橋梁承臺大體積高性能混凝土試驗研究

石遠遷

（四川億聚達工程檢測咨詢有限公司，四川 成都 610000）

新時代以來，隨著科技的不斷發展，新技術新設備不斷面世，給工程建設提供了較大便利，不僅提高了工作效率還提高了工程質量，因此大型橋梁等交通設施數量不斷增加，但橋梁工程也面臨很多問題，比如當地的氣候條件和水文條件都會對橋梁混凝土結構造成影響，這些問題將會制約著橋梁工程的質量，進而危及到人們的生命安全和經濟社會發展。因此尤其要加強對承臺混凝土的質量要求，要注意混凝土的強度、絕熱溫升、抗腐蝕性等。

1 原材料和試驗方法

1.1 原材料

原材料主要包括水泥、細骨料、粗骨料、粉煤灰、礦粉、外加劑以及水。在選擇水泥時應該選擇標準稠度較低、強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準的骨料；對于粉煤灰、礦粉等要嚴格按照國家出臺的相關標準，選擇最符合指標要求的物料。

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主要研究這三者的量和比例。首先，需要通過互聯網或系統查詢相關資料的方式，了解大體積高性能混凝土配合比的大概比值和試驗方法，結合實際情況，在充分論證的基礎上制定適合的實驗方案。其次，需要通過正交實驗來判斷配合比，將這三個量分別設置三個水平，同時控制粉煤灰等其他量，以此來確定基準配合比。

1.3 試驗方法

要嚴格按照混凝土試驗規章或標準進行拌合物性能、力學性能、抗凍、絕熱溫升等方面的測定。對于抗硫酸鹽腐蝕實驗則不能借助國外的砂漿膨脹率方法，而應該使用浸烘循環劣化試驗方法，需要先制作混凝土試件，并且要嚴格規定試件的尺寸，對混凝土試件進行養護，在養護時間超過兩天后再取出，放置到烘箱中進行干燥，需要嚴格控制烘箱的溫度在80 攝氏度左右，控制干燥時間為時4 小時左右，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格控制浸泡時間大約為8 小時，硫酸鈉溶液要控制濃度為5%，在浸泡結束之后需要再次晾干，同時放置到烘箱中在80 攝氏度的條件下進行14小時的干燥。冷卻兩小時后再次進行浸泡，24 小時為一個循環，每進行10 個循環就需要測量一次動彈性模量。

2 實驗結果與分析

2.1 拌合物性能

大體積混凝土的拌合物性能相對較好，所有樣品在一小時后坍落度都保持在15cm 到18cm 之間，均沒有超過20%。根據試驗結果顯示，拌合物性能符合要求和標準，具有比較好的流動性。

2.2 力學性能

混凝土的力學性能主要研究立方體抗壓強度、混凝土軸心抗壓強度與靜力抗壓彈性模量、混凝土劈裂抗拉強度三方面的內容。根據試驗結果顯示，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度造成較大影響，隨著摻量的不斷增加，混凝土的強度不斷降低；而且根據實驗結果可以看出，隨著時間的增長，摻合料對于混凝土強度的貢獻值將會不斷增加；此外，減水劑品種對大體積混凝土的力學性能沒有太大影響，無法左右抗壓強度，但是防腐劑卻能夠降低抗壓強度，如果參加1%左右的防腐劑，在經過28 天后抗壓強度將明顯降低9%左右，可見還需要嚴格控制防腐劑的使用。摻合料對其他兩方面的測試內容影響規律與對抗壓強度的影響規律基本相似。

2.3 干縮率

混凝土的干縮率隨齡期變化規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行合理確定，確保混凝土的干縮率符合規定要求和標準。

2.4 絕熱溫升

隨著時間的不斷增長，溫升值快速上升，在5 天左右達到峰值，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間段，三天時大概能達到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，從而影響到工程質量。

2.5 抗滲性

對于試件的抗滲等級超過p10 而且表面沒有滲水時，需要立刻停止實驗并且把試件打開，再測定滲水高度，根據試驗結果顯示，6 個試件的平均滲水高度大都保持在95～115 之間，這表明防腐劑、礦粉摻量大都對抗滲性能夠產生一些影響，但是抗震等級都已經符合設計要求和相關標準。

表1 混凝土的抗滲實驗結果

2.6 抗凍性

在研究抗凍性能時，需要測定指定凍融循環次數下的相對動彈性模量，經過試驗得出的數據顯示，動態性模量損失全部小于1%，質量損失全部小于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中，在通電量維持在800 到1200左右時，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驗主要通過研究相對動態模量的變化情況，結果顯示，在剛開始腐蝕的時候，相對動態性模量不斷增長，再增長一段時間后會達到峰值，達到峰值后會繼而下降，但是每個試樣出現峰值的時間、下降的速度、峰值的大小都是不相同的。在浸烘初期，并沒有出現非常明顯的劣化，因為混凝土的內部結構是存在很多空隙的，因此能夠容納相應的膨脹物，但是隨著循環次數的增多，膨脹物產量也會激增，最終會充滿孔隙，此時若腐蝕繼續，那么會產生更多的膨脹物，這時將會產生裂紋。通過實驗數據還可以發現，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抗硫酸鹽腐蝕能力，因此在具體實踐中，需要適當降低水膠比，適量添加摻合料和防腐劑。

3 結束語

在進行橋梁承臺大體積高性能混凝土試驗研究時，尤其要注意原材料和配合比，根據相關規定和要求選擇合適的材料，同時還要注意試驗方式方法。根據最終試驗結果顯示，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度增加干縮率，防腐劑和礦粉摻量會影響抗滲性。因此，必須要根據實驗結果進行合理分析，并且將發現的規律及應用到實際工作中，提高橋梁承臺大體積混凝土性能。