桥面铺装用lc40轻质高强混凝土制备及性能研究

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1、桥面铺装用LC40轻质高强混凝土制备及性能研究第一章绪论1.1引言人类生产和开发人造轻质陶粒作为混凝土的骨料已经有100多年的历史，1913年美国由于普通骨料的匮乏，以人造骨料使用较多，但是初期的应用有限，到50年代后才应用于建筑结构中，并取代混凝土粗骨料制备混凝土，发现经济效益良好[1]，但开始人造骨料仅应用于一些陶粒制品、砌块等。第二次世界大战以后，西欧一些国家也开始有了轻骨料的生产,美国也逐步加入该方面研究[2]。到70年代举办的一次国际轻混凝土会议将轻质高强混凝土分成了两种方向，一种结构，一种砌块生产，如轻质砖和

2、砌块等。20世纪初，美国和前苏联加强了对陶粒的规模生产，使人工陶粒产量突飞猛进地增长，自1993年以来轻骨料的生产量在在350~410万吨/年，其中在80万吨左右用于结构[3]。日本和挪威是当今世界上在研究轻质高强、高耐久性等优点的混凝土比较全面和速度较快的两个国家，20世纪以来美国、欧洲和一些发达国家在研究制定统一的关于轻骨料及其混凝土的标准与规范做出一些成就，包括制备、性能、受力状态、钢筋混凝土结构类型等内容[4]，并成为其他国家发展轻质混凝土研究奠定坚实基础。我国轻质高强混凝土的生产和应用较国外要晚，最初是研究人造

3、轻骨料，20世纪90年代之前，一直致力于低强度的非承重结构，如生产小砌块等。近几年，在国内外高性能、高强混凝土技术迅速发展的推动下，我国高性能轻骨料混凝土的发展出现了新的契机。我国轻骨料的产量不断提高，上海、宜昌等地形成了一定的生产规模，轻骨料的品质也不断得到提高，轻质高强轻骨料混凝土的应用也日益广泛。如江苏小野田混凝土有限公司为江苏南京太阳宫广场混凝土工程提供LC50高强轻骨料混凝土[4]；江汉大桥采用LC40泵送轻骨料混凝土；珠海国际会议中心使用LC30泵送轻骨料混凝土[5]；铁道部大桥局将LC40粉煤灰陶粒高强混凝

4、土应用于金山公路跨度为22米的预应力桥梁等[6]。不难看出，高性能轻骨料混凝土正在迎来一个快速发展的时期。..1.2论文的提出轻质高强混凝土是具有轻质、高强、保温性能、抗震性能和很好的抗渗性能，且干表观密度不大于1950kg/m3的混凝土。因其优良的性能成为公路桥梁结构行业一种新型的建筑材料之一，对于旧桥超载破损导致下挠严重等情况是一种比较理想的材料。近年来，桥面铺装材料和结构的研究与开发虽取得较大进展，但到目前为止，既经济又能彻底解决问题的桥面铺装材料以及与之相配套的工艺仍有待进一步研究和开发。常规的旧桥面改造桥面铺装

5、材料多为水泥混凝土路面和沥青路面，铺装厚度增大，只会带来更加严重的后果下挠和开裂。因此，在保证桥梁自身稳定条件下，采用轻质材料，提高活载量通行量。从长远发展来看，轻质高强混凝土为首选。综上所述，本文中所研究推广的材料对于提高我国旧桥加固工程的安全性，延长其服役期，提高投资回报率，加快我省经济建设发展。另一方面，可以降低交通噪音，改善人们生活质量，保护环境与生态。.第二章轻质高强混凝土原材料性能与配合比设计轻质高强混凝土进行配合比设计时采用体积砂率，控制粗细集料的总体积，来确定各组分的用量，在满足混凝土强度的前提下，尽可能

6、的降低轻质高强混凝土的表观密度等级，这也是配合比设计的一个难点。并随着轻质高强混凝土在结构上的广泛应用，其工作性、耐久性和抗裂性等的要求逐渐提高，因此，做好原材料选择和配合比设计尤为重要。2.1原材料性能及试验本次项目研究主要采用粉煤灰，细度为1.8%，三氧化硫0.63%，需水量比97%，烧失量1.66%。该粉煤灰为一级灰。也采用矿粉少量S95级矿粉。专用聚羧酸系复合外加剂，其固含量为20%，掺量为0.8%～1.2%，减水率19%，7d抗压强度比158%，28天抗压强度比151%。..2.2轻质高强混凝土配合比设计原则对

7、轻质高强混凝土来说，在设计时兼顾强度和密度等级，这是轻质高强混凝土配合比设计最主要特点。一般混凝土的强度随着密度等级的提高而增大，一般做结构性轻质高强混凝土设计表观密度在1500~1950kg/m3，选择轻骨料密度等级宜采用700级以上。因此在配合比设计时，要寻找一个密度等级和强度的平衡点，使混凝土满足设计强度要求的同时，使其密度等级达到设计要求。轻质高强混凝土配合比设计不同于普通混凝土的主要特点之一，砂率以体积砂率表示，即细集料的体积占集料总体积的百分比。实际中一般采用松散体积砂率表示。体积砂率对轻质高强混凝土工作性、

8、容重、强度和耐久性均有较大影响。轻质高强混凝土的砂率一般在30%~50%范围内，随着砂率的增大，轻质高强混凝土的强度有一定程度的提高，同时拌合物的和易性也有所改善[18]。但是，当混凝土砂率过大，使砂浆和轻骨料直接的密度差增大，造成混凝土的分层离析和不均匀性，降低混凝土强度。因此在配合比设计时，将砂率对强度、工作性和