掺和料双掺技术在铁路预制T梁C60泵送混凝土中的应用

朱茂胜

【摘要】结合本梁场的施工特点，阐述了粉煤灰和矿渣粉双掺技术在预制T梁C60泵送混凝土中的应用。通过在混凝土中掺入一定量的粉煤灰和矿渣粉，提高混凝土的工作性能、耐久性能和强度的同时也避免了由于水化热过高带来的梁体开裂问题。

【关键词】双掺；泵送混凝土；铁路预制T梁

1.工程概况

山西中南部铁路通道是我国第一条一次建成1600公里以上的大能力运煤铁路通道，30吨轴重开启了我国重载铁路的先河，在总结了以往运煤铁路建设的经验基础上，首次采用“中-活载ZH标准”（Z=1.2）。对铁路预制T梁也提出了新的挑战，设计混凝土强度为C60，使用年限100年。

2.原材料基本情况

2.1原材料

2.1.1 水泥

水泥采用平阴山水水泥有限公司P.O52.5水泥。

表1 水泥物理及力学性能检测情况

2.1.2 矿渣粉

矿渣粉采用济南鲁新新型建材有限公司S95矿渣粉。

2.1.3 粉煤灰

粉煤灰采用山东邹县发电厂C50及以上粉煤灰。

2.1.4 砂

砂子采用山东省宁阳县蒋集镇郑龙坝上砂场汶河河沙（中砂）。

2.1.5 石子

石子采用山東省泰安市岱岳区夏张镇泰丰石料厂5-20mm连续级碎石。

2.1.6 外加剂

外加剂采用山东华伟银凯建材有限公司聚羧酸高性能减水剂。

3.配合比设计

根据TB3043-2005《预制后张法预应力混凝土铁路桥简支T梁技术条件》和JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》对混凝土配合比的要求，结合我场T梁施工的一些特点（如泵送、附着式振捣器为主插入式振捣器为辅的振捣方式等）及高强度、高耐久性的要求，经过验算将水胶比确定为0.30及采用粉煤灰和矿渣粉双掺技术。

3.1 基准配合比

根据JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》的要求，基准配合比确定为：

水泥：砂：石子：水：外加剂=472：708：1106：142：5.66 （单位：kg）

3.2 双掺配合比

保持水胶比不变，在保证能满足拆模及初张拉时间的前提下，采用超量取代水泥法用粉煤灰和矿渣粉取代一定量的水泥，超量系数为：1.2，取代后的配合比为：

水泥：矿粉：粉煤灰：砂：石子：水：外加剂=405：30：50：708：1106：145：5.82 （单位：kg）

4.混凝土工作性能及力学性能对比

根据以上确定的配合比分别进行工作性能、力学性能及耐久性能的试验，试验结果如下：

5.结果分析

5.1提高混凝土工作性能

粉煤灰多为玻璃体微珠，表面光滑，能起到润滑作用，而且微珠具有吸附分散作用更利于水泥包裹的水分子的释放，有效改善混凝土的流动性，更利于施工。经过磨细的矿渣粉比水泥颗粒更细，更利于填补其它材料无法填补的空隙，使混凝土更加密实，也有效的减少了泵送混凝土的压力泌水率，更利于现场施工。

5.2减少水化热和提高混凝土强度

粉煤灰和矿渣粉的掺入有效的降低了水泥颗粒与水分子的接触几率，减少了单位时间内水泥与水的反应数量，从而有效的降低了水化热的产生，减少了梁体因水化热产生收缩裂缝的概率。掺入的粉煤灰和矿渣粉中的SiO2与水泥水化产生的Ca（OH）2发生二次水化反应，减少了Ca（OH）2与空气中CO2反应对混凝土产生的不良影响，改善了混凝土的微结构，从而提高了混凝土强度。

5.3提高混凝土的耐久性能

矿渣粉和粉煤灰的微集料效应和火山灰效应使混凝土的结构更致密，降低了有害离子侵入的几率，改善了混凝土的抗渗性和电通量。粉煤灰中含有许多疏松多孔的玻璃体，为混凝土提供了一定的密闭有益气泡，混凝土受冻收缩时能提供一定的收缩空间，对混凝土的抗冻性能有一定的改善。

6.结束语

通过在预制T梁混凝土中引入矿渣粉和粉煤灰双掺技术，能有效改善混凝土的工作性能，提高混凝土的强度和耐久性能。矿渣粉和粉煤灰都是工业废料，二者经加工用于工程施工，可以变废为宝，减少了对环境的污染，掺入的同时也减少了水泥的用量，从而取得良好的经济效益和社会效益。