鐵路橋梁高性能混凝土配合比設(shè)計參數(shù)研究

周榮貴

【摘 要】目前階段，高性能混凝土在國內(nèi)外的應(yīng)用范圍都極其廣泛，由于該種施工材料中的高性能砼構(gòu)成成分十分繁雜，各類構(gòu)成因素之間互相制約，很難通過統(tǒng)一的制定標準進行配比。論文對鐵路橋梁高性能混凝土配合比設(shè)計參數(shù)進行研究，結(jié)合數(shù)據(jù)通過闡述高性能混凝土的配合比設(shè)計著手。此次研究的目的是為了更好地提升現(xiàn)今鐵路橋梁工程的施工質(zhì)量。

【Abstract】At this stage， the scope of application of high performance concrete at home and abroad is very extensive， as the composition of high performance concrete is very complicated， factors restrict each other， it is difficult to develop a unified standard ratio. This paper analyzes the design parameters of mix ratio of high performance concrete for railway bridges， and combining with the data， explores the design of mix ratio of high performance concrete， in order to improve the quality of the current railway bridge construction.

【關(guān)鍵詞】鐵路橋梁；高性能混凝土；工程施工

【Keywords】railway bridge； high performance concrete； engineering construction

【中圖分類號】TU528.31 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）09-0191-03

1 引言

高性能混凝土又被簡稱之為，其能夠有效提高普通混凝土的性能，并在此基礎(chǔ)上應(yīng)用了現(xiàn)代施工混凝土配置技術(shù)制作出了性能更高的工程混凝土。依照混凝土不同的使用需求，可以在強度、工作性、經(jīng)濟實用性等多個性能中進行選擇性保障。在高性能混凝土的配置過程中，通常會具有水膠比低、原料較為優(yōu)質(zhì)、添加、等特點，都對道路橋梁的發(fā)展起到了積極的推動作用?；诖耍槍﹁F路橋梁高性能混凝土配合比設(shè)計參數(shù)這一課題展開深入的研究相當(dāng)有必要。

2 高性能混凝土的配合比設(shè)計原則

2.1 水膠比原則

在可塑狀態(tài)下，水膠比對混凝土的實際強度生成具有決定性的作用，下文將會通過對比試驗進行論證，與此同時，其還能夠?qū)炷劣不Ч某志眯跃哂幸欢ǖ恼嬗绊?。由于混凝土的強度與水膠比之間呈倒數(shù)比例關(guān)系，所以水膠比一經(jīng)確定后，便不能夠再隨意改變[1]。

2.2 最小水泥用量原則

為了有效降低混凝土的升溫速度，并達到增強混凝土的抗侵蝕性能目的，需要在混凝土強度符合相關(guān)施工強度標準的情況下，最大程度的降低水泥用量在膠凝材料中的參數(shù)值。

3 運用正交試驗方法進行高性能混凝土的配合比參數(shù)設(shè)計

高性能混凝土的配合比設(shè)計過程中的關(guān)鍵參數(shù)主要是指水膠比、礦參比、漿集比、砂率以及外加劑摻量五大點內(nèi)容。

高性能混凝土的關(guān)鍵性性能指標主要包括以下四點：抗折、抗壓強度以及抗凍、抗?jié)B性[2]。

目前階段中，聚羧酸高性能減水劑是鐵路橋梁施工現(xiàn)場比較常用的材料，不同的外加劑其自身的后側(cè)滑蓋成分以及性能之間都會存在比較大的差異性。

文中將會通過水膠比、礦摻比以及漿體百分比和砂率這幾點內(nèi)容開展正交試驗設(shè)計工作，希望能夠從中總結(jié)出影響高性能混凝土相關(guān)參數(shù)的影響規(guī)律，做到提升混凝土自身抗凍、耐久性等功能。

在這一過程中，通常會將水膠比：礦摻比之間的配合比參數(shù)設(shè)計為五個水平，將砂率：漿集之間的配合比參數(shù)設(shè)計為六個水平，進行多組試驗。

關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)的數(shù)據(jù)范圍如表1所示。

在試驗過后，需要針對相關(guān)設(shè)計參數(shù)、混凝土性能之間的聯(lián)系開展有價值的有效應(yīng)分析工作，檢驗實際的方差檢驗，本文采用軟件進行分析。相關(guān)分析結(jié)果如下：

①依照試驗結(jié)果表明，以抗凍性能以及耐久性能相關(guān)指數(shù)為因變量的主體間效應(yīng)試驗結(jié)果見表2內(nèi)容。

根據(jù)研究數(shù)據(jù)能夠明顯觀察到，高性能混凝土的抗凍耐久性指數(shù)的形成過程中，對于配比參數(shù)設(shè)計產(chǎn)生效應(yīng)的對應(yīng)關(guān)系為：砂率<水膠比<礦摻比<漿集比，后兩者產(chǎn)生的影響比較小。

②依照研究結(jié)果可知，通過28d抗壓強度這一因變量進行高性能混凝土主體之間的效應(yīng)實驗結(jié)果如表3所示。

根據(jù)表3中的數(shù)據(jù)可知，配合比設(shè)計參數(shù)對于高性能混凝土抗壓強度形成的影響相應(yīng)順序分別為：礦摻比<漿集比<砂率<水膠比，后三者相對來講，對高性能混凝土抗壓強度的形成影響不大。

4 鐵路橋梁高性能混凝土配合比配置途徑分析

4.1 混凝土配置的途徑及方法

在進行高性能混凝土的配置過程中要注重對混凝土公用的礦物質(zhì)進行調(diào)配，也就是說在實際配置中應(yīng)該將礦物質(zhì)和混凝土的比例掌握好[3]。一般情況下是將具有二氧化硅的活性成分礦物質(zhì)應(yīng)用于混凝土的空隙結(jié)構(gòu)中，這樣做的目的是降低混凝土因溫度的變化而出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象，在HPC技術(shù)的應(yīng)用下混凝土和煤灰粉實現(xiàn)了良好的配置融合，將混凝土界面存在的水泥水化后出現(xiàn)了氫氧化鈣和二氧化硅的沉淀反應(yīng)。在二者反應(yīng)的過程中，由于高性能堿水劑的添加，使得整個混凝土配合中產(chǎn)生了大面積的凝膠顆粒。凝膠顆粒在轉(zhuǎn)變的過程中會形成帶電的負荷反應(yīng)，在電排斥現(xiàn)象的帶動下實現(xiàn)了分散，最終使得混凝土的應(yīng)用具有很好的流動性。endprint

4.2 混凝土配置的過程分析

一般情況下鐵路橋梁混凝土應(yīng)用中的配置過程由六個部分組成，第一部分是混凝土配置中的摻水量計算，要按照和混凝土配置的具體應(yīng)用材料進行摻水量的預(yù)估計算。第二部分是混合漿體的體積計算，在這一過程中，要將混凝土和煤灰粉以及凝膠顆粒等混合后的體積進行預(yù)估，同時在進行混凝土體積預(yù)估的過程中要對混凝土混合中的孔縫隙進行測算，一般情況下混凝土孔縫隙的直徑為0.35到0.45之間。第三部分是混凝土集料用量計算，在這一過程中要根據(jù)實際的工程需求進行混凝土配合集料的計算。第四部分是對混凝土拌和中的用料分析。這一過程也要按照實際的工程需求拌和混凝土，在拌和的過程中要將各種材料的密度和體積因素充分考慮其中。第五部分是配合用料的實驗，將已經(jīng)測算好的混凝土及各種材料按照實際的需求進行專門的實驗，選定一塊施工地作為實驗的基地，進行實驗反饋，在實驗過程中注重對混凝土及各種配料的比例進行調(diào)整。第六部分是按照地區(qū)性差異進行專門的實驗用料分析，這一過程中將地區(qū)因素考慮進混凝土的配合應(yīng)用中，由于鐵路橋梁施工的環(huán)境狀況都不相同，因此在實際施工中要根據(jù)現(xiàn)場的地理環(huán)境進行專門的配合設(shè)計。

5 總結(jié)

通過上文中正交試驗方法的應(yīng)用，重點研究了水膠比、漿集比、礦摻比以及砂率四個指標對于高性能混凝土的抗壓和抗凍配比設(shè)計參數(shù)的影響。

試驗結(jié)果表明，對高性能混凝土抗凍性影響最大的是漿集比設(shè)計參數(shù)，對高性能混凝土抗壓強度影響最大的是水膠比設(shè)計參數(shù)。

另外在試驗過程中，能夠明確觀察到，砂率高性能混凝土各項高性能的形成影響比較小，而對于混凝土高性能形成影響比較大的是砂率，由此可知，在進行高性能混凝土配比設(shè)計工作期間，應(yīng)該注重在文中試驗結(jié)果中的取值范圍內(nèi)進行配比工作，換而言之，需要按照：

①計算出水膠比；

②優(yōu)化砂石料配置；

③計算出最優(yōu)砂率；

④依照鐵路橋梁的耐久性要求進行確定最終的漿集比、礦摻施工材料的摻混量。

【參考文獻】

【1】毛發(fā)強.關(guān)于高性能混凝土配合比的設(shè)計要點以及質(zhì)量控制的研究[J].江西建材，2017（21）：123.

【2】李國棟，王宗林.高性能混凝土板式構(gòu)件的早期收縮特性及預(yù)測模型[J].土木建筑與環(huán)境工程，2017（01）：93.

【3】惠洪義，鄒通，王超.高寒地區(qū)超寬箱梁C50高性能混凝土配合比設(shè)計與應(yīng)用[J].公路，2017（02）：188.endprint