橋梁承臺大體積高性能混凝土試驗(yàn)研究

石遠(yuǎn)遷

（四川億聚達(dá)工程檢測咨詢有限公司，四川 成都 610000）

新時(shí)代以來，隨著科技的不斷發(fā)展，新技術(shù)新設(shè)備不斷面世，給工程建設(shè)提供了較大便利，不僅提高了工作效率還提高了工程質(zhì)量，因此大型橋梁等交通設(shè)施數(shù)量不斷增加，但橋梁工程也面臨很多問題，比如當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件和水文條件都會對橋梁混凝土結(jié)構(gòu)造成影響，這些問題將會制約著橋梁工程的質(zhì)量，進(jìn)而危及到人們的生命安全和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展。因此尤其要加強(qiáng)對承臺混凝土的質(zhì)量要求，要注意混凝土的強(qiáng)度、絕熱溫升、抗腐蝕性等。

1 原材料和試驗(yàn)方法

1.1 原材料

原材料主要包括水泥、細(xì)骨料、粗骨料、粉煤灰、礦粉、外加劑以及水。在選擇水泥時(shí)應(yīng)該選擇標(biāo)準(zhǔn)稠度較低、強(qiáng)度等級高的硅酸鹽水泥；骨料的選擇會影響到高性能混凝土的相關(guān)特性，因此在選擇的過程中要注意品種、吸水率、最大粒徑都符合要求和標(biāo)準(zhǔn)的骨料；對于粉煤灰、礦粉等要嚴(yán)格按照國家出臺的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，選擇最符合指標(biāo)要求的物料。

1.2 配合比

配合比對于提高混凝土性能是至關(guān)重要的，影響混凝土性能的因素主要包括水膠比、膠凝材料及摻合料摻量，因此在研究配合比時(shí)主要研究這三者的量和比例。首先，需要通過互聯(lián)網(wǎng)或系統(tǒng)查詢相關(guān)資料的方式，了解大體積高性能混凝土配合比的大概比值和試驗(yàn)方法，結(jié)合實(shí)際情況，在充分論證的基礎(chǔ)上制定適合的實(shí)驗(yàn)方案。其次，需要通過正交實(shí)驗(yàn)來判斷配合比，將這三個(gè)量分別設(shè)置三個(gè)水平，同時(shí)控制粉煤灰等其他量，以此來確定基準(zhǔn)配合比。

1.3 試驗(yàn)方法

要嚴(yán)格按照混凝土試驗(yàn)規(guī)章或標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行拌合物性能、力學(xué)性能、抗凍、絕熱溫升等方面的測定。對于抗硫酸鹽腐蝕實(shí)驗(yàn)則不能借助國外的砂漿膨脹率方法，而應(yīng)該使用浸烘循環(huán)劣化試驗(yàn)方法，需要先制作混凝土試件，并且要嚴(yán)格規(guī)定試件的尺寸，對混凝土試件進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，在養(yǎng)護(hù)時(shí)間超過兩天后再取出，放置到烘箱中進(jìn)行干燥，需要嚴(yán)格控制烘箱的溫度在80 攝氏度左右，控制干燥時(shí)間為時(shí)4 小時(shí)左右，在烘干后需要測定初始動彈性模量，然后再將其放倒硫酸鈉溶液中，在硫酸鈉溶液中需要嚴(yán)格控制浸泡時(shí)間大約為8 小時(shí)，硫酸鈉溶液要控制濃度為5%，在浸泡結(jié)束之后需要再次晾干，同時(shí)放置到烘箱中在80 攝氏度的條件下進(jìn)行14小時(shí)的干燥。冷卻兩小時(shí)后再次進(jìn)行浸泡，24 小時(shí)為一個(gè)循環(huán)，每進(jìn)行10 個(gè)循環(huán)就需要測量一次動彈性模量。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 拌合物性能

大體積混凝土的拌合物性能相對較好，所有樣品在一小時(shí)后坍落度都保持在15cm 到18cm 之間，均沒有超過20%。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果顯示，拌合物性能符合要求和標(biāo)準(zhǔn)，具有比較好的流動性。

2.2 力學(xué)性能

混凝土的力學(xué)性能主要研究立方體抗壓強(qiáng)度、混凝土軸心抗壓強(qiáng)度與靜力抗壓彈性模量、混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度三方面的內(nèi)容。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果顯示，在粉煤灰摻量保持一致的情況下，礦粉摻量會對混凝土的強(qiáng)度造成較大影響，隨著摻量的不斷增加，混凝土的強(qiáng)度不斷降低；而且根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，隨著時(shí)間的增長，摻合料對于混凝土強(qiáng)度的貢獻(xiàn)值將會不斷增加；此外，減水劑品種對大體積混凝土的力學(xué)性能沒有太大影響，無法左右抗壓強(qiáng)度，但是防腐劑卻能夠降低抗壓強(qiáng)度，如果參加1%左右的防腐劑，在經(jīng)過28 天后抗壓強(qiáng)度將明顯降低9%左右，可見還需要嚴(yán)格控制防腐劑的使用。摻合料對其他兩方面的測試內(nèi)容影響規(guī)律與對抗壓強(qiáng)度的影響規(guī)律基本相似。

2.3 干縮率

混凝土的干縮率隨齡期變化規(guī)律為一條平滑向上的曲線，這表明干縮率會隨著礦粉摻量的增加而增加，而且防腐劑對于干縮率的變化也沒有很大影響，因此，也需要對礦粉摻量進(jìn)行合理確定，確?；炷恋母煽s率符合規(guī)定要求和標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 絕熱溫升

隨著時(shí)間的不斷增長，溫升值快速上升，在5 天左右達(dá)到峰值，此后溫升值保持不變基本為一條平滑的直線。這表明，在前三天是水化熱集中釋放的時(shí)間段，三天時(shí)大概能達(dá)到35 攝氏度左右。雖然膠凝材料中有40%左右的摻合料，會讓絕熱溫升稍微降低，但是對于大體積高性能混凝土而言，還是需要注意溫度，防止由于高溫造成混凝土開裂，從而影響到工程質(zhì)量。

2.5 抗?jié)B性

對于試件的抗?jié)B等級超過p10 而且表面沒有滲水時(shí)，需要立刻停止實(shí)驗(yàn)并且把試件打開，再測定滲水高度，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果顯示，6 個(gè)試件的平均滲水高度大都保持在95～115 之間，這表明防腐劑、礦粉摻量大都對抗?jié)B性能夠產(chǎn)生一些影響，但是抗震等級都已經(jīng)符合設(shè)計(jì)要求和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

表1 混凝土的抗?jié)B實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.6 抗凍性

在研究抗凍性能時(shí)，需要測定指定凍融循環(huán)次數(shù)下的相對動彈性模量，經(jīng)過試驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)顯示，動態(tài)性模量損失全部小于1%，質(zhì)量損失全部小于5%，而且試件的外表完全沒有任何損耗，這表明混凝土的抗凍性能較好，能夠滿足工程建設(shè)需要。

2.6 抗氯離子滲透性

對于大體積混凝土的抗氯離子滲透性能試驗(yàn)中，在通電量維持在800 到1200左右時(shí)，所有試件的氯離子滲透性都是非常低的，這表明混凝土的抗氯離子滲透性能非常好。

2.7 抗硫酸鹽腐蝕性

對于混凝土的抗硫酸鹽腐蝕性實(shí)驗(yàn)主要通過研究相對動態(tài)模量的變化情況，結(jié)果顯示，在剛開始腐蝕的時(shí)候，相對動態(tài)性模量不斷增長，再增長一段時(shí)間后會達(dá)到峰值，達(dá)到峰值后會繼而下降，但是每個(gè)試樣出現(xiàn)峰值的時(shí)間、下降的速度、峰值的大小都是不相同的。在浸烘初期，并沒有出現(xiàn)非常明顯的劣化，因?yàn)榛炷恋膬?nèi)部結(jié)構(gòu)是存在很多空隙的，因此能夠容納相應(yīng)的膨脹物，但是隨著循環(huán)次數(shù)的增多，膨脹物產(chǎn)量也會激增，最終會充滿孔隙，此時(shí)若腐蝕繼續(xù)，那么會產(chǎn)生更多的膨脹物，這時(shí)將會產(chǎn)生裂紋。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)還可以發(fā)現(xiàn)，水膠比能夠破壞抗硫酸鹽腐蝕能力，防腐劑和摻合料則能增強(qiáng)抗硫酸鹽腐蝕能力，因此在具體實(shí)踐中，需要適當(dāng)降低水膠比，適量添加摻合料和防腐劑。

3 結(jié)束語

在進(jìn)行橋梁承臺大體積高性能混凝土試驗(yàn)研究時(shí)，尤其要注意原材料和配合比，根據(jù)相關(guān)規(guī)定和要求選擇合適的材料，同時(shí)還要注意試驗(yàn)方式方法。根據(jù)最終試驗(yàn)結(jié)果顯示，橋梁承臺大體積混凝土具有較好流動性和抗凍性、抗氯離子滲透性，礦粉摻量會降低混凝土強(qiáng)度增加干縮率，防腐劑和礦粉摻量會影響抗?jié)B性。因此，必須要根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行合理分析，并且將發(fā)現(xiàn)的規(guī)律及應(yīng)用到實(shí)際工作中，提高橋梁承臺大體積混凝土性能。