高強輕骨料混凝土的優點
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:2017-04-10 瀏覽
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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%
。由於自重輕
,對於大跨度的橋梁而言
,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
。對於地震地區的橋梁工程而言
,由於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年開始先後建成的多座跨度在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年後強度增長到400號
,15年後還有增長趨勢
;碳化深度平均1.2-1.4mm
,比同齡期普通混凝土的略低
;未發現鋼筋鏽蝕現象
;橋麵輕骨料混凝土耐磨性良好
,陶粒雖然外露
,但並未磨損或者凹損
。
輕骨料混凝土還具有很好的抗裂性
。同普通混凝土相比
,由於輕骨料混凝土的熱膨脹係數和彈性模量較小
,使得冷縮和幹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
,並可以降低橋梁建成運營後的維護費用
。
3. 很好的抗震性能
由於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
。由於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
,有利於橋梁抗震
。
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
,但由於其減輕了結構自重
,可使下部結構減小斷麵
,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後
,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
,並對經濟性作了詳細的分析
,采用輕骨料混凝土後
,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後的工程量比較
。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後
,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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