公路桥梁高强轻质混凝土配合比研究

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1、公路桥梁高强轻质混凝土配合比研究摘要：为了促进高强轻质混凝土（HSLC）在公路桥梁上的理论研究和实际应用，文章在总结有关资料的基础上，对HSLC配制方法进行了全面系统的介绍和分析。针对预应力HSLC梁桥在施工配合比方面存在的一些实际问题进行了初步讨论，提出了几点改进措施。　　关键词：高强轻质混凝土；配合比　　一、前言　　现代混凝土作为人造建筑材料已有170多年的历史。在生产实践过程中，随着技术水平的提高，为了解决普通混凝土质量大的缺点，人们逐渐开发出了混凝土的新品种一一轻质混凝土。1913年美国首先用回旋窑烧制了页岩陶粒，为轻质混凝土的发展迈

2、出了可喜的第一步。由于轻质混凝土是一种比强度高，保温耐火，抗震性能好，无碱集料反应等新型混凝土，可广泛应用在各种工业与民用建筑等构筑物上，具有很好的技术经济价值，所以自上世纪60年代以来在世界各国获得了长足的发展和应用，成为建筑材料工业中发展最快的轻质高强的新型建筑材料之一。　　在轻质混凝土的发展初期，由于其强度较低且人们对其力学性质研究较少，使其应用的范围有所局限。随着研究的深入、高强轻集料即高强陶粒的问世。人们利用高强陶粒配制出了密度等级为1600～1900，强度等级在LC30以上的，广泛用于结构的高强轻集料混凝土。它以优良的力学性能和潜

3、在的好处，在世界各国，特别是在北欧等国被广泛地应用于高层、超高层建筑结构，大跨度桥梁和城市立交桥及海洋工程中。而在我国，由于对轻质高强混凝土的研究还不十分系统，其用于承重结构的还不多。　　二、HSLC基本概念及优势　　1.高强轻质混凝土的定义　　高强轻质混凝土（High-StrengthLightPa；　　———设计强度，MPa；　　———HSLC强度的总体标准差，MPa.　　2.选择水泥品种和标号　　一般为325以上的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。　　3.选择水泥用量　　水泥用量是影响棍凝土强度及其它性能最主要的参数之一，对HSLC来说，水泥

4、用量的选择尤为重要，增加水泥用量固然可以使HSLC的强度提高，但也会使其密度增加。总的来讲，HSLC的最大水泥用量不宜超过550kg/m3，当采用泵送施工时，最小水泥用量不宜少于350kg/m3.　　4.选择高强陶粒　　HSLC一般要选择密度等级>700、筒压强度>5.0MPa、强度标号>30MPa的圆球型高强陶粒，且其各项指标应满足《轻骨料》GB/T17431.1有关要求的人造高强轻集料。　　5.选择用水量和水灰比　　HSLC的用水量和水灰比，分净用水量和净水灰比及总用水量和总水灰比，所谓净用水量系指不包括高强陶粒1h吸水

5、率在内的混凝土用水量，其相应的水灰比则为净水灰比，在HSLC配合比设计中，一般用净用水量和净水灰比表示。HSLC的用水量（或水灰比）不仅对硬化混凝土的性能有很大影响，而且还直接影响拌合物的和易性。　　6.砂率的选择　　HSLC的砂率是以体积比来表示的，即以砂的体积与粗细集料总体积的百分比来表示的。砂率的提高，是HSLC文献认为在一定的砂率范围内：18%～60%强度提高的一个主要因素（但有关。砂率对HSLC的强度影响不大），且其弹性模量也有所提高。但随着砂率的提高，HSLC的表观密度也逐渐增加。当HSLC的强度等级为LC40-LC60，砂率为4

6、0%左右时，混凝土拌合物的和易性最好。　　7.粗细集料用量　　它是指配制1m3HSLC所需的高强陶粒和普通砂的密实体积，可参考《轻集料混凝土技术规程》（JGJ51-90），用绝对体积法求出。　　8.掺和料等外加剂　　由于HSLC的水泥用量与同强度等级的普通混凝土偏多，实践证明，为减少水泥用量，改善和易性和其他一系列的物理力学性能，在HSLC中加入适量的掺和剂，如硅灰、优质粉煤灰、磨细高炉矿碴、F矿粉等，可获得很好的技术经济效益。一般在配制LC50及以下的HSLC时，掺加粉煤灰即可，当配制LC50以上的HSLC则需掺加硅粉等。在使用掺合料的同时

7、，必须使用高效减水剂，以减小用水量，降低水灰比。粉煤灰的掺加采用“超量取代法”，且在预应力HSLC中其取代水泥率不宜大于10%～15%，而对于硅粉的最大掺加量，根据ACI213委员会报告《硅粉用于混凝土》的观点，“1kg硅粉可取代3～4kg水泥而不导致强度的降低。”　　从目前的研究来看，改良HSLC的配合比，采用“双掺”或“多掺”及复合掺加技术，即在加入高效减水剂的同时，根据混凝土性能的要求加入一种或几种（复合化）超细活性矿物材料，并加大掺入的比例，可以大幅度提高拌合料的工作性能，并对其物理力学特性有较显著的改善作用。　　四、结论　　从本文可

8、知，HSLC的施工条件要求较高，质量不容易控制。施工时必须对HSLC采用“双掺”或“多掺”等方法进行改性，以提高拌合料的工作性能，保证HSLC的施工质量。另外，我国