桥梁承台大体积高性能混凝土试验研究

石远迁

（四川亿聚达工程检测咨询有限公司，四川 成都 610000）

新时代以来，随着科技的不断发展，新技术新设备不断面世，给工程建设提供了较大便利，不仅提高了工作效率还提高了工程质量，因此大型桥梁等交通设施数量不断增加，但桥梁工程也面临很多问题，比如当地的气候条件和水文条件都会对桥梁混凝土结构造成影响，这些问题将会制约着桥梁工程的质量，进而危及到人们的生命安全和经济社会发展。因此尤其要加强对承台混凝土的质量要求，要注意混凝土的强度、绝热温升、抗腐蚀性等。

1 原材料和试验方法

1.1 原材料

原材料主要包括水泥、细骨料、粗骨料、粉煤灰、矿粉、外加剂以及水。在选择水泥时应该选择标准稠度较低、强度等级高的硅酸盐水泥；骨料的选择会影响到高性能混凝土的相关特性，因此在选择的过程中要注意品种、吸水率、最大粒径都符合要求和标准的骨料；对于粉煤灰、矿粉等要严格按照国家出台的相关标准，选择最符合指标要求的物料。

1.2 配合比

配合比对于提高混凝土性能是至关重要的，影响混凝土性能的因素主要包括水胶比、胶凝材料及掺合料掺量，因此在研究配合比时主要研究这三者的量和比例。首先，需要通过互联网或系统查询相关资料的方式，了解大体积高性能混凝土配合比的大概比值和试验方法，结合实际情况，在充分论证的基础上制定适合的实验方案。其次，需要通过正交实验来判断配合比，将这三个量分别设置三个水平，同时控制粉煤灰等其他量，以此来确定基准配合比。

1.3 试验方法

要严格按照混凝土试验规章或标准进行拌合物性能、力学性能、抗冻、绝热温升等方面的测定。对于抗硫酸盐腐蚀实验则不能借助国外的砂浆膨胀率方法，而应该使用浸烘循环劣化试验方法，需要先制作混凝土试件，并且要严格规定试件的尺寸，对混凝土试件进行养护，在养护时间超过两天后再取出，放置到烘箱中进行干燥，需要严格控制烘箱的温度在80 摄氏度左右，控制干燥时间为时4 小时左右，在烘干后需要测定初始动弹性模量，然后再将其放倒硫酸钠溶液中，在硫酸钠溶液中需要严格控制浸泡时间大约为8 小时，硫酸钠溶液要控制浓度为5%，在浸泡结束之后需要再次晾干，同时放置到烘箱中在80 摄氏度的条件下进行14小时的干燥。冷却两小时后再次进行浸泡，24 小时为一个循环，每进行10 个循环就需要测量一次动弹性模量。

2 实验结果与分析

2.1 拌合物性能

大体积混凝土的拌合物性能相对较好，所有样品在一小时后坍落度都保持在15cm 到18cm 之间，均没有超过20%。根据试验结果显示，拌合物性能符合要求和标准，具有比较好的流动性。

2.2 力学性能

混凝土的力学性能主要研究立方体抗压强度、混凝土轴心抗压强度与静力抗压弹性模量、混凝土劈裂抗拉强度三方面的内容。根据试验结果显示，在粉煤灰掺量保持一致的情况下，矿粉掺量会对混凝土的强度造成较大影响，随着掺量的不断增加，混凝土的强度不断降低；而且根据实验结果可以看出，随着时间的增长，掺合料对于混凝土强度的贡献值将会不断增加；此外，减水剂品种对大体积混凝土的力学性能没有太大影响，无法左右抗压强度，但是防腐剂却能够降低抗压强度，如果参加1%左右的防腐剂，在经过28 天后抗压强度将明显降低9%左右，可见还需要严格控制防腐剂的使用。掺合料对其他两方面的测试内容影响规律与对抗压强度的影响规律基本相似。

2.3 干缩率

混凝土的干缩率随龄期变化规律为一条平滑向上的曲线，这表明干缩率会随着矿粉掺量的增加而增加，而且防腐剂对于干缩率的变化也没有很大影响，因此，也需要对矿粉掺量进行合理确定，确保混凝土的干缩率符合规定要求和标准。

2.4 绝热温升

随着时间的不断增长，温升值快速上升，在5 天左右达到峰值，此后温升值保持不变基本为一条平滑的直线。这表明，在前三天是水化热集中释放的时间段，三天时大概能达到35 摄氏度左右。虽然胶凝材料中有40%左右的掺合料，会让绝热温升稍微降低，但是对于大体积高性能混凝土而言，还是需要注意温度，防止由于高温造成混凝土开裂，从而影响到工程质量。

2.5 抗渗性

对于试件的抗渗等级超过p10 而且表面没有渗水时，需要立刻停止实验并且把试件打开，再测定渗水高度，根据试验结果显示，6 个试件的平均渗水高度大都保持在95～115 之间，这表明防腐剂、矿粉掺量大都对抗渗性能够产生一些影响，但是抗震等级都已经符合设计要求和相关标准。

表1 混凝土的抗渗实验结果

2.6 抗冻性

在研究抗冻性能时，需要测定指定冻融循环次数下的相对动弹性模量，经过试验得出的数据显示，动态性模量损失全部小于1%，质量损失全部小于5%，而且试件的外表完全没有任何损耗，这表明混凝土的抗冻性能较好，能够满足工程建设需要。

2.6 抗氯离子渗透性

对于大体积混凝土的抗氯离子渗透性能试验中，在通电量维持在800 到1200左右时，所有试件的氯离子渗透性都是非常低的，这表明混凝土的抗氯离子渗透性能非常好。

2.7 抗硫酸盐腐蚀性

对于混凝土的抗硫酸盐腐蚀性实验主要通过研究相对动态模量的变化情况，结果显示，在刚开始腐蚀的时候，相对动态性模量不断增长，再增长一段时间后会达到峰值，达到峰值后会继而下降，但是每个试样出现峰值的时间、下降的速度、峰值的大小都是不相同的。在浸烘初期，并没有出现非常明显的劣化，因为混凝土的内部结构是存在很多空隙的，因此能够容纳相应的膨胀物，但是随着循环次数的增多，膨胀物产量也会激增，最终会充满孔隙，此时若腐蚀继续，那么会产生更多的膨胀物，这时将会产生裂纹。通过实验数据还可以发现，水胶比能够破坏抗硫酸盐腐蚀能力，防腐剂和掺合料则能增强抗硫酸盐腐蚀能力，因此在具体实践中，需要适当降低水胶比，适量添加掺合料和防腐剂。

3 结束语

在进行桥梁承台大体积高性能混凝土试验研究时，尤其要注意原材料和配合比，根据相关规定和要求选择合适的材料，同时还要注意试验方式方法。根据最终试验结果显示，桥梁承台大体积混凝土具有较好流动性和抗冻性、抗氯离子渗透性，矿粉掺量会降低混凝土强度增加干缩率，防腐剂和矿粉掺量会影响抗渗性。因此，必须要根据实验结果进行合理分析，并且将发现的规律及应用到实际工作中，提高桥梁承台大体积混凝土性能。