高强轻质混凝土在公路桥梁上的应用研究

高强轻质混凝土在公路桥梁上的应用研究

赵玮

赵玮（会泽县地方公路管理段）

摘要近几年，随着我国公路桥梁建设的快速发展，公路桥梁结构渐渐向复杂化、大型化方向发展，桥梁结构对建筑材料要求也逐步提高。高强轻质混凝土具有许多优质的性能，它耐久性好，强度高，目前已经作为新型材料广泛的用于各种桥梁建设工程中。

关键词：高强轻质混凝土；公路桥梁；应用

1引言混凝土是公路桥梁工程运用最多的建筑材料，混凝土性能指标有耐久性、强度及物理方面特性。高强度混凝土因为耐久性好、强度高、变形小等特征，能够满足工程承载标准、建筑结构和承受环境方面要求。高强度混凝土能够增大桥梁运用面积，减小建筑构架界面，某种程度上讲，其大大降低了桥梁工程造价。所以，其已经被广泛用于建筑工程中，并且获得了良好经济效益。

2高强轻质混凝土的概念和特征高强轻质混凝土是运用普通砂、高强陶粒、水及水泥配制成的强度大于LC30、密度小于1950kg/m3的轻质混凝土。它不仅和普通水泥一样，关系到细集料、粗集料、水泥、水，还涉及外观密度最小限值与最大限值。正常情况下，高强轻质的混凝土由普通砂、高强陶粒、水泥及水等安装一定比例组合而成，但有时也会添加一些化学外加剂或无机矿物质，这样可以改善混凝土的易和性，提升耐久性与强度，减少水泥使用量，取得良好的经济效益。很多工程实践已经充分证明它的质量轻、强度高特点，用于建造桥梁或者建造物中，能够大大减轻结构重量，减少材料使用量与运输量。其次，它的耐久性能很好，并且没有碱骨料反应。因为高强陶粒具有多孔特性和水泥浆体、骨料间相互协调弹性，HSLC的抗渗性、抗腐蚀性、抗冻性都非常好。HSLC也存有一些不足，制成HSLC需要运用高强陶粒和很多水泥，制作成本较高。拌合过程及用水量都要进行十分严格的控制，所以，施工队伍必须具有较好技术和质量管理水平。

3HSLC运用在桥梁工程的明显优势随着科技的进步，桥梁工程渐渐向大跨度方向发展，这让混凝土具有较大自重的缺点更加凸显出来，混凝土自重较大对桥梁跨度的提高具有限制作用。HSLC凭借其轻质、高强的优点可以克服混凝土自重大的缺点，促进桥梁跨度提升。所以，HSLC渐渐成为桥梁建设的重要材料。HSLC在桥梁建设工程中具有几方面优势：首先，它能够减轻桥梁桥体的自重，使桥梁跨越能力增大。公路桥梁里，桥体自重占有总荷载较大比例，如果运用HSLC来进行减值，由于其重量明显低于普通混凝土，并具有较高强度，因此，能够有效增加桥体跨度；其次，它能够提升桥梁耐久性，使桥梁使用寿命延长。由于HSLC的抗冻性、抗渗性较高，且没有骨料反应，因此，有很好的耐久性，耐久性能够延长桥梁使用寿命；再次，它可以有效减低梁高。对位于平原地区桥梁来讲，HSLC可以降低线路的标高，减少路基填土量和石方数量，对有通航需求桥梁来说，它能够确保桥下净空，保证不需要抬高标高，进而缩小占地面积，取得良好景观效果，对城市中的立交桥而言，它可以减少引桥长度，减小线路的坡度；最后，HSLC抗震能力非常好。跨度较大的桥梁常常会由于受地震影响而破坏，具体原因主要是桥梁上部结构不协调导致震动或地面运动使桥梁基础发生震动。HSLC因为弹性模量低、质量轻，因此，HSLC建筑的桥梁受地震荷载作用下，受到的地震力会减小，振动波传递较慢，能够使上部结构受地震影响发生的破坏大大减小。另外，HSLC还能够降低桥梁工程造价。因为HSLC减小了桥梁自动，提升了桥梁跨越能力，进而就减少了下部结构工程量及墩的数量，防止山区中出现较多桥梁高墩树立的现象，对于就有效减少了材料运输量与运用量，节省桥梁工程建设资金。

4HSLC的配制和运用4.1HSLC的配制原料HSLC的原材料主要有粗骨料、水泥、细骨料及外加剂四个组成部分。集料粒的粒径不能太大，通常情况下，最大粒径要低于25mm，并且确保集料具有较小空隙及混凝土具有良好和易性。细骨料的含泥量、颗粒级配及云母含量必须符合工程标准，细骨料的质量决定着HSLC的强度。水泥一定要选用质量稳定、安全性较好的，例如：硅酸盐水泥，这类水泥不但能够确保水泥初凝和终凝时间满足混凝土的强度要求，而且其标准稠度用水量和活性都在标准值以上。灰岩碎石里的矿物质成分可以和水泥浆构成良好界面组合，且可以和水泥水化物在一起产出良好化学反应，这也是选取粗骨料的良好方法，选择碎石过程中，要注意其抗压强度必须高于混凝土的强度。实际施工时，尽量使用质量良好的河沙或者江砂，砂砾的细度膜数要在3.5范围以内，如果砂砾颗粒太小，会使配置的混凝土粘稠度太大，不容易振捣，吐过砂砾颗粒太大，就不能保证混凝土拌合物在浇筑时发生离析，并具有良好保水特性。配置HSLC时要适当使用外加剂，外加剂能够解决混凝土早强与凝结时间之间的矛盾，另外，外加剂的添加也可以有效改善混凝土的流动性与和易性，并减少水泥用量。常见的HSLC配制外加剂有萘磺酸盐、香族树脂及磺化玛隆。

4.2HSLC的使用混凝土在实际施工中要经过五个关键步骤，即：配制、试配、搅拌、浇筑与养护。高强度混凝土的水泥用量通常都低于500kg/m3，施工用水最好运用质量很好的饮用水，砂率要控制在3%以内，减水剂使用量通常是水泥使用量的1%。正式配制混凝土前必须进行试配制，通过试配制来确定最佳的外加剂添加量、水泥用量等。搅拌混凝土最好利用搅拌性能良好的搅拌机，搅拌机可以再较短时间内完成混凝土均匀搅拌，投料和搅拌的正确顺序是搅拌2分钟以后开始添加减水剂进行搅拌，再搅拌1分半后出料。注意减水剂要和搅拌水在同一时间内加入，进而确保搅拌水溶解充分性和连续性。搅拌配制过程中需要严格控制混凝土的塌落度，运用搅拌机上的控制设备或者含水量测量设备定期检测砂石中的含水率，当混合物粘稠度过大时或发生较大波动时，及时调整新的配合比，使混凝土具有良好工作性能。当混凝土搅拌好后，必须在较短时间内将其运送到要浇筑的桥梁位置，并运用分层浇筑的方法进行浇筑，浇筑层厚要在500mm以内，严格控制振捣器的振捣时间，保证混凝土不发生收缩，提升混凝土强度与密实度。

浇筑工作完成后，还要采用覆盖和洒水结合法定期对浇筑的混凝土进行养护，避免产生塑性的收缩裂缝。HSLC因为容易浇筑和捣实且具有较高强度与韧性等优良特点，因此，它可以长时间忍受各种外界破坏作用，例如：侵蚀、冷冻、磨损、水渗透等，使它的应用越来越广泛。耐久性是混凝土最显著的特性之一，这使得它非常适合运用高速公路建设中，它既能提高路基工程施工质量，同时也能保证路基不发生下沉。另外，高性能的混凝土运用在桥梁工程里既能使桥梁主梁间距变大、路径更长、桥体更轻，还能使桥的抗震性与耐久性更强。

5结束语高强轻质混凝土是混凝土技术的重要发现，我国对高强轻质混凝土的研究与运用才刚刚起步，但是近几年高强轻质混凝土发展很快，其本身具有良好应用前景。高强轻质混凝土在我国桥梁工程中取得了良好效果，它不仅能够加大桥梁跨度，减少基础性结构，增宽大梁间距，还具有良好的耐久性，在桥梁工程中运用的越来越多。研究与开发高强轻质混凝土具有良好市场发展前景，我们要不断开发混凝土新技术，提高公路桥梁的施工水平。

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