高性能混凝土在橋梁建設(shè)中的應(yīng)用探討的論文

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1、高性能混凝土在橋梁建設(shè)中的應(yīng)用探討的論文　　[摘要]本文介紹了三個方面的內(nèi)容:一是高性能混凝土產(chǎn)生的背景。二是高性能混凝土的特性。三是高性能混凝土在施工中需注意的問題。　　[關(guān)鍵詞]高性能混凝土橋梁建設(shè)應(yīng)用　　　　高性能混凝土是20世紀(jì)80年代末90年代初,一些發(fā)達(dá)國家基于混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計提出的一種全新概念的混凝土,它以耐久性為首要設(shè)計指標(biāo),這種混凝土有可能為基礎(chǔ)設(shè)施工程提供100年以上的使用壽命,如香港的青馬大橋、加拿大的聯(lián)盟大橋等,這些跨海大橋的設(shè)計使用壽命均在100年以上,而建設(shè)部于20世紀(jì)90年代組織了

2、對國內(nèi)混凝土結(jié)構(gòu)的調(diào)查,發(fā)現(xiàn)大多數(shù)工業(yè)建筑及露天構(gòu)筑物在使用25～30年后即需大修,處于有害介質(zhì)中的建筑物使用壽命僅15～20年。為了區(qū)別于傳統(tǒng)混凝土,高性能混凝土由于具有高耐久性、高工作性、高強(qiáng)度和高體積穩(wěn)定性等許多優(yōu)良特性,被認(rèn)為是目前全世界性能最為全面的混凝土,至今已在不少重要工程中被采用,特別是在橋梁、高層建筑、海港建筑等工程中顯示出其獨特的優(yōu)越性,在工程安全使用期、經(jīng)濟(jì)合理性、環(huán)境條件的適應(yīng)性等方面產(chǎn)生了明顯的效益,因此被各國學(xué)者所接受,被認(rèn)為是今后混凝土技術(shù)的發(fā)展方向。　　一、高性能混凝土產(chǎn)生的背景　　

3、1.現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)發(fā)展的需要。各種超長、超高、超大型混凝土構(gòu)筑物,以及在嚴(yán)酷環(huán)境下使用的重大混凝土結(jié)構(gòu)工程施工難度大,使用環(huán)境惡劣、維修困難,因此要求混凝土不但施工性能要好,盡量在澆筑時不產(chǎn)生缺陷,更要耐久性好,使用壽命長?！　?.全世界都面臨早年用普通混凝土修建的橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施老化問題嚴(yán)重,需要投入巨額資金進(jìn)行維修或更新。.　　3.混凝土作為用量最大的人造材料,它的使用對生態(tài)環(huán)境的影響巨大。傳統(tǒng)混凝土的原材料都來自天然資源,每用1t水泥,大概需要0.6t以上的潔凈水,2t砂、3t以上的石子;每生產(chǎn)1t硅酸鹽水

4、泥約需1.5t石灰石和大量燃煤與電能,并排放1tco2,而大氣中co2濃度增加是造成地球溫室效應(yīng)的原因之一。為了滿足龐大的混凝土用量,過度開采礦石和砂、石骨料已在不少地方造成資源破壞并嚴(yán)重影響環(huán)境和天然景觀。再者,由于混凝土過早劣化,如何處置費舊工程拆除后的混凝土垃圾也給環(huán)境帶來威脅。因此,未來的混凝土必須從根本上減少水泥用量,必須更多地利用各種工業(yè)廢渣作為其原材料;必須充分考慮廢棄混凝土的再生利用,未來的混凝土必須是高性能的,尤其是耐久的。耐久和高強(qiáng)都意味著節(jié)約資源。高性能混凝土正是在這種背景下產(chǎn)生的。　

5、　二、高性能混凝土的特性　　與普通混凝土相比,高性能混凝土在組成與配合比方面有如下特點:　　1.使用礦物摻合料。高性能混凝土一般都含有礦物摻和料硅粉、粉煤灰或磨細(xì)礦渣,經(jīng)過國內(nèi)外大型橋梁中的實際應(yīng)用表明,其中以硅粉提高強(qiáng)度和耐久性的效果最顯著。硅粉為高活性、無定性sio2微小顆粒,粒徑是水泥粒徑的1/100,可以填充在水泥顆粒之間,同事能將水泥水化產(chǎn)生的ca(oh)2轉(zhuǎn)化為csh凝膠(即火山灰反應(yīng)),從而大幅度提高混凝土強(qiáng)度和降低混凝土滲透性。在非常惡劣環(huán)境中要求混凝土結(jié)構(gòu)具有長壽命,或混凝土強(qiáng)度等級在c8

6、0以上,硅粉是高性能混凝土的必要組成部分。優(yōu)質(zhì)粉煤灰具有物理減水作用,高細(xì)度礦渣具有增強(qiáng)作用。這兩種摻和料也都有火山灰反應(yīng)活性,能夠在一定程度上降低混凝土滲透性;但粉煤灰和礦渣會降低混凝土早期強(qiáng)度。同時摻加硅粉和優(yōu)質(zhì)粉煤灰或高強(qiáng)度礦渣,可以配置高強(qiáng)同時耐久的混凝土。目前這種水泥+硅粉+粉煤灰或礦渣的三組份膠結(jié)材的高性能混凝土正在獲得越來越多的應(yīng)用?！　?.低水膠比。只有水膠比低,混凝土的孔隙率或滲透性才可能低,因此低水膠比是保證混凝土高耐久性于較高強(qiáng)度的前提條件之一。目前已形成共識:水膠比低于0.45的混凝土,不可

7、能在嚴(yán)酷環(huán)境中具有高耐久性,實際應(yīng)用的高性能混凝土水膠比常常介于0.25~0.40之間。　　3.最大骨料粒徑小。高性能混凝土骨料的最大粒徑宜在10~20mm。有兩個原因,其一;最大粒徑較小,則骨料與水泥漿界面應(yīng)力差較小,一位應(yīng)力差可能引起裂縫;其二:較小骨料顆粒強(qiáng)度比大顆粒強(qiáng)度高,因為巖石破碎時消除了內(nèi)部裂隙?！　?.高效減水劑與水泥的相容性好。低水膠比和含有硅粉的高性能混凝土除必須使用高效減水劑以外,高效減水劑和水泥之間的相容性還必須好,這樣才能保證混凝土拌和物有良好的工作性。經(jīng)過實際應(yīng)用已基本了解出現(xiàn)相容性的原

8、因是:高效減水劑與水泥的caso4均能與水泥水化速度最快的c3a反應(yīng),如果水泥的石膏不能及時釋放硫酸根離子與c3a反應(yīng),則大量高效減水劑就會被c3a所束縛,高效減水劑就不能發(fā)揮應(yīng)有的減水作用,即出現(xiàn)相容性問題。一般c3a含量高和使用硬石膏的水泥,容易出現(xiàn)與高效減水劑相容性不良的問題?！　‰m然高性能混凝土具有上述共性,但并不意味高性能混凝土