高性能海工混凝土在桥梁工程中的应用及发展
高性能混凝土在桥梁工程中的应用
高性能混凝土在桥梁工程中的应用随着城市化进程的不断加快,桥梁在城市建设中扮演着越来越重要的角色,安全、高效、环保的桥梁建设成为各地建设工作的重点。
在桥梁工程中,混凝土是常用的建材之一,本文将重点关注混凝土中的高性能混凝土应用于桥梁工程中的现状和前景。
一、高性能混凝土简介高性能混凝土(High-Performance Concrete,HPC)是指力学性能、耐久性、工艺性及施工性能等主要技术特性综合提高的混凝土。
与普通混凝土相比,高性能混凝土具有经济性好、强度高、耐久性好、施工性能好等优点,与传统混凝土相比,其强度、韧性、抗渗性等性能优越,同时还具有更好的耐久性和施工性能等特点。
二、高性能混凝土在桥梁工程中的应用现状目前,高性能混凝土在桥梁工程中的应用已经取得了一定的进展。
高性能混凝土在桥梁中的应用主要体现在以下几个方面:1. 提高桥梁结构的技术性能高性能混凝土在桥梁结构中的应用,其强度、抗裂性、抗渗性、耐久性等技术性能均得到了提高。
比如,在跨度较大、结构形式较为复杂的桥梁中,采用高性能混凝土能够有效地提高整体结构的承载能力,增强结构的耐久性和抗震能力。
2. 提高桥梁工程的施工效率高性能混凝土具有较好的流动性和自充实性,施工过程中易于振捣,能够较好地充填于模板内,提高桥梁工程的施工效率和质量。
3. 实现桥梁施工的可持续发展相比于常规混凝土,高性能混凝土具备更好的耐久性,能够大幅度延长桥梁的使用寿命,实现桥梁施工的可持续发展。
三、高性能混凝土在桥梁工程中的应用前景高性能混凝土在桥梁工程中的应用前景广阔。
随着城市化进程的不断加快,桥梁的建设需求会越来越高,而高性能混凝土正是满足这些需求的好选择。
它不仅能够提高桥梁技术性能,缩短工期,提高桥梁可持续性,还能够为建筑物的安全性和经济性提供保障,是未来桥梁工程建设的重要发展方向。
此外,随着高性能混凝土在桥梁工程中应用的不断发展,人们对于高性能混凝土的研究也在不断深入,目前,国外已经涌现出许多智能高级混凝土,具备自愈合功能、自清洁功能、自带传感器功能等等,这些技术的出现,必将为桥梁工程的改进提供强有力的技术支持。
高性能混凝土的发展应用及面临的问题梁志强
高性能混凝土的发展应用及面临的问题梁志强发布时间:2021-09-28T03:19:59.384Z 来源:《防护工程》2021年14期作者:梁志强[导读] 混凝土是现代工程结构的主要材料,高性能混凝土是近年来混凝土材料发展的一个重要方向。
本文简单介绍了高性能混凝土的特性及工程应用,并指出了其面临的问题,可为未来工程建设提供参考。
梁志强广州大学广东广州 510006摘要:混凝土是现代工程结构的主要材料,高性能混凝土是近年来混凝土材料发展的一个重要方向。
本文简单介绍了高性能混凝土的特性及工程应用,并指出了其面临的问题,可为未来工程建设提供参考。
关键词:高性能混凝土;材料特性;工程应用引言高性能混凝土是20世纪80年代末90年代初一些发达国家基于混凝土结构耐久性设计提出的一种全新概念的混凝士,它以耐久性为首要设计指标,这种混凝土有可能为基础设施工程提供100年以上的使用寿命。
区别于传统混凝土,高性能混凝土由于具有高耐久性、高工作性、高强度和高体积稳定性等许多优良特性,被认为是目前全世界性能最为全面的混凝土,至今已在不少重要工程中被采用,特别是在桥梁、高层建筑、海港建筑等工程中显示出其独特的优越性,在工程安全使用期、经济合理性、环境条件的适应性方面产生了明显的效益,因此被各国学者所接受,被认为是今后混凝土技术的发展方向。
1.高性能混凝土的特性(1)高性能混凝土具有一定的强度和高抗渗能力,但不一定具有高强度,中低强度亦可。
(2)高性能混凝土具有良好的工作性,混凝拌和物应具有较高的流动性,混凝土在成型过程中不分层、不离析,易充满模型;泵送混凝土、自密实混凝土还具有良好的可泵性、自密实性能。
(3)高性能混凝上的使用寿命长,对于一些特护工程的特殊部位,控制结构设计的不是混凝土的强度,而是耐久性。
能够使混凝土结构安全可靠地工作50 ~100年以上,是高性能混凝土应用的主要目的。
(4)高性能混凝土具有较高的体积稳定性,即混凝土在硬化早期应具有较低的水化热,硬化后期具有较小的收缩变形。
新型混凝土材料在海洋工程中的应用
新型混凝土材料在海洋工程中的应用随着人类社会的发展,海洋工程的重要性日益突显。
然而,海洋环境的特殊性质给海洋工程的建设带来了极大的挑战。
新型混凝土材料的问世,为海洋工程提供了新的选择。
本文将从新型混凝土材料的种类、特点以及应用等方面,全面探讨其在海洋工程中的应用。
一、新型混凝土材料的种类及特点1、高性能混凝土高性能混凝土是一种具有极高强度、抗渗性和抗冲击性的混凝土材料。
其强度可达到100-150MPa,而传统混凝土的强度只有20-40MPa。
高性能混凝土的抗渗性能与传统混凝土相比有了显著提高,其抗冲击性能也得到了大幅度的提升。
这种材料适用于海洋环境中的港口、码头等工程。
2、自密实混凝土自密实混凝土是一种具有自身密实性能的混凝土材料。
这种材料通过在混凝土中加入特殊的添加剂,可以使混凝土自动密实,从而达到减少水泥用量,提高混凝土密实性和抗渗性的目的。
自密实混凝土的应用范围较广,主要应用于海洋工程中的桥梁、隧道和水坝等工程。
3、高性能纤维混凝土高性能纤维混凝土是一种具有高强度、高韧性和高耐久性的混凝土材料。
其主要成分为水泥、细骨料、粗骨料和特殊纤维。
高性能纤维混凝土的强度可以达到70-90MPa,其抗裂性能和抗冲击性能也很好。
这种材料适用于海洋环境中的堤防、海堤等工程。
4、高性能自流平混凝土高性能自流平混凝土是一种具有自流平性能的混凝土材料。
这种材料通过在混凝土中加入特殊的添加剂,可以使混凝土自动流平,从而达到增强混凝土密实性和抗渗性的目的。
高性能自流平混凝土的应用范围较广,主要应用于海洋工程中的地下工程和水利工程等。
二、新型混凝土材料在海洋工程中的应用1、海洋混凝土平台海洋混凝土平台是一种用于水下工程的基础设施。
新型混凝土材料的强度和耐久性较传统混凝土材料有了大幅度的提升,可以有效地满足海洋混凝土平台的建设需求。
目前,新型混凝土材料已经广泛应用于海洋混凝土平台的建设中。
2、海洋隧道海洋隧道是一种用于水下交通的基础设施。
高性能混凝土及其在桥梁工程中的应用
高性能混凝土及其在桥梁工程中的应用商品混凝土是我国建筑工程中的主要结构材料。
随着技术的进步,商品混凝土结构工程向更高建筑、更大跨度和更高承载力方向发展,同时,人们对结构的耐久性等要求也不断提高,这些都使得高性能商品混凝土的研制和应用成为必然。
1 高性能商品混凝土的含义高性能商品混凝土(High Performance Concrete 简称HPC)一词是1990年在美国的一次国际学术会议上公开提出来的。
高性能商品混凝土是在研究发展高强商品混凝土的过程中发展起来的。
什么是高性能商品混凝土,至今国际上还没有一个公认的定义,1994年在新加坡召开的第一届高性能商品混凝土国际会议上,许多研究人员认为高性能商品混凝土应是具有高质量和高耐久性的商品混凝土,但未定出具体的质量指标和耐久性指标。
根据国际上目前发表的文章和研究成果,可以认为HPC是在大幅度提高常规商品混凝土性能的基础上采用现代商品混凝土技术,选用优质原材料,除水泥、水、集料外,必须掺加足够数量的活性细掺料和高效外加剂的一种新型高技术商品混凝土。
其高性能包括:易浇捣而不离析,力学性能稳定,高强度,高耐久性,高体积稳定性和高工艺性。
2 高性能商品混凝土的性能2.1 高强度商品混凝土强度对结构来说是最基本的性能要求。
不同的结构,对商品混凝土强度要求也不一样,有的结构要求有较高的抗压强度与抗剪强度;有的结构希望在短期内有较高的强度;有的结构需要有较高的抗拉强度;有的结构在28天后才承受荷载,希望后期强度有较大的增长可以利用;有的结构需要抗冲切,抗磨损,抗疲劳强度等等。
所以对商品混凝土的强度也需要有一个全面的了解。
在大跨度结构物允许减小断面的构件部位,应尽量采用强度高的商品混凝土。
资料显示,商品混凝土强度从C40提高到C80时,造价约增加50%,而承载能力可提高1倍左右。
由于具有减小断面、降低结构物自重等优势,高强商品混凝土在国外发展很快。
出于耐久性的考虑,高强商品混凝土又逐渐发展成高强度的高性能商品混凝土。
高性能海工混凝土在桥梁工程中的应用及发展
高性能海工混凝土在桥梁工程中的应用及发展高性能海工混凝土在桥梁工程中的应用1 高性能海工混凝土简介在国内外已建沿海桥梁工程中, 很多桥梁结构的破坏其主要原因来自混凝土病害, 因此混凝土耐久性研究受到国内外研究混凝土的专家的高度重视, 经过多年的研究, 他们对跨海大桥高性能海工混凝土的研究、应用趋于成熟。
虽然我国的工程技术研究人员对高性能海工混凝土的研究已有多年, 但高性能海工混凝土在跨海桥梁工程中的应用还属于起步阶段, 在2005年通车的东海大桥上,我国第一次采用了高性能海工耐久性混凝土技术,经过东海大桥的设计和施工实践的过程,尽管有关工程技术人员对高性能海工混凝土的技术性能有所认识,但所积累的技术经验毕竟有限, 不同海洋环境下的桥梁工程中的高性能海工混凝土配合比设计和施工技术仍然不够充分和完善。
高性能海工混凝土是用混凝土常规原材料、常规工艺, 经配合比优化而制作的, 在海洋环境中具有高耐久性、高尺寸稳定性和良好工作性的高性能结构混凝土材料。
混凝土的氯离子渗透性和含气量是目前海工混凝土区别于其它混凝土最主要的两个控制指标。
2 高性能海工混凝土的特点2.1 高强度在混凝土材料、施工工艺及养护条件相同, 当普通混凝土的水灰比与高性能海工混凝土的水胶比相等时, 海工混凝土的28d 的标准强度要高于普通混凝土, 这是因为: 一方面海工混凝土掺加优质掺合料, 填充混凝土水化后产生的多余孔隙, 使混凝土结构变得更加密实; 另一方面海工混凝土掺加了超高效减水剂, 使配合比设计中的水胶比大大减小, 使海工混凝土具有较高的强度。
2.2 耐久性好海工混凝土是高性能混凝土的一个分支, 它有高性能混凝土的高强和工作特性, 但又不同于其它高性能混凝土, 主要区别在于海工混凝土的耐久性指标上, 高性能混凝土耐久性指标主要包括抗氯离子渗透性、抗冻性、抗裂性、抗碳化、抗碱- 骨料反应、抗化学腐蚀和表面磨损性能等。
其它类型的高性能混凝土对抗氯离子渗透性和抗冻性指标没有作具体要求。
混凝土结构在海洋工程建设中的应用实践
混凝土结构在海洋工程建设中的应用实践一、前言海洋工程建设是一个复杂而又具有挑战性的领域,涉及到各种不同类型的结构和材料。
其中,混凝土结构是海洋工程建设中广泛应用的一种材料,具有优良的性能和可靠的耐久性。
本文旨在探讨混凝土结构在海洋工程建设中的应用实践。
二、混凝土结构的性能及优点1.强度高:混凝土具有很高的抗压和抗拉强度,可承受大量荷载。
2.耐久性好:混凝土在海水和海风的侵蚀下,仍能保持较好的物理和化学性质。
3.施工方便:混凝土制品可在工厂预制,减少现场施工时间,提高工程效率。
4.可塑性好:混凝土材料可根据需要的形状和尺寸进行加工和设计,具有很好的可塑性。
三、混凝土结构在海洋工程建设中的应用实践1.海堤和海岸防护工程海堤和海岸防护工程是海洋工程建设中最常见的应用领域之一。
混凝土结构在这些工程中通常被用作堤坝、护坡、防波堤、海墙和其他结构的构建材料。
这些结构可以有效地防止海浪和潮汐的侵蚀,保护海岸线和港口设施的安全。
2.海上风力发电站海上风力发电站是近年来海洋工程建设中的新兴领域,混凝土结构在这些工程中也得到了广泛应用。
混凝土材料在海上风力发电站中通常被用作基础和塔身的材料。
这些结构的耐久性和强度是确保风力发电站安全和长期稳定运行的关键因素。
3.海底隧道和桥梁海底隧道和桥梁是连接海上岛屿和陆地的重要设施。
混凝土结构在这些工程中通常被用作桥墩、桥梁和隧道的建设材料。
这些结构需要具备很高的强度和耐久性,以承受海洋环境的恶劣条件和大量的荷载。
4.海上油气平台海上油气平台是海洋工程建设中最具挑战性的领域之一,混凝土结构在这些工程中也得到了广泛应用。
混凝土材料在海上油气平台中通常被用作基础和结构的建设材料。
这些结构需要具备很高的强度和耐久性,以承受海洋环境的恶劣条件和大量的荷载。
四、混凝土结构在海洋工程建设中的未来发展趋势随着海洋工程建设的不断发展和技术的不断进步,混凝土结构在海洋工程建设中的应用前景将更加广阔。
混凝土在海洋工程中的应用
混凝土在海洋工程中的应用混凝土是一种常见且重要的建筑材料,在海洋工程中也扮演着重要的角色。
它具有优异的耐久性和抗腐蚀性能,能够满足海洋环境的特殊需求。
本文将探讨混凝土在海洋工程中的应用及其优势。
一、混凝土海洋工程的背景海洋工程是指在海洋环境中建设、维护和开发各种设施和结构的工程活动。
由于海洋环境的特殊性,这些结构必须能够耐受海水的腐蚀、波浪的冲击和海洋生物的侵蚀。
因此,选用合适的材料对于海洋工程的成功实施至关重要。
二、混凝土的特点与优势1. 耐久性: 混凝土是一种坚固耐用的建筑材料,能够承受长期的海洋环境侵蚀而不损失其结构性能。
2. 抗腐蚀性: 混凝土本身对海水中的氯离子、硫酸盐等常见腐蚀物质具有较高的耐受能力。
3. 可塑性: 混凝土是一种可塑性较高的材料,可以通过模型定形成各种形状复杂的结构,满足海洋工程的设计需求。
4. 密实性: 混凝土的结构致密,能够有效防止海洋介质的渗透,降低腐蚀的可能性。
5. 经济性: 混凝土的原材料相对便宜且易于获得,施工过程简单,对于大规模海洋工程来说,具有较高的经济性。
三、混凝土在不同海洋工程中的应用1. 海堤和防波堤: 海堤和防波堤是保护沿海地区免受海浪冲击和涨潮侵蚀的重要结构。
混凝土制成的海堤和防波堤能够有效抵御波浪的冲击,保护背后的地区不受海洋的侵蚀。
2. 海洋平台: 海洋平台是进行海洋石油开采、海洋观测和科研等活动的基础设施。
混凝土平台具有稳定的结构、较低的维护成本和较长的使用寿命,是海洋平台的首选材料。
3. 海洋桥梁: 海洋桥梁连接了海洋上的两个地区,起着交通枢纽的重要作用。
混凝土桥梁具有优异的承载能力和抗腐蚀性能,能够在海洋环境中长期稳定地运行。
4. 海底隧道: 海底隧道是在海底连接两个陆地之间的通道。
混凝土在海底隧道中的应用能够保证结构的稳定性和耐久性,同时能够抵御海水压力以及其他海洋环境带来的挑战。
5. 海洋浮标和灯塔: 海洋浮标和灯塔是指示航道和引导船只安全通行的设施。
高性能混凝土技术在道路桥梁工程施工中的应用
高性能混凝土技术在道路桥梁工程施工中的应用一、高性能混凝土技术的特点高性能混凝土是一种具有优良性能的混凝土材料,其特点主要包括以下几个方面:1. 高强度:高性能混凝土的抗压强度明显高于普通混凝土,一般可以达到60MPa以上,甚至有的可以达到100MPa以上。
2. 优良的耐久性:高性能混凝土具有较好的耐久性能,能够抵抗氯离子、二氧化碳、硫酸盐等侵蚀,具有较好的抗裂抗渗性能。
3. 密实性强:高性能混凝土的密实性较好,能够有效减少混凝土的孔隙率,提高混凝土的耐久性。
1. 高性能混凝土在桥梁墩柱和梁下部的应用桥梁墩柱和梁下部是桥梁工程中重要的承重构件,传统的混凝土材料在这些构件上往往难以满足工程的要求,高性能混凝土技术的应用可以有效提高这些构件的抗压强度和耐久性能。
在桥梁墩柱部位,高性能混凝土的高强度可以有效减小柱截面尺寸,提高柱的承载能力;在梁下部,高性能混凝土的抗渗性能可以有效保护钢筋免受腐蚀,延长梁的使用寿命。
桥面铺装是桥梁工程中的重要部分,直接接触交通的车辆,对混凝土材料的耐磨性和耐久性要求较高。
采用高性能混凝土技术进行桥面铺装可以有效提高桥面的抗压强度和耐久性能,减少路面的维护成本和频率。
高性能混凝土的平整度和平整性较好,可以提高桥面的行车舒适性和安全性。
在桥梁的维修和养护过程中,高性能混凝土技术可以在原有结构上进行加固和改造,提高桥梁的承载能力和使用寿命。
在现有桥梁的墩柱和梁部位进行高性能混凝土的喷涂加固,可以有效提高结构的抗震能力和耐久性,延长桥梁的使用寿命。
随着交通基础设施建设的快速发展,高性能混凝土技术在道路桥梁工程中的应用将会得到进一步的推广和应用。
未来,随着建筑材料科学和技术的不断进步,高性能混凝土技术将会在以下几个方面得到进一步的发展:1. 多功能化:未来的高性能混凝土材料将会朝着多功能化的方向发展,不仅具有高强度和耐久性,还具有自愈合和自洁能力,可以有效提高混凝土的综合性能,减少维护成本。
高性能砼在桥梁工程中的应用
高性能砼在桥梁工程中的应用前言::随着工程要求的不断提高和技术水平的不断发展,混凝土使用量越来越大,混凝土的强度等级、防水等级、耐久性要求越来越高,而高性能混凝土自身的优点则能满足现代工程所需。
高性能混凝土是近期混凝土技术发展的主要方向,高性能混凝土是具有某些性能要求的匀质混凝土,必须采用严格的施工工艺,采用优质材料配制,便于浇筑、振捣时不离析、力学性能稳定、早期强度高、具有长期的力学性能,抗渗性,密实性,水化热,韧性,体积稳定性等性能的耐久的混凝土,特别适用于高层建筑、桥梁以及暴露在严酷环境中的建筑结构。
由于高性能混凝土具有综合的优异技术特性,引起了国内外材料界与工程界的广泛重视与关注。
邯大高速公路根据业主要求,从去年结构工程一开始,就着手准备了高性能砼的试用。
我们单位通过积极努力,在全线第一个通过了高性能砼首件工程的验证,随后在全线进行了推广。
我邯大高速五标也成立了高性能砼推广应用小组,成员如下:组长:隗景富副组长:石广森、韩继民、于刚成员:王浩、吴顺祺、赵延飞、黄龙、刘玉凯一、高性能混凝土的性能1、高强度在大跨度结构物允许减小断面的构件部位,应尽量采用强度高的混凝土。
资料显示,混凝土强度从C40 提高到C80 时,造价约增加50%,而承载能力可提高1 倍左右。
由于具有减小断面、降低结构物自重等优势,高强混凝土在国外发展很快。
出于耐久性的考虑,高强混凝土又逐渐发展成高强度的高性能混凝土。
2、高耐久性对混凝土耐久性的要求可从两个方面分析,即自然老化和人为劣化。
自然老化是指混凝土在大气、土壤和水中,随着时间的推移发生的性能变化,混凝土产生裂缝、剥落、疏松等现象,降低结构安全度;二氧化碳的侵入,使混凝土发生碳化,降低混凝土对钢筋的防锈保护作用;遭受有腐蚀性气体或液体的侵蚀,降低混凝土强度,使混凝土开裂,钢筋被腐蚀等。
人为劣化是指混凝土结构在使用过程中,由于生产、生活、管理等方面的原因,使混凝土发生降低使用功能的现象。
高性能混凝土技术在道路桥梁工程施工中的应用
高性能混凝土技术在道路桥梁工程施工中的应用
高性能混凝土技术是指通过优化配合比、使用特殊的材料、采用先进的施工工艺等方
法提高混凝土的强度、耐久性和耐久性的技术。
在道路桥梁工程施工中,高性能混凝土技
术的应用能够提升工程质量,延长使用寿命,具有重要的经济和社会效益。
高性能混凝土技术能够提高混凝土的强度。
传统的混凝土在强度方面存在着一定的局
限性,无法满足大跨度、多跨径桥梁的施工要求。
而采用高性能混凝土技术,通过优化配
合比,使用高强度水泥、细砂和特殊的添加剂等材料,能够大幅度提高混凝土的抗压强度、抗折强度和抗拉强度,从而增加桥梁的承载能力和稳定性。
高性能混凝土技术能够提高混凝土的耐久性。
道路桥梁受到的环境和使用条件较为复杂,长期受到气候变化、化学腐蚀和交通荷载等因素的影响,容易出现混凝土结构的龟裂、腐蚀和氧化等问题。
而采用高性能混凝土技术,可以调整配合比、控制水灰比,有效提高
混凝土的致密性和耐久性,减少渗透、龟裂和腐蚀等问题的发生,延长桥梁的使用寿命。
高性能混凝土技术能够提高施工效率。
传统的混凝土技术施工过程繁琐,需要大量的
人力和时间成本。
而高性能混凝土技术可以使用自动控制的生产设备和施工工艺,实现混
凝土的精确测量、配制和混合,提高施工效率,节约人力和时间成本。
高性能混凝土技术还具有绿色环保的特点。
高性能混凝土技术可以采用优化的配合比
和添加剂,减少水泥的用量,降低碳排放。
高性能混凝土技术能够有效利用废弃物料,促
进资源的循环利用,减少对环境的污染。
混凝土制品在海洋工程中的应用
混凝土制品在海洋工程中的应用混凝土是一种常见的建筑材料,它在海洋工程中也被广泛应用。
混凝土制品在海洋工程中的应用包括海堤、码头、港口、海底隧道、海洋平台等。
一、海堤海堤是防止海水侵蚀和海浪侵袭的重要工程。
混凝土制品在海堤工程中的应用包括护岸块、压路石、海堤块等。
这些混凝土制品具有抗水侵蚀、抗海浪侵袭等特点,能够保护海岸线和沿海地区的安全。
二、码头码头是连接陆地和海洋的重要交通枢纽。
混凝土制品在码头工程中的应用包括桥墩、码头块、护岸块等。
这些混凝土制品具有强度高、耐久性好、抗水侵蚀等特点,能够保证码头的安全和稳定性。
三、港口港口是海洋交通运输的重要设施。
混凝土制品在港口工程中的应用包括堤坝、护岸、码头、码头块等。
这些混凝土制品具有抗水侵蚀、抗海浪侵袭、强度高等特点,能够保证港口的安全和稳定性。
四、海底隧道海底隧道是连接陆地和海洋的重要交通枢纽。
混凝土制品在海底隧道工程中的应用包括隧道衬砌、隧道块等。
这些混凝土制品具有强度高、耐久性好、抗水侵蚀等特点,能够保证海底隧道的安全和稳定性。
五、海洋平台海洋平台是进行海洋工程建设的重要设施。
混凝土制品在海洋平台工程中的应用包括平台基础、平台块等。
这些混凝土制品具有抗水侵蚀、抗海浪侵袭、强度高等特点,能够保证海洋平台的安全和稳定性。
六、总结混凝土制品在海洋工程中的应用非常广泛,它们具有强度高、耐久性好、抗水侵蚀、抗海浪侵袭等特点,能够保证海洋工程的安全和稳定性。
未来,随着科技的不断发展,混凝土制品在海洋工程中的应用将会越来越广泛。
浅谈高性能混凝土在公路桥梁施工中的应用
浅谈高性能混凝土在公路桥梁施工中的应用李辉,李永辉z(1.信阳市平桥区公路管理局,河南信阳464100;2.灵宝市公路管理局,河南灵宝472500)工程技术脯要】高性能混凝圭是采用优质材料配削.具有不离析、力学性能稳定、早期强度高、具有韧性和体积稳定眭等性能。
是一种便于浇筑、掘捣的耐久的温凝t也是近期混凝主技长发侵的主要方向,非常适用于器露在恶劣环境下的建筑,如桥梁。
联键词]公路;桥梁;齑幽托混凝五高性能混凝土具有综合的优异技术特性,引起了国内外材料界与工程界的广泛重视与关注。
十多年来,世界上许多国家相继投入了大量的人力、财力、物力进行该项研究与开发应用,使高性能混凝土技术取得了很大的进展,在原料的选择、配合比设计、物理力学性能、耐久性、工作性、结构性能以至应用技术等方面都取得了既有理论基础又有实用价值的科括撖果。
高性能混凝土为—种能满足特殊性能和特殊用途的混凝土,仅采用常规材料普i西拌和、浇筑和养护等措施达不至U高性能混凝土的要求,而是必须通过提高浇筑、捣实的方法来提高混凝土的长期力学性能、初期强度、刚度和体积稳定性以及延长其在恶劣环境下的使用寿命。
高性能混凝土往往被人们将其与高强度混凝土联系起来,其实高性能混凝土不仅仅是高强度,而目具有相当高的刚度、弹性模量和耐久性,普遍混凝土不能长久作用,如许多混凝土道路在不该开裂的地方开裂或者由于冰冻和融化丽剥落:许多混凝土桥梁在地震中倒塌。
因此,只有采用高性能混凝土才有可能避免这些不该发生的事故。
1研究高性能混凝土在路桥中应用的意义随着对交通运输要求的臼益提高,发展“长寿命低维护路面”,采用高^生能路面混凝土,提高混凝土的抗折强度与耐久性是当前路面混凝的发展趋势。
1.1国际化目标要求1997年召开的第十六届国际混凝土路面会议,提出路面设计不仅要提出平均强度要求,还应提出耐久性要求在未来发展方向中提出抗拉强度达17M Pa的超高强混凝土,用于铺筑连续的混凝土路面。
高性能海工混凝土的技术研究与施工
高性能海工混凝土的技术研究与施工摘要:在国外已建沿海桥梁工程中,很多桥梁结构的破坏其主要原因来自混凝土病害,因此混凝土耐久性研究受到国内外研究混凝土的专家的高度重视,为满足耐久性要求,采用海工高性能混凝土,其特性除强度和拌和物的和易性必须满足设计和施工要求外,还应根据构件的具体使用条件和环境,具备所需要的防止钢筋锈蚀的性能及抗冻性与抗渗性。
基于此,本文主要对高性能海工混凝土的技术与施工进行分析探讨。
关键词:高性能;海工混凝土;技术研究;施工1、海工混凝土的使用环境混凝土在沿海地区的使用都要考虑混凝土在海洋环境下所产生的腐蚀机理1.1硫酸盐腐蚀硫酸盐包括硫酸钠和硫酸镁,在海洋环境影响使用条件下,海洋中的硫酸钠和硫酸镁会与混凝土结构中水化产物(氢氧化钙)产生反应生成硫酸钙,在这种化学反应所产生的过程中,混凝土体积会发生膨胀和破坏现象。
1.2氯盐腐蚀氯盐就是指氯化钠和氯化镁,在海洋环境影响的使用条件下,海水中的氯化钠和氯化镁会与混凝土结构中的氢氧化钙产生反应生成氯化钙和氢氧化镁等物质,而这种物质没有胶凝作用,这就会破坏混凝土的内部结构,而在化学反应的过程中会生成大量的游离的氯离子,氯离子会将混凝土结构中的钢筋进行腐蚀,从而破坏海工混凝土的结构影响使用寿命。
1.3水位变动影响耐久使用性海工混凝土在水位变动区使用会使混凝土遭到冻融破坏,水位的变动会让海水对混凝土结构进行冲刷和磨耗,会破坏混凝土的耐久性。
2、海工高性能混凝土施工与质量控制2.1防止Cl-引入新拌混凝土中对原材料中的Cl-含量做出严格的限制。
拌和物总Cl-含量小于0.06%(占胶凝材料质量百分比)。
防止构造物被Cl-污染,尽量采用岸上预制,达到龄期后安装。
采用淡水养生,到达规定强度后拆模。
2.2控制进场原材料质量确保每批进场原材料符合要求,重点是混凝土减水剂与胶凝材料的适应性。
2.3混凝土拌制与浇注海工高性能混凝土较普通混凝土拌制延长约40s,注意施工用水是否与理论用水相符。
高性能混凝土在桥梁中应用施工技术论文
高性能混凝土在桥梁中的应用及施工技术【摘要】高性能混凝土往往被人们将其与高强度混凝土联系起来,其实质高性能混凝土不仅仅是高强度,而且具有相当高的刚度、弹性模量和耐久性,普通混凝土不能长久作用,只有采用高性能混凝土才有可能避免不该发生的事故。
本文介绍了高性能混凝土的优越性、并对其在桥梁中的应用做了简要说明。
【关键词】高性能混凝土;桥梁;施工技术高性能混凝土为一种能满足特殊性能和特殊用途的混凝土,仅采用常规材料、普通拌和、浇筑和养护等措施达不到高性能混凝土的要求,而是必须通过提高浇筑、捣实的方法,来提高混凝土的长期力学性能、初期强度、刚度和体积稳定性能,延长其在恶劣环境下的使用寿命。
高性能混凝土往往被人们将其与高强度混凝土联系起来,其实质高性能混凝土不仅仅是高强度,而且具有相当高的刚度、弹性模量和耐久性,普通混凝土不能长久作用,如许多混凝土车道在不该开裂的地方开裂或者由于冰冻和融化而脱落;许多桥面遭受严重破坏;许多混凝土桥梁在地震中倒塌。
因此,只有采用高性能混凝土才有可能避免这些不该发生的事故。
1.高性能混凝土的优越性1.1高强度多数学者认为高性能混凝土必须是高强的,将其强度限制在50-60mpa;也有学者认为,高性能混凝土应根据具体的工程要求,允许向中等强度的混凝土(30-40mpa)适当延伸。
1.2高耐久性高性能混凝土具有优异的抗渗和抗介质侵蚀能力。
因为要求混凝土的高体积稳定性和高抗裂性,使它具有高弹模、低收缩和低温度应变的特性。
且在三硬化过程中体积稳定,水化热低,温升小,冷却时温度收缩小,干燥收缩小,具有致密的细观结构,不易产生宏观及微观裂缝,抗透性能优良。
1.3高工作性即高流动度、可泵性好,或自密实、免振捣。
上海金茂大厦、东方明珠电视塔工程施工实现一次泵送c60混凝土达到380米高度。
高性能混凝土的拌合物除高流动性外,还必须具有良好的填充和抗离析能力。
1.4经济合理性由于高性能混凝土中运用大量的工业废渣,副产品等,节约能源并且保护了环境。
高性能海工混凝土在东海大桥工程中的应用_皇甫熹
高性能海工混凝土在东海大桥工程中的应用皇甫熹1,徐 强2,俞海勇2,王 琼2(1.上海市深水港工程建设指挥部大桥分指挥部,上海201306;2.上海市建筑科学研究院,上海200032)摘 要:主要从东海大桥混凝土结构特点和环境条件出发,研究并提出东海大桥混凝土结构耐久性策略和实施方案。
基于上海地区已有原材料情况,配制和研究高性能海工混凝土的性能特点。
并以此为基础,提出高性能海工混凝土在东海大桥工程中的质量保证措施和质量控制重点。
关键词:跨海大桥;预应力混凝土结构;海洋工程;高性能混凝土;耐久性中图分类号:U444.18文献标识码:A文章编号:1671-7767(2004)S0-0028-04收稿日期:2004-07-24作者简介:皇甫熹(1945-),男,高级工程师,1967年毕业于同济大学道路与桥梁专业。
1 概 述东海大桥南起浙江崎岖列岛小洋山岛的深水港区,北至上海南汇芦潮港的海港新城,跨越杭州湾北部海域,全长31km,是我国较为罕见的大型海洋工程[1],在国内首次采用100年设计基准期。
为保证东海大桥混凝土结构的耐久性,工程采取了以高性能混凝土技术为核心的综合耐久性技术方案。
然而我国目前大型海洋工程超长寿命服役的相关技术规范以及高性能混凝土的设计、生产、施工技术在工程中的应用方面尚为空白,因此结合东海大桥工程的具体需要,研究跨海大桥混凝土结构耐久性策略和高性能混凝土的应用技术就显得极为迫切和重要。
2 东海大桥混凝土结构布置和耐久性设计背景2.1 东海大桥混凝土结构布置东海大桥跨海段通航孔部分预应力连续梁、桥塔、墩柱和承台均采用现浇混凝土;非通航孔部分以预制混凝土构件为主,其中50~70m 的预应力混凝土箱梁是重量超过1000t 的巨型构件;陆上段梁、柱和承台亦采用现浇混凝土。
混凝土的设计强度根据不同部位在C30~C60之间。
2.2 东海大桥附近海域气象环境东海大桥地处北亚热带南缘、东北季风盛行区,受季风影响冬冷夏热,四季分明,降水充沛,气候变化复杂,多年平均气温为15.8e ,海区全年盐度一般在10.00j ~32.00j 之间变化,属强混合型海区,海洋环境特征明显。
海洋工程用水泥混凝土材料应用现状及发展对策
海洋工程用水泥混凝土材料应用现状及发展对策海洋工程用水泥混凝土材料应用现状及发展对策在海洋工程领域,水泥混凝土材料的应用已经成为一种不可或缺的基础建设材料。
海洋工程领域主要包括海洋石油开发、海底隧道建设、海洋评台建设和海岸防护等诸多领域,而水泥混凝土材料的使用范围也相当广泛。
本文将从深度和广度的角度对海洋工程用水泥混凝土材料的现状和发展对策进行全面评估,并围绕这一主题进行撰写,希望可以为您提供一篇有价值的文章。
一、海洋工程用水泥混凝土材料的现状1. 海洋工程用水泥混凝土材料的应用范围在海洋石油开发方面,水泥混凝土主要用于海洋油井架设、海底管道等领域。
在海底隧道建设中,水泥混凝土被广泛应用于隧道衬砌和防水层的施工。
在海洋评台建设中,水泥混凝土被用于海洋评台桩基、评台本体等部位的建筑。
在海岸防护中,水泥混凝土被用于海堤、护岸等工程的建设。
可以看出,海洋工程用水泥混凝土材料的应用范围非常广泛。
2. 海洋环境对水泥混凝土材料的影响海洋环境的特殊性对水泥混凝土材料的使用提出了更高的要求。
海水中的氯离子、硫酸盐等物质会对水泥混凝土产生侵蚀作用,加速混凝土的腐蚀。
潮湿的海洋环境也会对混凝土的抗渗性和抗冻性提出更高的要求。
海洋环境对水泥混凝土材料的性能有一定的影响。
3. 海洋工程用水泥混凝土材料的发展趋势随着我国海洋工程的不断发展,对水泥混凝土材料的性能和耐久性提出了更高的要求。
未来,海洋工程用水泥混凝土材料的发展趋势将主要体现在以下几个方面:一是材料的耐久性和防腐蚀性将得到进一步加强;二是新型水泥混凝土材料的研发和应用将成为发展的重点;三是智能化、信息化技术将更多地应用于水泥混凝土的生产和施工领域。
二、海洋工程用水泥混凝土材料的发展对策1. 加强对材料性能的研究和改进针对海洋环境对水泥混凝土材料的侵蚀作用,可以加强对耐蚀性材料的研究和应用,例如采用高性能混凝土、耐久性混凝土等新型材料,以提高水泥混凝土在海洋环境中的抗腐蚀能力。
海洋工程用水泥混凝土材料应用现状及发展对策
海洋工程用水泥混凝土材料应用现状及发展对策1. 现状海洋工程是指在海洋中进行的各种工程活动,包括海洋能源开发、海上交通、海洋资源开发利用等。
在海洋工程中,水泥混凝土作为一种常用的材料,被广泛应用于海洋结构物的建设和维护中。
目前,随着海洋工程的发展,水泥混凝土的应用也愈发广泛。
然而,由于海洋环境的特殊性,水泥混凝土材料在海洋工程中仍然存在一些问题和挑战。
对其应用现状进行全面评估,以及提出相应的发展对策显得尤为重要。
2. 应用现状2.1 海洋工程中水泥混凝土的应用领域水泥混凝土在海洋工程中被广泛应用于海洋评台、海洋桥梁、海洋堤坝等建筑结构的建设中。
水泥混凝土还常用于海洋防护、海底管道、海洋固底处理等方面。
这些领域的发展对海洋工程起到了至关重要的作用。
2.2 存在的问题和挑战尽管水泥混凝土在海洋工程中的应用非常广泛,但是由于海水的腐蚀性、海洋动力环境的复杂性以及海洋结构物长期受到的载荷作用等原因,水泥混凝土结构存在着易龟裂、脱落、钢筋锈蚀等问题,这些问题不仅影响了结构物的使用寿命,还可能导致安全隐患。
3. 发展对策3.1 完善水泥混凝土材料的配方设计针对海洋环境的特殊性,可以通过调整水泥混凝土的配方设计,增加耐盐性、抗冲蚀性等性能,提高其在海洋工程中的适用性。
3.2 探索新型防护材料除了传统的水泥混凝土材料外,可以探索开发与海洋环境更加适配的新型防护材料,比如耐蚀混凝土、海水混凝土等。
3.3 强化海洋工程建设及维护管理加强对海洋工程结构物的建设和维护管理,定期检测和维护海洋结构物,及时发现问题并进行修复,以延长结构物的使用寿命。
4. 总结通过对海洋工程用水泥混凝土材料应用现状进行全面评估,并提出了相应的发展对策。
随着海洋工程的不断发展,水泥混凝土材料的应用也将得到更广泛的应用和提升。
对于海洋工程领域来说,水泥混凝土的发展是至关重要的,相信在不久的将来,在科学技术的推动下,水泥混凝土材料在海洋工程中的应用会迎来更加灿烂的发展。
超高性能混凝土材料及其在桥梁工程中的应用解析
超高性能混凝土材料及其在桥梁工程中的应用解析众所周知,在当前我国很多的建筑工程项目中,混凝土已经成为了必不可少的一部分,并且相对于其它一些传统的建筑材料而言,这种混凝土材料在性能方面更为优越,尤其是随着高性能混凝土的出现,其应用范围和应用价值都得到了较大程度的提升;桥梁工程施工可以说是比较特殊的一类工程项目,其对于施工的质量要求极为严格,尤其是在耐久性和强度的要求上更是极为严格,一般的建筑施工材料很难满足这一施工要求,而恰当地使用高性能混凝土技术进行施工建设却能够在较大程度上保障其施工的效果,在耐久性、强度以及抗腐蚀性等方面都能够发挥较为突出的作用,有利于后期道路桥梁使用的安全性,并且还能够在较大程度上提升桥梁的使用年限,由此可见,在未来桥梁施工过程中,超高性能混凝土技术必然也能够得到更进一步的发展,加强对于超高性能混凝土技术在桥梁工程施工中的应用研究极为必要。
1.超高性能混凝土特点1.1稳定性好混凝土的稳定性主要指的是其体积的稳定性,混凝土稳定性直接关系到其所建工程架构的受力能力,如果混凝土稳定性较差将直接威胁到工程结构的安全。
一般情况下,如果混凝土稳定性较差将会出现三种不良现象:一是混凝土在凝结过程中会发生收缩引起工程结构变形,二是混凝土因环境温度变化而热胀冷缩使工程结构断裂,三是混凝土因承受较大的重量负荷后而使工程结构发生扭曲。
然而高性能混凝土因其特殊的原材料和科学的比例分配呈现出很强的稳定性,避免了温度和受力的变化所带来的膨胀开裂或收缩变形等不良现象。
1.2性价比高高性能混凝土有较高的生产工艺,而且原材料质量较好,通过科学的搭配比例使得施工完成后的混凝土密实平整、勻称光滑。
而且,高性能混凝土以其良好的稳定性和较高的强度最大限度保障了它的使用年限,此外它的良好性能也使得施工人员的劳动强度降低,施工时间缩短,因此大大节省了时间成本和人力成本。
总体来看,高性能混凝土有较高的性价比。
2.超高性能混凝土的基本性能2.1力学性能与普通混凝土相比,UHPC具有较高的抗压强度、抗拉强度、粘结强度、弹性模量、断裂能。
混凝土结构在海洋工程中的应用
混凝土结构在海洋工程中的应用一、引言海洋工程是指在海洋中进行的各种工程建设和开发活动。
在海洋工程中,混凝土结构是一种常用的结构形式。
混凝土结构具有强度高、防腐蚀性好、耐久性强等优点,在海洋环境下可以长期使用。
本文将从混凝土结构在海洋工程中的应用、混凝土结构的设计、混凝土结构的施工等方面进行阐述。
二、混凝土结构在海洋工程中的应用1. 桥梁海洋中的桥梁多使用混凝土结构,这是因为混凝土结构具有高强度、耐久性强等特点。
在桥梁设计中,需要考虑海洋环境的因素,如水流、风浪、盐雾等,从而设计出符合海洋环境要求的混凝土桥梁。
2. 海上平台海上平台是一种海洋工程设施,其主要应用于海洋石油开发、海洋风电等方面。
混凝土结构在海上平台中应用广泛,主要是因为混凝土结构能够承受海浪、风浪等海洋环境的恶劣条件,同时混凝土结构具有防腐蚀性强、耐久性好等优点。
3. 海堤海堤是一种用于抵御海浪、风浪等海洋环境的工程设施。
混凝土结构在海堤中应用广泛,主要是因为混凝土结构具有高强度、防腐蚀性强等特点,在海洋环境下可以长期使用。
三、混凝土结构的设计1. 混凝土材料的选择在混凝土结构的设计中,需要选择符合海洋环境要求的混凝土材料。
一般来说,海洋环境中盐度高,腐蚀性强,因此需要选择防腐蚀性能好的混凝土材料。
2. 设计荷载的确定在混凝土结构的设计中,需要确定设计荷载。
海洋环境中存在海浪、风浪等荷载,因此需要通过数值模拟等方法确定设计荷载。
3. 结构形式的选择在混凝土结构的设计中,需要选择符合海洋环境要求的结构形式。
一般来说,海洋环境中存在海浪、风浪等荷载,因此需要选择具有抗震、抗风浪等特点的结构形式。
4. 断面尺寸的确定在混凝土结构的设计中,需要确定断面尺寸。
断面尺寸的大小直接影响混凝土结构的强度和稳定性,因此需要根据设计荷载、混凝土材料等因素确定合适的断面尺寸。
四、混凝土结构的施工1. 基础施工在混凝土结构的施工中,需要进行基础施工。
基础施工的质量直接影响混凝土结构的稳定性和安全性,因此需要根据设计要求、地质条件等因素进行合理的基础设计和施工。
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高性能海工混凝土在桥梁工程中的应用
1 高性能海工混凝土简介
在国内外已建沿海桥梁工程中, 很多桥梁结构的破坏其主要原因来自混凝土病害, 因此混凝土耐久性研究受到国内外研究混凝土的专家的高度重视, 经过多年的研究, 他们对跨海大桥高性能海工混凝土的研究、应用趋于成熟。
虽然我国的工程技术研究人员对高性能海工混凝土的研究已有多年, 但高性能海工混凝土在跨海桥梁工程中的应用还属于起步阶段, 在2005年通车的东海大桥上,我国第一次采用了高性能海工耐久性混凝土技术,经过东海大桥的设计和施工实践的过程,尽管有关工程技术人员对高性能海工混凝土的技术性能有所认识,但所积累的技术经验毕竟有限, 不同海洋环境下的桥梁工程中的高性能海工混凝土配合比设计和施工技术仍然不够充分和完善。
高性能海工混凝土是用混凝土常规原材料、常规工艺, 经配合比优化而制作的, 在海洋环境中具有高耐久性、高尺寸稳定性和良好工作性的高性能结构混凝土材料。
混凝土的氯离子渗透性和含气量是目前海工混凝土区别于其它混凝土最主要的两个控制指标。
2 高性能海工混凝土的特点
2.1 高强度
在混凝土材料、施工工艺及养护条件相同, 当普通混凝土的水灰比与高性能海工混凝土的水胶比相等时, 海工混凝土的28d 的标准强度要高于普通混凝土, 这是因为: 一方面海工混凝土掺加优质掺合料, 填充混凝土水化后产生的多余孔隙, 使混凝土结构变得更加密实; 另一方面海工混凝土掺加了超高效减水剂, 使配合比设计中的水胶比大大减小, 使海工混凝土具有较高的强度。
2.2 耐久性好
海工混凝土是高性能混凝土的一个分支, 它有高性能混凝土的高强和工作特性, 但又不同于其它高性能混凝土, 主要区别在于海工混凝土的耐久性指标上, 高性能混凝土耐久性指标主要包括抗氯离子渗透性、抗冻性、抗裂性、抗碳化、抗碱- 骨料反应、抗化学腐蚀和表面磨损性能等。
其它类型的高性能混凝土对抗氯离子渗透性和抗冻性指标没有作具体要求。
海工混凝土耐久性指标是根据不同海洋环境和海域气候条件来决定的, 但无论在何种海洋环境下设计和建造桥梁, 海工混凝土氯离子的渗透性都会有严格的要求, 桥梁工程各部位海工混凝土都有不同的氯离子渗透指标来控制, 以满足不同部位混凝土的在海洋环境下的耐久性要求, 海洋环境不同, 氯离子渗透指标的要求也不同; 抗冻性指标也是海工混凝土的一个耐久性设计指标, 当海洋区域内气候寒冷时才加以考虑, 杭州湾大桥施工规范对海工混凝土抗冻性要求不高, 只是要求新拌混凝土中含气量一般控制在4%~6%, 气泡间隔系数小于250μm即可。
2.3 良好工作性
无论什么混凝土, 即使它具有高的强度和好的耐久性, 如果不能应用于施工实践, 那是没有意义的, 同样, 高性能海工混凝土具有良好的工作性。
海工混凝土具有的良好的工作性体现在它的流动性、可塑性、易密性和保水性能上, 海工混凝土不仅易于振捣, 稳定性好,坍落度相对普通混凝土较大, 流动性大, 而且集料的包裹性能良好, 不易产生分层和泌水, 极大地加快了混凝土的浇筑速
度。
3 高性能海工混凝土在跨海大桥中的应用
海洋环境下钢筋混凝土构筑物的过早破坏,是混凝土构筑物劣化的典型表现。
我国对该方面研究较早的是海港行业,80年代初对华南沿海码头的腐蚀情况进行调查,其中海南、湛江、北海、汕头等18座码头,发现已腐蚀损坏的占8.9%。
90年代,四航研究院又对华南地区的深圳赤湾港和惠州港等20余个泊位码头进行调查,发现经10年左右,不少钢筋混凝土构件中均出现了锈蚀裂缝,其中最严重的是1992年建成的惠州港油气码头,虽然使用仅8年,但锈蚀严重,不得不考虑停产修复"在我国沿海地区,使用7一25年的桥梁,就出现钢筋锈蚀向题,连云港某桥梁使用不到三年、宁波某桥梁使用不到10年,就出现了梁柱顺筋开裂的现象,大量的事实表明,我国已有为数不少的海工混凝土构筑物,在远低于设计寿命期内就发生严重破坏,有的仅在10~20年内就必须大修或重修,而有的甚至在3污年内就需要彻底更换,其损失是非常严重的,由此可见,沿海地区特别是直接处于海洋环境下的混凝土构筑物腐蚀劣化问题十分严重。
因而传统的混凝土结构无法满足使用要求,海工高性能混凝土在这种背景下应运而生,并很快发展起来。
跨海大桥所处环境恶劣,海水对钢筋混凝土构筑物有很强的腐蚀作用,国内外有大量遭到严重破坏的类似工程实例损失巨大。
同时,海工混凝土的技术性能尤其是耐久性是工程长期维持其安全性和适用性能力的重要前提,对处于氯离子包围环境中的跨海大桥更加重要。
目前大量的试验表明,绝大多数混凝土构筑物的破坏并不是单独由于荷载而引起,但是我国现有的建筑设计与施工规范中,缺少与跨海大桥相关的性能标准(特别是耐久性标准),因此不能保证工程的耐久性要求。
目前,高性能海工混凝土被认为是提高海工构筑物防腐蚀及耐久性最经济最有效的措施。
高性能海工混凝土的性能主要包括物理力学性能和耐久性能。
高性能海工混凝土的力学性能是海工混凝土构筑物结构安全性的基础,是构筑物承载力的基本要素。
目前,结构设计中对混凝土的要求仍以抗压强度为主要指标,所以在高性能海工混凝土的配合比设计中仍将抗压强度作为重要指标之一。
高性能海工混凝土的物理性能包括膨胀收缩和绝热温升等性能,通过对物理性能的研究,可以采取合理的措施降低混凝土的收缩和混凝土内部温升,提高大体积混凝土的抗裂性能。
混凝土结构耐久性是指混凝土结构在自然环境、使用环境及材料内部因素的作用下,在设计要求的目标使用期内,不需要花费大量资金加固处理而保持其安全,使用功能和外观要求的能力。
混凝土构筑物在长期使用过程中,在内部或外部的、人为的或自然的因素作用下,随着时间的推移,将发生材料老化与结构损伤,这是一个不可逆转的过程,这种损伤的累积将导致结构性能的劣化、承载力和耐久性的降低,从而显著降低构筑物的耐久性,加大构筑物维护的成本和投入,造成巨大的损失。
美国学者用“五倍定律”形象地说明了耐久性问题的重要性,即在设计时,对新建项目在钢筋防护方面每节省l美元,就意味着发现钢筋锈蚀时采取措施多追加5美元,顺筋开裂时多追加25美元,严重破坏时多追加125美元。
海工混凝土以其突出的耐久性,近十余年更被广泛应用跨海大桥的建设。
以杭州湾大桥为例,为了确保杭州湾跨海大桥主体混凝土结构使用寿命达到100 年,杭州湾大桥混凝土采用高性能海工混凝土。
高性能海工混凝土共计约15 万立方米, 其中C30 桩基高性能海工混凝土约9 万余立方米, C30 承台高性能海工混凝土约2 万余立方米, C40 墩身高性能海工混凝土约2 万立方米, C50 塔
身高性能海工混凝土约2 万余立方米。
在施工前对所用高性能海工混凝土强度、氯离子含量、渗透性进行了严格试验。
并结合《杭州湾大桥施工规范》、《海港工程施工规范》和相关的配合比设计规范要求设计出各构件所用高性能海工混凝土的配合比。
在建的港珠澳大桥的桥梁墩台和沉管隧道等结构也大量使用了高性能海工混凝土以使其设计基准期能达到120年。
4高性能海工混凝土的发展趋势
与普通混凝土的不同在于其对使用材料的谨慎挑选与合理搭配,并在可控的条件下,使混凝土在新拌和硬化阶段获得所期望的性能特征。
这些混凝上具有低的水灰比或水胶比,并用工业废渣部分地取代水泥。
腐蚀性介质的渗透非常困难并被限制在表面区。
在新拌阶段具有高的流动性、可泵性和自密实特征,在硬化阶段则具有更高的抗弯强度,低的渗透性,高的抗腐蚀能力和更加优良的耐久性。
随着社会的发展,实际工程对海工混凝土不断提出更高的要求,所以对高性能海工混凝土的研究,仍将集中在采取合理的途径和措施提高其技术性能的领域,具体表现在以下几个方面:
1)功能型复合矿物掺合料的应用研究
根据吴中伟院士的研究,复合矿物掺合料,往往存在“超叠加效应”和“复合作用效应"。
在混凝土配合比设计中,调整矿物组分的掺量,从而最大程度地发挥各自的优点,发挥出复合作用效应,并尽可能使其产生“超叠加效应“。
对提高海工混凝土的物理力学性能及耐久性能具有重要意义。
2)高效减水剂的应用性能研究
更多类型高效减水剂不断产生,与各种类型的水泥及矿物掺合料的良好适应性,成为其工程应用的前提条件。
高效减水剂在混凝土中应用时,尤其是在流态混凝土中应用时,往往具有坍落度经时损失大的问题,低坍落度损失的高效减水剂的应用,可以给混凝土工程施工带来极大的便利。
3)大掺量矿物掺合料对混凝土性能影响研究
矿物掺合料对混凝土耐久性及相关性能的提高己经得到证实,但是受到混凝土早期强度的限制,矿物掺合料的掺量往往停留在较低掺量的水平上,以粉煤灰为例,掺量大多在20%~30%的水平上取代部分的水泥,从而节约成本,井改善混凝土的工作性。
但是在研究中己经发现,当粉煤灰掺量低于25%时,其很多的优点并不明显,如降低混凝土水化热、混凝土抗氯离子渗透性能等。
而在海洋混凝土工程中,为了最大限度的防止氯离子对钢筋的锈蚀,开始更倾向于采用大掺量矿物掺合料,甚至在个别情况下达到了70%的水平。
大掺量矿物掺合料对混凝土的性能存在利弊之分,为了更加深刻的认识矿物掺合料对混凝土性能的影响,避免对其某一性能的盲目乐观而忽视其不利影响,有必要对大掺量矿物掺合料高性能海工混凝土进行性能研究。