摘要:随着我国经济的快速发展和人民生活水平的不断提高,人们对出行的要求也变得越来越高,这就意味着公路桥梁的施工质量必须得到保障,在此前提下,高性能混凝土因其刚性大、抗冲击力性能强、抗腐蚀等因素在我国公路桥梁施工中得到广泛应用,下文将就公路桥梁施工中高性能混凝土的应用提出几点自己的看法。
关键词:公路桥梁、施工、高性能混凝土、应用
1、高性能混凝土的概念
高性能混凝土从宏观意义上来讲,是一种新型的、高技术混凝土,它是在普通混凝土的基础上,大大提高了其性能,并采用现代科学技术制作而成,高性能混凝土一般都是采用降低水胶比的方式制成,它在制作过程中,必须保证原材料可靠、高质量,同时,还需要添加一定的矿物细掺料和高效外加剂来提高它的表现性能。
在近期的混凝土研究工作中,主要方向便是高性能混凝土,高性能混凝土的研制必须保证采取严格的施工工艺、采用优质的原材料才能做出强度高、耐腐蚀、力学性稳定的高性能混凝土,近几年来,我国投入大量人力物力资源对高性能混凝土进行研究,取得了非常大的技术突破,不管是原材料的配置比还是高性能混凝土的现实耐用性等研究方向都取得了非常具有使用价值的科研成果。
2、高性能混凝土的应用优势和意义
2.1 高性能混凝土韧性和抗裂性能良好
高性能混凝土的韧性指的是高性能混凝土受力破坏前吸收能量的性质。高性能混凝土的抗裂性是指高性能混凝土在受到撕裂作用后,反之带来的抗裂性使之减缓撕裂压力的性质。在普通混凝土中掺入一定量的矿物细掺料和高效外加剂后,可大大减少高性能混凝土的收缩和变型,并且高性能混凝土在受到拉力时,随着拉力的继续增加,超过混凝土所能承受的压力时,应力通过高性能混凝土的粘结力在其内部进行传递, 高性能混凝土受到的约束作用,限制了新裂缝的发生,推迟了裂缝的扩展,因此高性能混凝土具有较好的韧性和抗裂性。
2.2 高性能混凝土可以有效抵抗冲击力
普通混凝土在遇到较强冲击时,一般很难抵抗冲击作用,会造成普通混凝土产生裂痕甚至会粉碎,而高性能混凝土则具有较强的抗冲击性能,当高性能混凝土在受到外部冲击时,其中高效外加剂和细掺料改变的高性能混凝土性质会因为受力而拉伸或者弯曲,在这种情况下,高性能混凝土受力拉伸或弯曲至断裂所需要受到的力会比一般混凝土要高很多倍,这需要消耗大量的能量,这一特性直接决定了高性能混凝土在受到外部冲击后,可以保持其基本形状而不至于发生断裂或者粉碎的情况。
2.3 高性能混凝土耐久性强
高性能混凝土在加入细掺料和高效外加剂后,其耐久性变得十分强大,通过实验表明,高性能混凝土的耐久性可以达到普通混凝土的数倍之多,在公路桥梁日常使用过程中,由于长期暴露在恶劣的环境中,加之过往车辆对公路桥梁造成的长期磨损,使得公路桥梁的耐久性急剧下降,因此,只有高性能混凝土依靠其耐久性强的特点,才能在气候、环境、过往车辆的磨损下,保障公路桥梁在正常使用年限内正常工作,这大大提高了过往车辆通行的安全性。
2.4 高性能混凝土具有良好的抗腐蚀性
在公路桥梁工程中,由于公路桥梁长期经受雨水冲刷等不良环境,使得公路桥梁受到一定程度的腐蚀,如果不能解决公路桥梁被腐蚀的现状,将会大大减少公路桥梁的正常使用寿命,这就要求公路桥梁工程建筑所用的混凝土材料必须具备较强的抗腐蚀性,通过国内外的相关实验表明,高性能混凝土具有较强的抗腐蚀性,将被高性能混凝土包裹的金属管放进超过雨水腐蚀性数倍的实验用水中浸泡十年后,金属管段仍然完好无损,毫无铜锈产生,并且仍然具有金属光泽,这一实验现象表明了高性能混凝土的抗腐蚀性完全符合公路桥梁工程建筑的需求。
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3、高性能混凝土在公路桥梁施工发展中面临的问题
高性能混凝土具备的高强度、耐久性等因素不能通过常规材料、搅拌混合等普通工艺制造出来,而是必须通过提高浇筑等方式来提高高性能混凝土的力学性能及在恶劣环境中的使用年限和抗侵蚀程度。在日常生活中,很多人会把高性能混凝土与高强度混凝土混为一谈,但是高性能混凝土并不是仅仅具备高强度一个特性,它还具备抗腐蚀性、耐久性等多个利于公路桥梁使用的优良特性,普通混凝土在使用中往往会产生裂缝或者出现因环境问题导致的脱落等情况,这就需要高性能混凝土来避免一些安全事故的发生。
高性能混凝土虽然比普通混凝土具有更高的抗性,但是在抗开裂方面,高性能混凝土仍然不能彻底解决我国公路桥梁施工中路面开裂的问题。高性能混凝土的发展对土木工程界具有一定程度的冲击,其对混凝土的耐久性的重视程度大大提高,目前,在我国部分地区已经实现了高性能混凝土的商业化生产和利用,但是近几年高性能混凝土的实际使用情况并不是很理想,我国多处高性能混凝土建筑和道路出现了开裂的问题,特别是施工早期,开裂问题尤为严重。上文中提到,高性能混凝土采用较低的水胶比并掺入大量的细掺料和高效外加剂,这使得高性能混凝土的基本结构与普通混凝土存在很大的差异,这也导致了高性能混凝土在早期使用过程中,稳定性较差,容易出现开裂的情况。通过高性能混凝土在国外多年的使用情况表明,高性能混凝土易开裂的问题大大限制了其在建筑工程和公路桥梁工程中的应用,因此,相关部门需要做好对高性能混凝土的研究工作。
4、公路桥梁施工中高性能混凝土的应用实践
4.1 高性能混凝土应用于公路
高性能混凝土高强度、高耐久性等特性极大程度上增加了公路的使用寿命,同时,它还能有效的阻止恶劣环境和极端天气对公路的侵蚀。通过实验表明,在道路施工工程中,施工所用材料的耐久性越强,越能节省公路施工材料用量,它依靠其高耐久性的特点,可以有效的在保证施工质量的前提下节约施工用料。在公路施工中,相关施工部门需要根据施工地点土质、环境等因素,对高性能混凝土的原材料进行合理的配比,保证高性能混凝土可以在有效的因素影响下,发挥更大的作用,确保公路交通通行的安全,避免存在安全隐患。
4.2 高性能混凝土应用与桥梁
在我国很多桥梁施工中,由于桥梁跨度相对较大,而用于建设中的混凝土自身重量大,这就导致了桥梁施工建设中施工难度大大增加,而高性能混凝土的应用可以有效地解决这个问题,高性能混凝土在桥梁建设工作中,由于其强度大,可以大大节省高性能混凝土的用量,也有效的减少了桥梁的称重,这就对桥梁施工中梁体的要求不断减少。在日常的桥梁使用过程中,桥梁的承重能力一直是人们关注的一个重点,高性能混凝土的应用极大程度上增加了桥体的承重能力,这就对桥体下方结构的工程量的要求大大减少,在桥梁施工中,可以极大程度上节约施工成本就提高施工质量。同时,桥体承重梁水下部分由于长期受到水流的冲击和腐蚀,因此需要采用抗腐蚀性能好、抗冲击力好的混凝土进行施工,高性能混凝土的性能极大程度上可以满足这个要求,因此,桥体承重梁水下部分采用高性能混凝土可以减少水流的冲击和腐蚀程度,大大增加了桥梁的使用寿命和使用安全性。
5、总结
高性能混凝土因其高强度、高耐久性等特性,在公路桥梁施工中得到广泛应用,如何提高高性能混凝土研发水平是我国建筑工程研发工作的首要任务,切实解决高性能混凝土在公路桥梁施工中遇到的问题尤为重要,只有保障高性能混凝土在施工中的合理利用才能提高我国建筑发展水平。
参考文献:
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[2]金继双. "谈公路桥梁施工中高性能混凝土的应用." 科学与财富 11(2015):350-350.
[3]侯升. "谈公路桥梁施工中高性能混凝土的应用." 城市建设理论研究:电子版 8(2015).
论文作者:苟琨
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/8
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