橋梁工程中膨脹混凝土的應用

孫紅偉

(貴州橋梁建設集團有限責任公司，貴州貴陽550001)

橋梁工程中膨脹混凝土的應用

孫紅偉

(貴州橋梁建設集團有限責任公司，貴州貴陽550001)

通過對橋梁裂縫現象的深入分析，研究膨脹劑的使用劑量與性能，提高膨脹混凝土在橋梁工程中應用的有效性。

橋梁工程;膨脹混凝土;應用

1 工程概況

某高架橋總長度達900 m，橋的上部主要是由長度為25 m的鋼筋混凝土兩室箱型梁，采用移動式支架方法組成的，這種結構也被稱作RC兩室箱型梁。移動式支架具有如下優點:施工效率高而且安全。通常情況下，在普通混凝土建筑完成的第三天可進行移動支架的脫模與移動。橋梁不進行接縫處理，而是將一組橋梁作為一個整體，統一進行混凝土的澆灌。

2 預防裂縫的各種措施及其效果

2.1 一般施工

施工中采取傳統的施工方式的話，則橋梁的裂縫主要表現在腹部位置，而且呈現出垂直分布狀態，裂縫寬度在0.2～0.3 mm。下橋面的裂縫主要位于跨距中心沿橋軸直角方向。由于橋梁裂縫與脫模現象同時出現，若沒有得到及時防護，不僅裂縫數量會明顯增多，而且裂縫的寬度也會不斷加劇。

2.2 降低混凝土坍落度，延緩脫模時間

表1所示為高架橋橋梁的混凝土配比，單位水泥量與坍落度之間存在一定的相關性，若水泥含量降低，則不僅會降低由水化引起的發熱量，而且也會在一定程度上降低單位水量;但若坍落度降低，并減少單位水量，則會使的水泥干縮量降低。經過綜合權衡后，可采取表1的配合比進行施工，將坍落度下降10 cm，并適當延長養護時間，以提高施工的成效性，此時的裂縫情況如圖1所示。采取表2的配合比進行施工后，橋梁裂縫數量得到顯著減少，但裂縫寬度變化現象不明顯。

表1 配合比/(kg/m3)

表2 單位水量小配合比/(kg/m3)

2.3 加入膨脹劑成為膨脹混凝土

為了阻止橋梁裂縫的蔓延，可采取加入膨脹劑的方式進行施工。施工中所選擇的膨脹劑是CSA100R，膨脹材料的配合比如表3所示。膨脹劑對于構建內部溫度差所引起的裂縫現象，具有很好的控制效果。相比于其他處理方式而言，采取加入膨脹劑的方式進行施工，不僅可減少橋梁裂縫的數量，而且也在一定程度上能減少橋梁的寬度。

表3 膨脹材配合比/(kg/m3)

2.4 使用高性能減水劑

在裂縫處理的眾多方式中，使用高性能減水劑也能起到一定的效果，施工方式是通過減少混凝土的單位水量，以有效降低坍落度。與其他施工方式相比較而言，使用高性能減水劑雖然在橋梁數量方面能夠起到一定的抑制作用，但橋梁寬度變化現象不明顯。

3 膨脹劑抑制彎曲裂縫效果的討論

(1)在試體中分別加入普通混凝土、摻加30 kg/m3膨脹劑的混凝土、摻加50 kg/m3膨脹劑的混凝土，分別比對這三種情況下混凝土對拉應力的抗裂性強弱，通過試驗得知，摻加30 kg/m3膨脹劑的混凝土對拉應力增加了4 kg/m3。(2)在潮濕狀態下對已處理完全的橋梁裂縫部位進行養護處理，隨著持續荷重時間的不斷延長，若初期裂縫寬度小于0.1 mm，那么后期裂縫寬度也基本趨于穩定，無變寬趨勢。如果初期裂縫寬度大于0.1 mm時，隨著時間的推移，裂縫寬度會不斷加大。由此也說明了早期裂縫寬度的大小會影響持續荷載狀態下裂縫寬度的變化。(3)當處于干燥狀態時，與普通混凝土相比較而言，摻加30 kg/m3膨脹劑的混凝土在處理裂縫寬度方面處于優勢地位，能夠有效減少裂縫數量與寬度。究其根本原因主要在于膨脹劑的加入可降低干縮，并進一步抑制裂縫現象的發生。

4 膨脹混凝土的施工

在目前的建筑施工中，膨脹混凝土主要是用于建筑墻體、水槽等易出現裂縫的部位。通常情況下，對于1 m3混凝土來說，摻加50 kg左右的膨脹劑即可起到顯著的效果。

某橋梁按上述方法進行試驗性施工。按在橋梁施工的過程中，為了避免裂縫現象的發生，采取膨脹混凝土進行施工，所選擇的膨脹劑為CSA100R，其用量是以每1 m3混凝土中摻加30 kg膨脹劑進行計算的。將膨脹劑用量控制在30 kg/m3的原因在于，30 kg/m3的膨脹劑用量即可起到一定的抑制作用，能夠有效控制早期裂縫現象的發生。

在對橋梁進行施工的過程中，將30 kg的膨脹劑裝帶后，直接運送到預拌混凝土廠，攪拌混凝土時應該按定量同水泥置換后摻加進去。加入膨脹材料后的混凝土坍落度、含氣量、氣孔率不會發生變化，與普通混凝土施工是一樣的。

雖然橋梁施工在施工成本方面會增加了4%左右，但與不加入膨脹材料的施工相比，出現裂縫的情況得到了降低，大大增加了橋梁的安全性。

［1］黃斌.淺談UEA膨脹混凝土在橋梁拼接上的應用［J］.福建建筑，2009，(5).

［2］葛浩賓，韓善劍.淺談膨脹混凝土在公路橋梁鉆孔灌注柱中的應用［J］.科技信息，2010，(10).

［3］王玲，周建庭.多點支撐加固坦拱橋膨脹混凝土試驗研究［J］.山西建筑，2008，(4).

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1008－3383(2017)04－0105－01

2017－03－14

孫紅偉(1979－)，男，貴州金沙人，工程師，研究方向:路面工程。