高品質(zhì)砂石助力橋梁建設(shè)發(fā)展

發(fā)布日期：2022-10-24   瀏覽次數(shù)： 251 次

高品質(zhì)砂石助力橋梁建設(shè)發(fā)展

材料進(jìn)步是橋梁結(jié)構(gòu)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?，木材和石材等天然材料是古代橋梁的主要結(jié)構(gòu)材料。隨著工業(yè)革命的興起，鋼材和混凝土逐漸替代了天然材料，成為橋梁工程的主要結(jié)構(gòu)材料，并已在橋梁工程中應(yīng)用了上百年。

除了傳統(tǒng)的混凝土與鋼材外，近幾十年來材料學(xué)科迅猛發(fā)展，諸如超高性能混凝土（UHPC）、水泥基增強(qiáng)復(fù)合材料（ECC）、纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料（FRP）等高性能材料的出現(xiàn)為橋梁發(fā)展提供了新的契機(jī)。

未來，橋梁建設(shè)更需要輕質(zhì)高強(qiáng)、高耐久、高性價(jià)比、智能的材料“把薪助火”。

一些問題有待改進(jìn)

水泥指標(biāo)要保證穩(wěn)定性，特別是實(shí)際普通硅酸鹽水泥及硅酸鹽水泥中的摻合料必須相對(duì)穩(wěn)定，水泥須待其下降到一定溫度才可允許出廠。

摻合料粉煤灰要保證質(zhì)量，往往現(xiàn)場(chǎng)需要一級(jí)粉煤灰，但實(shí)際很難滿足需求，因此給強(qiáng)度等級(jí)較高的混凝土施工帶來了困難。

機(jī)制砂存在較多問題，比如石粉含量過高、細(xì)度模數(shù)較大且級(jí)配不合理，主要體現(xiàn)在2.36mm累計(jì)含量過多，導(dǎo)致混凝土砂率過大，從而影響和易性。建議性能優(yōu)越的機(jī)制砂主要考慮以下因素：細(xì)度模數(shù)2.6～3.0，石粉含量應(yīng)控制13%以內(nèi)，單位需水量盡可能小，2.36mm累計(jì)含量控制在10%～25%以內(nèi)；機(jī)制砂應(yīng)安裝整形設(shè)備，滿足高墩泵送要求，嚴(yán)禁采用強(qiáng)度較低、堅(jiān)固性不符合要求的母巖加工成機(jī)制砂。

粗集料也應(yīng)安裝整形設(shè)備，保證集料的針片狀符合要求。外加劑控制好保坍性能，泵送施工時(shí)利用性能優(yōu)越的外加劑確?；炷梁线m的黏度。

深入研究?jī)?yōu)化方案

目前市場(chǎng)UHPC高性能混凝土多采用預(yù)混料與鋼纖維，以及專用外加劑配制成性能超高的抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、彈性模量等指標(biāo)的混凝土，加之新材料預(yù)混料價(jià)格昂貴，如何運(yùn)用傳統(tǒng)的砂石料及膠凝材料代替預(yù)混料，同時(shí)還能滿足UHPC超高性能，是烏江特大橋項(xiàng)目要研究的一項(xiàng)重要內(nèi)容。

傳統(tǒng)原材料質(zhì)量要求的選擇：一是對(duì)于細(xì)集料盡可能水洗掉小于0.075mm微粒，實(shí)際中2.36～4.75mm比較軟弱顆粒盡可能剔除，細(xì)集料中不允許有4.75mm以上的顆粒；二是對(duì)于粗集料采用強(qiáng)度高的3～5mm及5～8mm顆粒，采用比較穩(wěn)定的輝綠巖或者玄武巖；三是采用52.5級(jí)以上的硅酸鹽水泥；四是對(duì)于鋼纖維采用帶彎鉤的，且形狀合格率不小于80%；五是摻合料燒失量滿足規(guī)范要求。

配合比組成的優(yōu)化：一是由水膠比決定的抗壓強(qiáng)度的配合比優(yōu)化；二是由抗折強(qiáng)度決定的配合比組成的優(yōu)化，與鋼纖維摻量及砂率大小存在密切關(guān)系；三是由抗壓彈性模量決定的配合比組成，與混合料密實(shí)程度密切相關(guān)，需要權(quán)衡利弊并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)攪拌綜合確定。

實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)試拌及調(diào)整：外加劑摻量與室內(nèi)不同，現(xiàn)場(chǎng)確?；炷劣幸欢ǖ牧鲃?dòng)性且不結(jié)球；現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)注意材料的投放順序。

指標(biāo)確認(rèn)：尋找某項(xiàng)指標(biāo)對(duì)材料敏感性分析，剔除傳統(tǒng)材料不利因素，確保各項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)的穩(wěn)定性。

依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)使用情況，我們提出采用粗骨料UHPC高性能混凝土各項(xiàng)材料使用指標(biāo)。在施工過程中，重點(diǎn)控制UHPC混凝土流動(dòng)性及其與鋼纖維不結(jié)團(tuán)是成功與否的重要標(biāo)志。

現(xiàn)場(chǎng)結(jié)合UHPC板實(shí)際養(yǎng)護(hù)情況對(duì)試件不同齡期進(jìn)行干縮率測(cè)試，總結(jié)出預(yù)制板存放養(yǎng)護(hù)周期，確保板件收縮率穩(wěn)定。

UHPC優(yōu)化是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程，需要結(jié)合以上內(nèi)容反復(fù)調(diào)整，在實(shí)踐中確定性能比較穩(wěn)定的混凝土。

來源：中國(guó)建材報(bào)

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中國(guó)砂石協(xié)會(huì)

2022年10月24日