留的強度富余度又不可能太大,可供調(diào)節(jié)的余量較小,這就要求在整個施工過程中必須注意各種條件、因素的變化,并且要根據(jù)這些變化隨時調(diào)整配合比和各種工藝參數(shù)。3、超細(xì)活性摻合料的應(yīng)用對于強度等級為C80或更高的混凝土需要采取一些特殊的技術(shù)措施-摻入超細(xì)活性摻合料。混凝土強度達到一定極限后就不可能再增