浅谈无砂大孔混凝土在施工中的应用

发表时间:2019/1/21   来源:《建筑细部》2018年第15期   作者:付东猛
[导读] 无砂大孔混凝土不含有细骨料,是采用一定比例拌和水、粗骨料、水泥制成的。
中铁二十局集团第五工程有限公司
  摘要:在现阶段的工程施工当中,对无砂大孔混凝土的应用越来越广泛,也体现出了较多的优势。无砂大孔混凝土是一种新型的建筑材料,是根据一定的比例,将水、粗骨料、水泥等进行拌和制成。和常规的混凝土相比,无砂大孔混凝土的主要特点在于施工简单、水泥用量少、透水性大、毛细现象不明显、容重小等。由于该材料的在实际应用中体现出了很多的优越性,因而正逐渐得到广泛的应用。
  关键词:无砂大孔混凝土;施工;应用
  
  
  1 无砂大孔混凝土的特点及性能
  1.1 无砂大孔混凝土的主要特点
  无砂大孔混凝土不含有细骨料,是采用一定比例拌和水、粗骨料、水泥制成的。由于没有使用细骨料,因而混凝土体在硬化后,会有较大孔洞存在,且孔洞大小通常与粗骨料粒径相同。在无砂大孔混凝土中,通常可以将煤渣块、浮石等轻骨料,或是碎石、卵石等作为粗骨料[1]。根据这些特点,在实际应用中,无砂大孔混凝土施工比较简单,可以依靠自重下落,或是由人工插捣即可成型、无需机械振捣。材料表观密度通常在1500-1700kg/m3,具有质轻的特点。材料能节省水泥用量,和常规混凝土相比,达到同等强度仅需一半的水泥用量。材料表面和内部都有大量孔洞,能保证良好的排水性能。
  1.2 无砂大孔混凝土的制备及性能
  在无砂大孔混凝土的制备当中,同行使用425#普通硅酸盐水泥,根据不同用量确定抗压强度,在1.0-10.0MPa左右。使用5-40mm粒径的卵石、碎石等作为粗集料,含泥量不超过1%,针片状含量不超过15%,压碎值不超过15%。由于粒径会对无砂大孔混凝土性能产生重要的影响,因而在配合比设计中,对粒径应当合理选择,确保与施工要求相符合。如果减小骨料的粒径,将会提高强度,但是连通孔隙率、总孔隙率、透水系数等均会下降。所以在实际施工当中,应当根据具体需求对配合比加以确定[2]。
  无砂大孔混凝土的透水性,主要受到渗透系数、孔隙率的影响。经过测定发现,常规的无砂大孔混凝土一般具有20-30%的孔隙率,说明孔隙率水平比较大。通过测定渗透系数,常规无砂大孔混凝土具有6-8cm/s的渗透系数,比常规的岩土材料渗透系数更大,例如粗砂通常只有0.02-0.06cm/s的渗透系数。无砂大孔混凝土的稳定性一般比较良好,根据相关实验表明,无砂大孔混凝土的7天抗压强度通常能够达到1.7MPa,完全能够满足衔接部位回填料的强度需求。同时无砂大孔混凝土具有较多孔隙且孔道通畅,渗水性好,因而有较强的抗冲刷性能,与C50普通混凝土接近[3]。因此,无砂大孔混凝土的主要性能特点,在于稳定性好、抗冲刷性能好、强度高。
    2 无砂大孔混凝土在工程中的应用
  2.1 常规材料的应用
  在实际工程当中,无砂大孔混凝土以其独特的性能和优势,受到了比较广泛的应用。特别是在公路工程等各类结构物台背回填中比较适用。这是由于在桥台等结构物背后路堤填土中,在土自重及其它荷载影响下,会发生压缩变形,造成路堤下沉等,其中填土压实度、填土高度、填料选择等,均会影响压缩变形量。如果使用高液限黏土等填料,不容易压实,填筑后路基难以得到固结稳定状态,会发生较大沉降。填土高会增大土体压缩总量,增大土体重力,进而增大土体本身固结沉降量。施工中压实机械不能与桥台背结构物过于靠近碾压填土,因而会有漏压区,在车辆荷载作用下导致这部分填土压缩密实,进而发生沉降。填土后渗水性差,在雨水冲刷浸泡下容易出现高路堤断裂下沉的情况[4]。基于此,使用无砂大孔混凝土,对桥台背漏压区进行回填,能够解决压实不到位的情况。另外由于存在大量孔隙,具有良好的排水性能,能够迅速排走桥台背渗入的雨水,避免路堤软化,防止细料流失,降低路堤沉降现象,对工程质量及安全有更好的帮助。
  2.2 延伸材料的应用
  除了常规的无砂大孔经混凝土外,在实际工程中还可对一些延伸材料加以运用。例如无砂大孔绿化混凝土,能够满足花草生长需求,原料采用单粒级碎石、水泥等掺合料,制备的混凝土满足一定的强度、孔隙率要求。使用硫酸亚铁降低pH值,在混凝土孔隙中填入种子和营养土,植物在混凝土孔隙内部发芽生长。这种材料一般在道路隔离带、高速公路护堤中应用,能够在固土的同时对环境加以改善,是一种新型的生态型混凝土。还可使用无砂透水混凝土,其毛细作用小、透水性大,能够作为良好的地坪材料使用,使地表雨水更容易渗入地下,进而缓解城市地下水位下降过快的情况,对城市生态环境的保护和改善有较大的价值[5]。
  3 无砂大孔混凝土的工程应用案例
  在实际工程当中,无砂大孔混凝土的应用取得了理想的效果。以防城港市江山半岛环岛东路扩建工程为案例,项目位置在防城港市江山半岛,道路北部起始位置在西湾跨海大桥收费站附近,南部终止位置在中岛路和环岛西路交叉处,道路沿线和白浪滩一级公路、西湾环海大道相交。道路长度在17.3km,红线宽度在24m,设计速度在50km/h,是一条重要的城市主干路。在施工当中,路基范围内,包含10座1-3×3m的钢筋混凝土盖板涵,2座1-4×4m的钢筋混凝土盖板涵,1座4-1.2×2.0m的钢筋混凝土盖板涵,14座1-Ф1.5m钢筋混凝土圆管涵,4做2-Ф1.5m的钢筋混凝土圆管涵,总数量为31座。
  道路沿线还包括4座小桥、1座中桥、1座大桥。工程中上述所有结构物,都使用了无砂大孔混凝土进行台背回填处理,取得了理想的施工效果。在实际施工中,根据实际情况,将填土分压层压实填筑到一定高度,然后清除构造物50cm范围内没有充分压实的填土,将拌和好的无砂大孔混凝土浇筑,使用钢钎捣实。继续填土到一定高度,然后将填土清除,使用无砂大孔混凝土继续填筑,注意对混凝土接茬做好处理。完成一层混凝土浇筑后,继续填土之前使用尼龙彩条布在表层覆盖,下次浇筑混凝土钱,将尼龙布上填土清除,并将尼龙布去掉,然后再行浇筑,能确保接面良好粘结。
  4 结论
  无砂大孔经混凝土是一种新型的混凝土材料,和传统的常规混凝土相比,具有很多的特点和性能优势。无砂大孔经混凝土中不使用细集料,具备良好的透水性能,可加快水的渗入和排出。同时材料稳定性练好,强度高,抗冲刷性能优良,特别适用于各种道桥工程中的各种结构物台背回填施工,在实际应用中能体现出明显的优势。
  参考文献:
  [1]邢振贤,马荣佳,王雅楠.骨料品种对无砂大孔混凝土强度影响系数回归分析[J].混凝土,2012(11):73-74.
  [2]蔡珠,舒乐倩,李铁锋.无砂混凝土在铁路工程中的应用研究[J].石家庄铁道大学学报:自然科学版,2011,24(4):98-100.
  [3]邢振贤,闫翠英,倪磊,等.无砂大孔混凝土的植生性与抗冲性试验研究[J].混凝土,2011(10):127-129.
  [4]蒋符发.无砂大孔混凝土支撑渗沟在加固南友公路膨胀土滑塌边坡的应用[J].中国科技博览,2011(4):113-114.
  [5]刘畅.无砂大孔混凝土在混凝土砌块干垒挡土墙上应用的案例[J].建筑砌块与砌块建筑,2013(1):28-29.
  
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