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溯本求源,方得始终 精选

已有 2702 次阅读 2021-7-8 08:19 |系统分类:观点评述

前段时间,去某高速进行技术论证。起因是某施工企业习惯性按以前《预应力混凝土桥梁用塑料波纹管》 (JT/T529-2004)进行波纹管采购并部分应用于预制 T梁工程中,而现在执行新版《预应力混凝土桥梁用塑料波纹管》(JT/T529-2016),两本规范中对塑料波纹管型号和材料要求存在差异,新旧规范差异主要在于材质及波纹管的螺旋形状明显不同,上级质监部门发现了这个问题,但木已成舟,面临着能用或是不能用的问题,需要进行专家论证,确定到底该如何处理。

根据“某高速原材料质量管控约谈会 ”会议要求,施工企业展开了混凝土强度、钢筋等原材料质量分析,结果表明除波纹管外,其它原材料及混合料性能均能满足现行规范要求,根据综合数据分析,使用《预应力混凝土桥梁用塑料波纹管》JT/T529-2004采购的波纹管,并未发现明显质量缺陷,从企业角度肯定希望已经生产的T梁继续使用,在以后的生产中再按新规范执行,而从业主角度,既然新规范已经颁布实施几年,不符合新规范要求就需要处理,怎么处理、处理到什么程度自己心里也没底。

首先看看《预应力混凝土桥梁用塑料波纹管》(JT/T529-2004),与《预应力混凝土桥梁用塑料波纹管》(JT/T529-2016)版的差异所在。

这两本标准都是适用于以高密度聚乙烯树脂(HDPE)或聚丙烯(PP)为主要原料,经热熔挤出成型的预应力混凝土桥梁用塑料波纹管。

新版规范对管型、接头等结构要求进行了约定,这更便于对施工质量进行控制,但既然已经完工,保障了质量,关注点转移到了材质要求!2004版规范中,原材料要求为:塑料波纹管原材料应使用原始状态,严禁使用分装和再造颗粒原料。高密度聚乙烯(HDPE)应满足GB/T11116的要求,聚乙烯(PP)应满足GB/T18742.1的要求。而2016年版的材质要求是一样的,但多了以下要求:采用注塑成型的塑料波纹管,灰分含量不应超过7%,氧化诱导时间不小于14min。经抗老化试验后,不应出现分层、开裂或气泡。

而施工企业做了新版规范要求的氧化诱导时间指标,不满足要求,为10min。

氧化诱导时间(又称为动态OIT)是高分子材料的一种热学性能参数。简单的说就是一定的温度下,当材料暴露在氧气或者空气气氛下,材料发生氧化所需要的时间!

氧化诱导时间指标(OIT)是测定式样在高温(200摄氏度)氧气条件下开始发生自动催化氧化反应的时间,是评价材料在成型加工、储存、焊接和使用中耐热降解能力的指标。氧化诱导期(简称OIT)方法是一种采用差热分析法(DTA)以塑料分子链断裂时的放热反映为依据,测试塑料在高温氧气中加速老化程度的方法。其原理是:将塑料式样与惰性参比物(如氧化铝)置于差热分析仪中,使其在一定温度下用氧气迅速置换式样室内地惰性气体(如氮气)。测试由于式样氧化而引起的DTA曲线(差热谱)的变化,并获得氧化诱导期(时间)OIT(min),以评定塑料的防热老化性能。

所以,诱导氧化时间(动态OIT)是反应材料耐氧化分解能力的一种参数,还是非常有意义的,通常管道都检测这个参数!

高密度聚乙烯(HDPE)和聚乙烯(PP)应用于管材生产,广泛应用于市政和建筑给排水、燃气、供热采暖、电线电缆穿线、农用节水灌溉等领域。

而管材应用于气液输送或穿线,如抗氧化性能不良,必然留下隐患,可能要造成巨大损失,从这个意义上讲,要求其抗氧化性能是必须的,规范考虑的应用领域,对此类材料的制品要求抗氧化性能也是基于安全考虑。

而在预制梁中的波纹管首先埋置在钢筋骨架内,浇筑完混凝土便被埋在混凝土中,待已经预先穿在里面的钢绞线加载完预应力后进行注浆封闭,也就是说,施工完毕后的波纹管完全处于绝氧环境,唯一可能被氧化的是在工厂生产完后储存、运送过程!

基于此,专家组论证后给出一致意见:虽然材质和管型不满足现行规范要求,但不会造成明显工程质量缺陷,建议后续施工的波纹管一定按照现行规范要求进行采购或是采用符合现行行业标准《预应力混凝土用金属波纹管》JG225的金属波纹管。

技术疑难化解了,溯本求源很重要。

有个很有意思的例证,我国现有铁路采用的是1435mm(4.85英尺)的国际标准轨距,怎么来的呢?溯本求源,我国采用的是美国标准,美国使用的铁轨轨距是4.85英尺,这是从何而来的呢?原来这是英国铁路的标准,因为美国早期的铁路都是英国人设计建造的。那么英国的标准又从何而来呢?答案是最初的英国铁路是由建电车轨道的人设计的,而4.85英尺,就是电车轨道的标准。 

继续溯源,电车轨道的标准从何而来?原来最早是以马车的轮宽做标准。那么马车的轮宽——这个4.85英尺究竟从何而来?答案在古罗马人手里。4.85英尺正是古罗马战车的宽度。那么古罗马人为何使用4.85英尺作为战车的轮距呢?谜底就是4.85英尺是两匹拉战车的马的屁股宽度。


据英国第一条蒸汽机推动的铁路设计师George Stephenson的儿子Robert后来在国会上回忆说:1435mm轨宽也不是他父亲定的,而是从家乡地区承袭来的。他说1435mm的轨宽,“没有任何科学理论上的依据,纯粹是因为已经有人在用了”。

知道来龙去脉,也便于回答为什么,也便于采取技术创新,而不是必须如此!

又比如,我国结构设计中普遍采用28d抗压强度作为混凝土特征强度进行要求,普通混凝土在正常的养护条件下,前七天抗压强度增长较快,7d-14d之间增长稍慢,而28d以后,强度增长更是比较缓慢。也就是说,28d以后抗压强度为标准强度,作为设计和施工检验质量的标准是可靠可行的。国标规范《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2015中,在第7.1.2节中,对评定混凝土强度龄期作了规定,一般混凝土为28天龄期。

而我们现在推广高性能混凝土,高性能混凝土的一个特征是掺入了掺合料,耐久性较普通混凝土有了很大提高,而强度的发展也与普通混凝土不同。纯水泥水化产生了石灰,石灰本身强度极低,而掺合料中的活性二氧化硅与活性三氧化二铝,与强度很低的石灰进行的二次水化反应,产生了强度很高的水泥石,细化了毛细孔,也使骨料与砂浆的界面得到强化,混凝土强度得到大幅度提高。

 

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水化以及二次水化反应要持续很长一段时间,也就是说强度也会一直稳步发展很长时间,实验也表明,28d以后高性能混凝土强度一直在增长,到56d可增长10-20%,1年以后能增长50%。显然,如果以28d的强度作为标准强度,将使高性能混凝土的性能不能充分发挥。

铁路高性能混凝土也因此要求以56天抗压强度评定,而不是28天强度,当然,从进度和质量多角度考虑,也对28d强度进行相应的要求,这在我们很多工程,特别涉及到承受荷载比较晚的构件,如桩基础、筏板应该考虑借鉴。




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