高強輕骨料混凝土的優點
發布時間:2017-04-10 瀏覽:1128次
高強輕骨料混凝土的優點
1. 自重輕
CL30以上的高強輕骨料混凝土的表觀密度為1600kg/m3~1950kg/m3,比相同強度等級的普通混凝土輕25%~30%。由于自重輕,對于大跨度的橋梁而言,恒載占有很大的比重,減輕自重可以有效地降低結構內力,使橋梁跨度增大,減少橋墩數量;可以減少上部結構的預應力鋼筋數量;降低基礎處理的費用。對于地震地區的橋梁工程而言,由于地震作用和上部結構的自重成正比,當采用高強輕骨料混凝土,可顯著降低地震作用。
2. 更高的耐久性
使用輕骨料能有效避免混凝土的堿骨料反應問題,使橋梁的使用壽命得以延長。輕骨料混凝土還具有低滲透性,具有很好的耐磨性和抗凍融能力。
在美國“輕骨料混凝土橋梁設計標準(August 1985)”[1]研究過程中,美國聯邦高速公路處根據30座橋梁的調查得出結論,輕骨料混凝土具有與普通混凝土相同或者更好的耐久性。
根據對使用了20年的日本某些橋梁的調查表明,結構輕骨料混凝土橋梁中裂縫減少,碳化、鹽的滲透也減少,輕骨料混凝土提供了比普通混凝土更高的耐久性。針對海邊環境的許多使用超過80年的結構輕骨料古老結構的調查表明,驗證了在實驗室條件下得出的抗蝕性[3]。我國1976年和1980年兩次對1966年開始先后建成的多座跨度在16.0~21.4m的輕骨料混凝土公路橋實地調查,發現200號輕骨料混凝土經過12年后強度增長到400號,15年后還有增長趨勢;碳化深度平均1.2-1.4mm,比同齡期普通混凝土的略低;未發現鋼筋銹蝕現象;橋面輕骨料混凝土耐磨性良好,陶粒雖然外露,但并未磨損或者凹損。
輕骨料混凝土還具有很好的抗裂性。同普通混凝土相比,由于輕骨料混凝土的熱膨脹系數和彈性模量較小,使得冷縮和干縮作用引起的拉應力相對較小,從而使輕骨料混凝土構件的抗裂性較好,這可以改善構件的耐久性,延長構件的使用壽命,并可以降低橋梁建成運營后的維護費用。
3. 很好的抗震性能
由于輕骨料混凝土的彈性模量低,梁體的自振周期將變長,變形能力強,梁體破壞時可以消耗更多的變形能,因而抗震性能好。由于地震作用和上部結構成正比,輕骨料混凝土比普通混凝土輕,地震產生的水平剪力低,有利于橋梁抗震。
4. 顯著的經濟效益
高強輕骨料混凝土在橋梁應用中具有較好的綜合技術經濟效益。盡管高強輕骨料混凝土單方造價比同強度等級的普通混凝土高,但由于其減輕了結構自重,可使下部結構減小斷面,降低基礎造價。
挪威修建的Rugsund橋,采用高強輕骨料混凝土替代普通混凝土設計之后,與普通混凝土相比價降低10%。美國修建的很多橋梁也都具有顯著的經濟效益。
荷蘭對約15座輕骨料混凝土大跨度橋梁的計算表明,這些橋的總造價(包括基礎)降低了5~10%。
英國陸續建造了許多采用輕骨料混凝土的橋梁,并對經濟性作了詳細的分析,采用輕骨料混凝土后,平均造價節約造價3%,某些情況下***高可以節約7%的造價。
天津永定新河大橋總長約1.2km的南北引橋采用高強輕骨料混凝土優化設計前后的工程量比較。高強輕骨料混凝土的強度等級為CL40,密度等級為1900,采用的是上海生產的高強陶粒。從表中可以看出,采用輕骨料混凝土取代普通混凝土后,下部結構的混凝土方量和鋼筋數量大幅減少,上部結構的預應力鋼筋用量和錨具用量也大幅節省,建造成本大幅度降低。
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