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在桥梁工程领域,桥面铺装材料的选择与应用一直是关乎桥梁安全与耐用的关键环节。传统桥面铺装材料,如用于正交异性钢桥面的混凝土结构,常面临强度不足、易开裂及耐久性差等问题,严重影响了桥梁的常规使用的寿命和行车安全。
近年来,随着材料科学的慢慢的提升,超高性能混凝土(UHPC)以其卓越的力学性能和耐久性,慢慢的变成为桥面铺装领域的新宠。UHPC不仅强度高、韧性好,而且耐久性远超传统混凝土,为解决传统桥面铺装材料的弊端提供了有效途径。
梁伟波等研究人员通过实践探索,将UHPC应用于桥梁加固与桥面铺装改造中,通过在桥梁腹板增设UHPC横隔板,明显提升了桥梁的整体性能。顾松的研究则进一步证实了UHPC相较于普通混凝土在耐磨耗和抗冲击性能上的巨大优势,表明UHPC能够大幅延长桥面铺装层的使用寿命。
UHPC之所以能在桥面铺装领域大放异彩,得益于其高强、高韧、高耐久性等优异特性。将UHPC用于桥面结构,能形成组合桥面板,这种桥面板不仅继承了混凝土桥面板的优点,而且所需厚度更小,却能明显提高桥面板的刚度,同时不会明显地增加结构自重。因此,UHPC被视为解决传统桥面铺装材料问题的理想方案。
为了逐步优化UHPC在桥面铺装中的应用,本研究团队开展了一系列胶砂试验,旨在探索一种强度等级为C120的UHPC配合比。试验过程中,团队用尽心思挑选了包括水泥、复合掺合料、细骨料、钢纤维和减水剂等在内的优质原材料,并按照最紧密堆积原理进行配合比设计。

试验方案涵盖了水胶比、减水剂掺量以及复合掺合料、石英砂和钢纤维的正交试验,以全面探究各组分对UHPC性能的影响。通过系统的试验与分析,团队最终确定了最优的UHPC配合比,该配比在保证高强度的同时,还拥有非常良好的工作性和耐久性。
在验证试验中,团队分别制备了胶砂试件和立方体试件,对UHPC的物理力学性能进行了全面检测。结果显示,优选组的UHPC在流动性、抗住压力的强度以及耐久性等方面均优于基准组,验证了正交试验优选结果的准确性。同时,试验还发现,胶砂试件的抗压强度增长规律与立方体试件一致,但抗弯拉强度无法直接反映UHPC的实际抗弯拉性能。

经过一系列严谨的试验与分析,本研究成功探索出了一种适用于桥面铺装的C120级UHPC配合比。该配比的UHPC不仅强度高、耐久性好,而且工作性能优异,为桥面铺装提供了一种高效便捷的材料选择。这一研究成果的取得,无疑将为桥梁工程领域的发展注入新的活力。
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