1、陶?；炷猎诓鸥咚偎贅蛄汗すこ讨械牡膽?yīng)用張揚江11 胡曙曙光2(1、江江西省南南昌公路路橋梁工工程有限限公司 南昌昌 33300035)（2江江西贛粵粵高速公公路股份份有限公公司 南昌 33300003）摘 要要：以南南昌至九九江高速速公路橋橋梁改造造為例，介紹了了輕骨料料陶?；旎炷僚渑浜媳仍O(shè)設(shè)計與施施工。通過試驗驗研究和和工程實實踐，提提出了適適合昌九九高速公公路橋梁梁改造維維修中輕輕骨料陶陶?；炷恋氖┦┕ぜ夹g(shù)和質(zhì)質(zhì)量控制制，對今今后舊橋橋梁橋面面鋪裝改改造輕骨骨料陶粒粒混凝土土的推廣廣使用有有著積極極的現(xiàn)實實意義。關(guān)鍵詞：橋梁工工程；舊舊橋梁改改造；輕輕骨料陶陶?；炷?；配配

2、合比設(shè)設(shè)計；施施工0 前前 言言南昌至九九江高速速公路（簡稱昌昌九高速速）為江江西南北北出省過過境大通通道，截截止目前前昌九路路營運時時間已長長達(dá)111年至114年之之久，對對推動江江西區(qū)域域經(jīng)濟(jì)的的發(fā)展做做出了巨巨大的貢貢獻(xiàn)。昌昌九高速速公路全全長1333kmm，共有有8499處橋涵涵構(gòu)造物物，昌九九高速公公路自開開通以來來，橋梁梁涵洞等等結(jié)構(gòu)物物的養(yǎng)護(hù)護(hù)基本上上以日常常小修維維護(hù)為主主，一直直未進(jìn)行行專項的的結(jié)構(gòu)物物加固，隨著營營運時間間的延伸伸、交通通量的增增長、軸軸載的加加重，路路面損壞壞日益嚴(yán)嚴(yán)重，橋橋梁局部部外觀破破損較多多，占到到了總數(shù)數(shù)量的773.44%，已已經(jīng)成為為一個影影響

3、昌九九高速公公路運營營安全的的潛在隱隱患。鑒于此，江西贛贛粵高速速公路股股份有限限公司決決定對昌昌九高速速公路進(jìn)進(jìn)行大規(guī)規(guī)模的綜綜合技術(shù)術(shù)改造。橋涵構(gòu)構(gòu)造物改改造的的的原則是是：安全全、可靠靠、經(jīng)濟(jì)濟(jì)。改造造后的橋橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)應(yīng)滿足足原設(shè)計計汽-超超20、掛-1120設(shè)設(shè)計荷載載標(biāo)準(zhǔn)及及正常使使用功能能的要求求。橋梁梁加固改改造尚屬屬世界性性的難題題。就加加固改造造而言，國內(nèi)外外目前均均無明顯顯優(yōu)越的的方法，大多采采取結(jié)構(gòu)構(gòu)加固法法；對于于新材料料應(yīng)用在在加固改改造中并并不多見見。昌九高速速公路技技術(shù)改造造首次采采用輕骨骨料陶粒粒，對主主線橋梁梁進(jìn)行鋪鋪裝。本本文將重重點介紹紹輕骨料料陶?；旎炷?/p>

4、土在在舊橋梁梁改造維維修中的的應(yīng)用。1 輕輕骨料陶陶?；炷粱颈靖拍钣锰樟！⑸?、水水泥、水水、外加加劑配制制而成的的混凝土土稱為陶陶粒式混混凝土，其容重重約為117000/mm3-118000/mm3。它它除了和和普通混混凝土一一樣牽涉涉到粗、細(xì)集料料、水泥泥和水以以外，還還涉及到到表觀密密度(原原稱容重重)的最最大限值值和最小小的強度度等級限限值，骨骨料中存存在大量量空隙，使之具具有輕質(zhì)質(zhì)、高強強等性能能，且變變形性能能良好，彈性模模量較低低，在一一般情況況下，其其收縮和和徐變也也較大。昌九高速速公路技技改選用用以頁巖巖為原材材料，其其堆積密密度為8800級級，最大大粒徑20mmm、顆顆

5、粒密度度14450 kg/m3、松堆密密度8800 kg/m3、顆粒級級配要求求見表11，筒壓壓法測定定強度2.55MPaa，（筒筒壓強度度與松堆堆密度的的經(jīng)驗關(guān)關(guān)系為FFt=00.488s。式中 Ft筒壓密密度MPPa，PPs松堆堆密度kkg/mm3）11h吸水水率225%，15次次凍融循循環(huán)（DD15）質(zhì)量損損失115%。安定性性試驗煮煮沸法平平均質(zhì)量量損失0.227，有有害雜質(zhì)質(zhì)含量要要求見表表2，粒粒型系數(shù)數(shù)要求見見表5。表1 8000級頁巖巖陶粒顆顆粒級配配要求品種名稱稱粒級劃分分（mmm）粒型不同篩孔孔累計篩篩余（按按質(zhì)量%）空隙率（%）Dminn1/2DDminnDmaxx2Dm

6、aax頁巖陶粒粒10-220普通型混混合級配配9030-77010050注：摘自自頁巖巖陶粒和和陶砂（GBB28440-881）。表2 8000級頁巖巖陶粒有有害物質(zhì)質(zhì)含量的的規(guī)定 品種名稱稱硫酸鹽(按SOO3%計計）氯鹽（按按CL-%計）含泥量%燒失量%有機質(zhì)雜雜質(zhì)頁巖陶粒粒0.55-23不深于標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)色表3 頁巖陶陶粒粒型型系數(shù)的的規(guī)定 骨料名稱稱粒型系數(shù)數(shù)大于規(guī)定定粒型系系數(shù)的允允許含量量（%）頁巖陶粒粒3.00202 輕輕骨料陶陶粒混凝凝土配合合比設(shè)計計2.1 配合合比設(shè)計計要求昌九高速速公路技技術(shù)改造造工程項項目輕骨骨料陶粒?；炷镣潦褂貌坎课粸闃驑蚝瓨蛎婷驿佈b層層混凝土土澆筑。配合比

7、比設(shè)計的的任務(wù)在在于確定定能獲得得預(yù)期性性能而又又最經(jīng)濟(jì)濟(jì)的混凝凝土各組組成材料料的用量量，它和和普通混混凝土配配合比設(shè)設(shè)計的目目的是相相同的，即在保保證結(jié)構(gòu)構(gòu) HYPERLINK /search.asp?keyword=%E5%AE%89%E5%85%A8&Types=News&Condition=title 安全使用用的前提提下，力力求使混混凝土具具有較理理想的技技術(shù)經(jīng)濟(jì)濟(jì)指標(biāo)，應(yīng)考慮慮以下44項基本本要求進(jìn)進(jìn)行配合合比設(shè)計計：(1)陶陶粒混凝凝土的設(shè)設(shè)計強度度等級與與堆密度度等級。(2)滿滿足施工工要求的的和易性性。(3)陶陶粒混凝凝土的性性能。(4)節(jié)節(jié)約水泥泥、合理理降低成成本。2.

8、2 配合合比設(shè)計計特點(1)除除強度、和易性性、耐久久性、經(jīng)經(jīng)濟(jì)性要要求外，還要考考慮堆密密度要求求。(2)陶陶?；炷恋亩讯衙芏戎髦饕Q決于骨料料的松堆堆密度和和在混凝凝土中體體積含量量。陶粒?；炷镣恋膹姸榷炔粌H取取決于水水灰比，而且骨骨料強度度和體積積含量對對其具有有很大的的影響。所以，在陶粒?；炷镣僚浜媳缺仍O(shè)計中中，必須須考慮骨骨料性質(zhì)質(zhì)這個重重要影響響因素。(3)陶陶粒呈多多孔結(jié)構(gòu)構(gòu)，必須須考慮其其吸水性性能的影影響。若若使用干干燥骨料料，則加加到混凝凝土中的的總水量量分為兩兩部分：有效用用水量即即與水泥泥形成水水泥漿的的水，其其多少決決定了灰灰漿的強強度。附加用用水量即即考慮

9、到到被陶粒粒在1hh內(nèi)吸走走的水量量。因此，陶陶粒混凝凝土的水水灰比也也分為兩兩種： 總水灰灰比即總總用水量量與水泥泥用量之之比。 有效水水灰比即即有效用用水量與與水泥用用量之比比。若預(yù)預(yù)先將陶陶粒作飽飽水處理理，則計計算配合合比時只只需考慮慮有效用用水量即即可。2.3 配合合比設(shè)計計原則陶?；炷恋膹姀姸鹊燃壖壟c水泥泥灰漿和和陶粒的的強度有有關(guān)。提提高陶粒?；炷镣翉姸鹊牡拇胧?1)選選用圓球球形的、顆粒級級配較好好的、筒筒壓強度度較高的的陶粒作作粗骨料料。(2)采采用普通通中砂作作細(xì)集料料。（昌昌九高速速公路技技術(shù)改造造采用江江西豐城城細(xì)度模模數(shù)2.64的的河砂）(3)選選用最大大粒徑

10、20mmm的陶陶粒作粗粗骨料。（昌九九高速公公路技術(shù)術(shù)改造采采用北京京北京新新橋技術(shù)術(shù)發(fā)展有有限公司司8000級普通通型頁巖巖陶粒粗粗集料。視密度度g=13880Kgg/m33、1hh吸水率率gS=3.22%。）(4)采采用較高高標(biāo)號的的普通硅硅酸鹽水水泥。（昌九高高速公路路陶?；旎炷敛刹捎玫乃酁榘舶不债a(chǎn)PP.0442.55海螺牌牌水泥。）(5)正正確選擇擇混凝土土水灰比比，使之之具有符符合施工工所要求求的和易易性指標(biāo)標(biāo)的最小小水灰比比。(6)選選擇與混混凝土拌拌合物的的和易性性相適應(yīng)應(yīng)的成型型與養(yǎng)護(hù)護(hù)制度。(7)摻摻入提高高混凝土土密實性性的化學(xué)學(xué)外加劑劑。（昌昌九高速速公路技技術(shù)改造

11、造采用昌昌特牌FFDN-2緩凝凝超塑化化劑）2.4 試驗驗依據(jù)(1)輕骨料料及輕骨骨料混凝凝土技術(shù)術(shù)規(guī)定和和試驗方方法（J788-2）(2)粘土陶陶粒和陶陶砂（GB228399-811）(3)普通混混凝土配配合比設(shè)設(shè)計規(guī)范范（JJGJ555-220000）(44)公公路橋涵涵施工技技術(shù)規(guī)范范（JJTJ0041-20000）(5)公路工工程水泥泥混凝土土試驗規(guī)規(guī)程（JTJJ0533-20000）(6)公路工工程水質(zhì)質(zhì)分析操操作規(guī)程程（JJTJ0056-84）(7)公路工工程集料料試驗規(guī)規(guī)程（JTJJ0588-20000）2.5 試配配參數(shù)的的選擇2.5.1水泥泥品種和和標(biāo)號 由于于陶粒表表面粗糙

12、糙多孔，要求較較多的水水泥漿包包裹其表表面，才才能滿足足混凝土土拌合料料和易性性要求。對高強強度陶粒?；炷镣粒瞬刹捎?22.5級級或以上上標(biāo)號水水泥，水水泥品種種和標(biāo)號號可按表表4選擇擇。表4 陶?；旎炷翆λ嗟牡囊?陶粒混凝凝土等級級較合理的的水泥標(biāo)標(biāo)號水泥品種種C4042.55級硅酸鹽水水泥、普普通硅酸酸鹽水泥泥2.5.2陶粒粒的松堆堆密度 陶粒粒松堆密密度是影影響混凝凝土堆密密度和強強度的最最重要的的因素，在進(jìn)行行配合比比設(shè)計時時必須考考慮其作作用。松松堆密度度取決于于顆粒密密度、顆顆粒大小小及粒型型等，陶陶粒含水水率也有有很大影影響，因因此，在在配合比比設(shè)計過過程中，采用絕絕

13、對干燥燥時陶粒粒的松堆堆密度。對于橋橋面鋪裝裝這種結(jié)結(jié)構(gòu)輕骨骨料混凝凝土，松松堆密度度應(yīng)為7700 kg/m3-8000kg/m3。2.5.3最小小、最大大水泥用用量 陶?；旎炷恋牡乃嘤糜昧颗c陶陶粒品種種規(guī)格關(guān)關(guān)系見表表5。對對某一品品種的輕輕骨料其其混凝土土強度等等級和水水泥用量量都有一一定限度度。考慮慮混凝土土水化熱熱、收縮縮、徐變變等影響響，陶粒?；炷镣磷畲笏嘤昧苛坎怀^過5500 kgg/m33。表5 陶?；旎炷磷钭钚∷嗄嘤昧?陶?；炷恋燃壖壊煌啥讯衙芏忍仗樟５乃嘤昧苛浚╧gg/m33）600700800C40-420-5000410-49002.5.4用水水量

14、 陶?；旎炷僚渑浜媳鹊牡挠盟苛恳杂行в盟苛勘硎緯r時，根據(jù)據(jù)混凝土土不同用用途、及及其施工工要求的的和易性性，參照照表6選選用。表6 陶粒混混凝土有有效用水水量 序號用途和易性有效用水水量（kkg/mm3）工作度（S）坍落度（MM）1預(yù)制混凝凝土構(gòu)件件300-300155-20002現(xiàn)澆混凝凝土1機機械振搗搗2人工工振搗或或鋼筋較較密-30-55050-880165-2100200-2200注：本表表值采用用普通砂砂。2.5.5水灰灰比 陶粒混混凝土配配合比中中的水灰灰比一般般用有效效水灰比比表示。由于水水灰比對對陶?；旎炷恋牡男阅芴靥貏e是耐耐久性能能有很大大影響。水灰比比太大將將使混

15、凝凝土的密密實度大大大降低低，在周周圍介質(zhì)質(zhì)長期作作用下，會導(dǎo)致致混凝土土或鋼筋筋混凝土土內(nèi)部結(jié)結(jié)構(gòu)的破破壞，最最終使整整個結(jié)構(gòu)構(gòu)物遭受受破壞。所以，對最大大水灰比比必須加加以限制制。為滿滿足耐久久性的要要求，根根據(jù)公公路橋涵涵施工技技術(shù)規(guī)范范（JJTJ0041-20000)的的要求，其最大大水灰比比應(yīng)符合合表7的的規(guī)定。表7 陶?；旎炷磷钭畲笏一冶?混凝土所所處環(huán)境境條件不受風(fēng)雪雪影響受風(fēng)雪影影響、位位于水中中及水位位升降范范圍內(nèi)、潮濕環(huán)環(huán)境嚴(yán)寒地區(qū)區(qū)水位升升降范圍圍內(nèi)、受受水壓作作用寒冷地區(qū)區(qū)水位升升降范圍圍內(nèi)最大水灰灰比-0.7000.6550.6002.5.6粗細(xì)骨骨料總體體積 粗

16、細(xì)骨骨料總體體積是指指配制11m3陶陶粒混凝凝土所需需粗細(xì)骨骨料松散散體積的的總和。它是用用松堆密密度法設(shè)設(shè)計配合合比時的的一個重重要參數(shù)數(shù)。粗細(xì)細(xì)骨料總總體積主主要與粗粗骨料的的粒型、細(xì)骨料料的品種種有關(guān)。密實結(jié)結(jié)構(gòu)陶粒粒混凝土土粗細(xì)骨骨料總體體積，可可按表88選用。表8 粗細(xì)骨骨料總體體積 粒型細(xì)骨料品品種總體積（m3）普通型頁頁巖陶粒粒普通砂1.300-1.402.5.7砂率率 砂砂率混凝凝土和易易性及硬硬化后的的堆密度度、強度度與變形形性能等等有較大大影響。采用普普通砂時時的砂率率（體積積比）見見表9。表9 陶?；旎炷辽吧奥剩w體積比） 用途細(xì)骨料品品種砂率(%)現(xiàn)澆混凝凝土普通砂4

17、0-6602.5.8外加加劑 陶?；旎炷猎试试S采用用外加劑劑（如減減水劑、泵送劑劑、引氣氣劑等），其摻摻量通過過試驗確確定。2.6 配合合比設(shè)計計方法陶粒混凝凝土的配配合比設(shè)設(shè)計，一一般采用用松散體體積法，以干堆堆密度為為基礎(chǔ)，即假定定1m33混凝土土的干堆堆密度為為其各組組成材料料的干質(zhì)質(zhì)量之總總和，以以此為依依據(jù)通過過試驗調(diào)調(diào)整配合合比。2.7 配合合比設(shè)計計要點基本和普普通混凝凝土相似似，但須須注意: 必須須考慮陶陶粒對混混凝土一一系列性性能的影影響，其其中最重重要的是是對混凝凝土堆密密度的影影響,必必須考慮慮陶粒吸吸水率對對混凝土土用水量量的影響響。2.8 配合合比設(shè)計計步驟（1）根

18、根據(jù)原材材料性能能和陶粒?；炷镣恋脑O(shè)計計強度、堆密度度、和易易性要求求，參照照表6-表111,選擇擇有關(guān)參參數(shù)（水水泥用量量、有效效用水量量、砂率率、或確確定總用用水量）。（2）根根據(jù)表110選擇擇粗細(xì)骨骨料總體體積Vqq+s；（3）根根據(jù)粗細(xì)細(xì)骨料總總體積及及砂率，求出11m3陶陶?；炷林屑?xì)細(xì)骨料用用量：VVs=VVq+ss*Spp（M33） S=Vs*S（kg）式中：VVs-砂砂體積MM3； Spp-砂率率（%）； S-細(xì)骨料料質(zhì)量kkg； SS-細(xì)骨骨料松堆堆密度（kg/m3）。（4）計計算1MM3陶粒?；炷镣林刑樟ＡＳ昧浚?Vqq=Vqq+sVs（m3） Q=Vq*q（kg）式

19、中：VVq-陶陶粒體積積（m33）；q-陶陶粒松堆堆密度（kg/m3）；Q-陶粒粒質(zhì)量（m3）；q-陶陶粒松堆堆密度（kg/m3）。（5）根根據(jù)施工工要求和和易性選選擇用水水量：根根據(jù)表88，再根根據(jù)陶粒粒1h的的吸水率率計算附附加水，則總用用水量為為 Wz=W+QQ*gSS（kgg）式中：WWz-總總用水量量（kgg）； W-有效用用水量（kg）； Q-陶粒用用量（kkg）； ggS-陶陶粒1hh吸水量量（%）。（6）根根據(jù)計算算材料用用量估算算混凝土土干密度度g。 g=1.115C+Q+SS（kgg/m33）式中：CC水泥泥用量（kg）。估算出的的干堆密密度應(yīng)符符合設(shè)計計要求，誤差5%，否

20、則需需重新調(diào)調(diào)整計算算。（7）試試拌調(diào)整整配合比比。根據(jù)試模模大小和和組數(shù)計計算試樣樣體積，乘以11.055系數(shù)，作為試試配實際際用量體體積，進(jìn)進(jìn)行混凝凝土試配配。為選擇較較優(yōu)的配配合比，可根據(jù)據(jù)基準(zhǔn)配配合比水水泥用量量，另選選相鄰22個水泥泥用量（300 kgg/m33）同時時進(jìn)行試試配。最最后選定定滿足設(shè)設(shè)計需求求的水泥泥用量最最小的配配合比。（8）確確定施工工配合比比。根據(jù)試驗驗室配合合比、各各種骨料料濕堆密密度調(diào)整整配合比比，即得得施工配配合比。昌九高高速公路路技術(shù)改改造橋涵涵加固維維修頁巖巖陶料混混凝土材材料有量量（kgg/m33）為：水泥4450 kg/m3、細(xì)集料料8133 kg

21、g/m33、粗集集料6118 kkg/mm3、水水1700 kgg/m33、外加加劑111.255 kgg/m33。3dd的抗壓壓強度為為38.64MMPa,達(dá)到配配制強度度的777.4%。 圖113 陶陶粒混凝凝土施工工陶?；炷恋氖┦┕すに囁嚮九c與普通混混凝土相相似。但但由于陶陶粒的堆堆密度小小和多孔孔結(jié)構(gòu)吸吸水的特特性，在在施工過過程中務(wù)務(wù)必注意意，才能能保證工工程質(zhì)量量。3.1 配料料要求陶?；炷粮鹘M組份配料料計量允允許誤差差見表110。在在生產(chǎn)前前及生產(chǎn)產(chǎn)過程中中，應(yīng)經(jīng)經(jīng)常性檢檢測粗細(xì)細(xì)骨料中中的含水水量并及及時相應(yīng)應(yīng)調(diào)整加加水量。建議陶陶粒在拌拌和混凝凝土前預(yù)預(yù)先澆水水濕潤

22、，以利于于混凝土土強度的的增長。表10 陶粒?；炷镣僚淞嫌嬘嬃吭试S許誤差 序號材料名稱稱允許誤差差（%）1陶粒、砂砂32水泥、水水、外加加劑23.2 設(shè)備備采用帶電電子稱重重裝置、自動稱稱水系統(tǒng)統(tǒng)的7550型以以上的強強制式混混凝土攪攪拌機，若配合合比中有有外加劑劑，宜采采用液體體外加劑劑溶于水水中攪拌拌混凝土土。混凝土運運輸車宜宜選擇泵泵送混凝凝土輸送送車，同同時要經(jīng)經(jīng)可能減減少倒運運時間，避免混混凝土在在澆筑前前出現(xiàn)初初凝現(xiàn)象象。宜選擇低低頻低幅幅混凝土土振搗器器，不宜宜采用振振搗功率率強大的的機械設(shè)設(shè)備，避避免使混混凝土發(fā)發(fā)生離析析情況。3.3 混凝凝土攪拌拌采用強制制式攪拌拌機的加加

23、料順序序及攪拌拌時間見見圖2: 圖2使用外加加劑時，優(yōu)先選選擇液體體外加劑劑。使用用粉劑時時，建議議先將外外加劑溶溶化在水水中，待待混合溶溶液均勻勻后一起起加入混混合料中中攪拌均均勻。3.4 混凝凝土運輸輸陶?；炷翑嚢璋韬?，宜宜經(jīng)可能能快地運運至施工工現(xiàn)場并并立即澆澆筑入模模。如在在停放或或運輸過過程中出出現(xiàn)和易易性損失失，宜在在澆筑前前進(jìn)行人人工或機機械二次次攪拌恢恢復(fù)混凝凝土和易易性。在未采取取緩凝措措施時，混凝土土從攪拌拌機卸出出后到澆澆筑完成成，一般般不宜超超過600minn。3.5 混凝凝土的澆澆筑與成成型陶粒混凝凝土橋面面鋪裝澆澆筑成型型參數(shù)見見表111。使用用插入式式振搗棒棒

24、時，振振搗時間間要比普普通混凝凝土?xí)r間間短，避避免混凝凝土過振振離析。表11 陶粒粒混凝土土橋面鋪鋪裝澆筑筑成型參參數(shù) 構(gòu)件類型拌和物類類型構(gòu)件厚度度（cmm）澆筑方式振搗方式振搗時間間（S）板式橋面面鋪裝普通砂+陶粒20一次成型型表面振搗搗30-660注：振搗搗時間上上限，適適用于配配筋較密密的結(jié)構(gòu)構(gòu)。3.6 混凝凝土的養(yǎng)養(yǎng)護(hù)陶粒內(nèi)部部吸收的的水分，隨著混混凝土表表面水分分的蒸發(fā)發(fā)，會從從陶粒內(nèi)內(nèi)部不斷斷向灰漿漿中轉(zhuǎn)移移。在一一定時間間內(nèi)能自自動供給給水泥水水化用水水，造成成良好的的養(yǎng)護(hù)條條件。在在溫暖和和潮濕的的氣候條條件下，陶粒混混凝土中中的水分分就可以以保證水水泥的水水化，可可不需覆覆蓋和噴噴水養(yǎng)護(hù)護(hù)。但在在夏季炎炎熱干燥燥的氣候候條件下下，仍必必須進(jìn)行行覆蓋和和灑水養(yǎng)養(yǎng)生