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建筑变形缝施工优化混凝土,提高桥梁的可持

作者:www.shqdjc.com(www.shqdjc.com) 发布于:2018-10-10 12:01:41 点击量:

基础设施建设是最大的贡献者的各种措施,变形缝建筑如能源消耗和二氧化碳对环境的影响的一个(CO)。2)排放量。在减少这种影响的持续动力。与ASCE的一致势头道德守则,一些工程师的规定在他的职业职责努力遵守可持续发展原则的行使。。此外,一些国家需要大量交通项目的环境影响进行分析(FHWA,2016)。例如,在马萨诸塞州,某些项目必须量化CO。2个排放和。..文件尽可能避免,减少或减轻对计划的对环境的破坏(马萨诸塞州,2010年)。除了类似的空气质量分析,但纽约仍然需要一些能源项目的影响分析(NYSDOT2010年)。

各种可持续性标准,比如长期规划,道路和能源与环境设计(LEED)绿色领导力,为建设一个变形缝施工方法有意减少结构工程师或业主使用对环境的影响。这些准则主要是列出来确定信用的广泛目标。例如,一家专注于资源分配类别的Envision作为结构工程师有这个评级系统提供了很大的影响,目标列表包括:减少所体现的净能量和支持可持续采购做法。显然,规范的方式来实现这些目标不是一个结束,它对那些谁缺乏可持续发展教育是一个挑战。这篇文章的目的是为实现设定了可持续性标准的整体可持续发展的目标提供了具体的战略,侧重于具体的可持续发展目标。

显著的环境影响

了解哪些阶段环境影响贡献最大的桥梁的生命周期,减少对环境的影响,以确定最有效的策略是有用的。一个典型的生命周期阶段包括桥:制造/生产,建设,运转/维护和寿命结束。

图1.如LCA结果的全球变暖潜势。

每个阶段都可以影响评估(LCA)用一种方法来量化的生命周期.总之,具有明确定义的系统边界号(特定项目的供应链中的特定部分)LCA量化对环境的影响,如全球变暖潜能。许多长期合作行动研究,并与大桥项目相关的排放量分析。一些研究报告在生命周期的每个阶段的结果。其他重点比较不同方案的排放弥合特定阶段。许多研究评估各种解决方案的上层建筑,子假设保持不变。对于具体的研究项目的长期合作行动可以用于量化上,下部替代的平衡,尽量减少对环境的影响。长期合作行动研究项目,这有助于确定影响最大的因素,哪些因素影响其大小或成本太高。图1显示了一个假设项目的LCA全球变暖潜势的结果。其他的环境影响类别也可以研究。

为了比较同意制造所产生的排放量最大/生产期变形缝建筑方法的整个生命周期排放量的研究。马丁(2011年),Hammervold等.。(2013)和Du等.。(2014)报道说,总的全球变暖的84%是由于初始阶段引起的,Dequidt报告为64%。Du等.(2014)也报道,大多数的CH4的初始阶段,所以如图2所示,不x和NH3的排放量。排放量在很大程度上水泥,钢铁回收次数(在美国是高)和有关钢铁生产使用的电源。因此,桥梁工程师应在初始制造/生产阶段为目标,以减少其最大的项目排放。

战略

替代胶凝材料

一种用于容纳混凝土结构的环境影响道路和其它结构的方法是减少或具有替代胶凝材料代替混凝土部分的所有的波特兰水泥含量(ACM)。这些材料也常常被称为补充胶凝材料(SCM)。尽管这两个词基本上是同义的,但这个词ACM更好地强调这些材料可以在很大程度上取代硅酸盐水泥,甚至可以在某些情况下可以使用。

图2.桥的例子的目的是延长寿命:一)300年(cMurarrie,2016),B)美国明尼苏达州圣第二AU布里斯班盖特威大桥设计寿命.安东尼瀑布大桥,100年的设计寿命(RJWatson,公司.,2016)C),纽约塔潘Zee的大桥,100年的设计寿命(cHDR,公司.,2016)。

由于许多ACM材料副产品制造,该结构对环境的影响可大大可以通过使用改进的。另一个好处是在ACM的热裂解,它是大体积混凝土结构特别有利的减少。此外,ACM可以提高长期的机械性能,降低的耐久性,如氯离子和碱的耐贯通性-二氧化硅反应,等.。因此,由于提高了使用寿命,将有二次环保效益,这可能一般被认为是,也可以通过明确设计使用寿命被认为是。事实上,通过合理的结构设计和使用,预期寿命可以大大延长超过达到常规水平。为了延长如图设计的结构的寿命例子.2。

有许多可能的ACM。与其他行业的天然废物的最低环境影响的人(虽然为了充分评估这是否是真的,有必要充分考虑到对环境的影响)。粉煤灰,高炉矿渣,硅粉是最常见的副产品。另一种是作为ACM产品包括其他的工业,农业和城市废物,以及粘土和火山灰等天然火山灰。

表格1.规范性与创新范围ACM的比较。

ACM率是至关重要的。在一些ACM,经济增长放缓的功率,这意味着应采取措施,确保有足够的力量在早期的年龄。工作也可能是关注的几个潜在的问题ACM。因此,本材料可以完全替代波特兰水泥几。ACM的各种组合已经成功地满足强度,可维护性和可施工的要求,还可以减少对环境的影响。规格表1中的整体......选择基础设施所有者(正常,即非高性能混凝土)给出允许通用ACM典型比例,以及创新的设计和研究项目的内部通知比例较高的ACM是可能的。

标准允许飞灰的百分比的所有者差异很大,但通常至置换率的30%(表示为粉煤灰相对于水泥质材料的总重量)。有些组织使用造成附加的要求,例如,规定可以使用的粉煤灰的类型(F类被认为是最优质的,也是常用的C类)。

其他组织的飞行使用更少的限制。例如,交通的得克萨斯部门(DOT),最多可允许35%的粉煤灰(假设其他限制得到满足),这是相同的奔驰,谁的比例。(2011)未能达到年初在房地产方面的妥协。另一个例子是运输部指定特拉华粉煤灰混凝土,其提供至少20%的飞灰除了证明可接受的性能,没有其他的最大值。此外,一些项目已经超过了前面提到的粉煤灰的上限。其中包括佛罗里达州的阳光天堂大桥和南卡罗来纳州库珀河大桥,分别为粉煤灰的50%和43%的利用率。Bouzouba和利用粉煤灰的比例较高Lachemi(2001年),他们开发了含70%粉煤灰高容量的混合材料。十字,谁进行的田间试验。利用粉煤灰作为碱和墙壁,飞灰的比例高(2005)100%C级对早期强度增益影响不大。ACM的相似水平可常规用于该计划的非成员-当这些部件在施工过程之后不需要充分发挥其设计实力,这是关键。

粉煤灰,矿渣建筑施工方法变形缝较高百分比的比较。例如,威斯康星州DOT最多允许渣机构的50%的少数人之一。在此之前的临界点,最终的结构和环境效益都有利。伊拉希等.(2010)表明,在28天后,和增强的强度,并且显著减少了氯离子的渗透性,虽然与100%的波特兰水泥的替代品,3天和7天上的强度降低性能权衡比较。考虑到结构的性能要求和环境目标的优势,也有创新的表演,最大限度地利用矿渣,明尼苏达州圣的75%使用炉渣作为ACM,包括弗吉尼亚詹姆斯河大桥一些例子.用安东尼瀑布大桥占69%,明尼苏达州的圣.采用16%粉煤灰安东尼瀑布大桥。图.图2b)。

飞灰和炉渣的硅粉比率被广泛使用,和限制的比例。因此,与其他ACM相比,使用它的好处是目前受到较大的限制。虽然调查和研究大多数情况下开展至今专注于使用单一ACM的,但ACM各种组合是可能。ACM是用于此目的(ASTMC1697,2010)存在混合ASTM标准。

除了对环境的最小化影响,两个主要挑战继续推动ACM的研究和开发。其中之一是上述权力前期的疲软。为了减轻这些影响,已经采取和正在考虑各种战略。例如,一种技术是填效果可以通过添加细石灰石等材料来实现。另一个值得关注的是,ACM本地需求可能会超过现有的供应。由于淘汰燃煤电厂和法规的变化,高品质粉煤灰的供应有时在未来的问题可能是一个更大的问题。

这个问题提供了一个有力的推动了研究,并评估新兴替代粉煤灰技术是目前可用。运输得克萨斯部门(SERAJ等.,2014)赞助的一项研究,研究可能的替代F级粉煤灰。六宗被确定ACM。然而,研究材料的成本通常花费两倍以上的粉煤灰,比水泥成本更高。增加使用炼钢过程渣,这在一定程度上是由所需的购买美国货维持,这可能有助于填补这一空白。

水泥生产效率

从能源厂购买水泥是一个可持续发展的战略。劳伦斯伯克利国家实验室,2008年的报告调查了40个多家工厂,以改善措施,提高能源利用效率,减少二氧化碳可以实现。2排放量。理想情况下,水泥工厂将能够提供一个环境产品声明,详细说明其产品对环境的影响。然而,在没有的情况的详细报告,你可以写规范,供应商水泥,以促进能源效率的投资,减少对环境的影响技术。

其他新兴技术

为了提高钢筋混凝土的可持续发展表现,也有一些新的技术。例如,代替钢抗腐蚀材料可以大大提高混凝土桥的使用寿命。耐腐蚀的增强材料包括不锈钢(SS),纤维增强的聚合物复合材料(FRP),镀锌钢(GRS)和低高碳铬钢加强件(LCC).与传统的钢(CS)相比,正确使用这些材料可以延长免维护寿命。

另一个策略是利用废弃的CO。2生产PCC的混合物作为。在本申请中建筑结构变形缝废气被循环向上CO2矿化在混凝土中,从而显著降低材料的碳足迹()碱激活粉煤灰混凝土(AAFAC)是另一种选择,它使用粉末可选地灰波特兰水泥100%。AAFAC依靠工业副产品显著减少他们的碳足迹,而许多人可能质疑PCC的耐久性也被强烈的抵触情绪困扰。混凝土可持续发展的评价和增进与包括完全可回收混凝土(CRC校验),硫铝酸钙(CSA)的水泥,再生混凝土骨料和混凝土等新兴技术加入。后建筑施工变形缝方法的策略已经成功地应用于混凝土路面,近年来的一些研究已经在再生骨料结构应用中取得了良好效果。

案例分析

表2.采用钢筋防腐工程实例大桥建设。

为了延长结构的使用寿命,在耐腐蚀性使用表桥接构件加固的2个例子。

结语

随着可持续发展的增长的知识库,工程师们可以期待新的替代品,而且越来越多的多的现有方法,以减少道路基础设施对环境的影响。生命周期分析(LCA)和寿命设计方法目前有许多优点,希望这些方法简单量化的结果和准确性才会有所改善。现有数据表明,ACM,变形缝建筑水泥生产的其他方面的改进,更耐腐蚀的增强材料工艺的最佳实践之一,以降低混凝土公路桥的影响,在使用中对环境,降低了结构的总体影响环境。


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