毛天庆

(贵州省交通科学研究院股份有限公司，贵州 贵阳 550000)

如今，在高速公路桥梁建设施工中，预制梁凭借高效、稳定、安全、环保等优势得到越来越多的应用。而对预制梁而言，其混凝土配合比直接影响预制梁整体性能，因此有必要通过试验来验证配合比的合理性，并予以适当的优化改进。现结合某高速公路预制梁桥工程实际情况，对其预制梁混凝土配合比试验与优化作如下分析。

1 试验部分

1.1 混凝土原材料

(1)水泥：采用两种类型的水泥，强度等级分别为P·O52.5与P·O42.5，其中，对于P·O52.5水泥，其比表面积为388 m2/kg，达到标准稠度时的用水量为27.8%，安定性为0.5，初凝时间为2 h23 min，终凝时间为3 h17 min，3 d与28 d抗压强度分别为27.9 MPa、55.4 MPa，3 d与28 d抗拉强度分别为5.9 MPa、9.1 MPa。对于P·O42.5水泥，其比表面积为318 m2/kg，达到标准稠度时的用水量为26.7%，安定性为1.0，初凝时间为3 h2 min，终凝时间为3 h55 min，3 d与28 d抗压强度分别为27 MPa、48 MPa，3 d与28 d抗拉强度分别为6.1 MPa、9.1 MPa。

(2)粉煤灰：I级F类，细度(45μm)为9.8%，过氧化硫含量27.8%，烧失量3.62%，需水量比93%，活性指数为85。

(3)石料：采用石灰岩碎石，优良级配，粒径在10～20 mm范围内。

(4)砂：优质河砂，细度模数为2.61。

(5)高效减水剂。

1.2 试验方法

本次试验的方法为对比法，对优化之前和之后的混凝土不同技能性能实施对比，在试验设计过程中，按照相关经验，将水胶比确定为0.29～0.32，将粉煤灰的实际掺加量确定为10%～30%，具体的配合比编号根据胶凝材料实际用量及粉煤灰掺加量确定。比如，当胶凝材料实际用量取480 kg/m3，同时粉煤灰实际掺加量取20%时，可将配合比的编号记作A480C20。本次试验共采用以下几种配合比。

(1)A469C00：水泥∶粉煤灰∶细骨料∶粗骨料∶水∶外加剂=469∶/∶729∶1 140∶150∶5.6。

(2)A469C20：水泥∶粉煤灰∶细骨料∶粗骨料∶水∶外加剂=375∶94∶730∶1 140∶141∶5.6。

(3)A469C15：水泥∶粉煤灰∶细骨料∶粗骨料∶水∶外加剂=399∶70∶731∶1 140∶137∶5.6。

(4)A480C30：水泥∶粉煤灰∶细骨料∶粗骨料∶水∶外加剂=336∶144∶725∶1 138∶139∶5.4。

(5)A480C20：水泥∶粉煤灰∶细骨料∶粗骨料∶水∶外加剂=384∶96∶721∶1 134∶144∶5.3。

(6)A480C10：水泥∶粉煤灰∶细骨料∶粗骨料∶水∶外加剂=432∶48∶721∶1 134∶149∶5.3。

(7)A490C30：水泥∶粉煤灰∶细骨料∶粗骨料∶水∶外加剂=343∶147∶716∶1 130∶142∶5.6。

(8)A490C20：水泥∶粉煤灰∶细骨料∶粗骨料∶水∶外加剂=392∶98∶713∶1 128∶147∶5.4。

(9)A490C10：水泥∶粉煤灰∶细骨料∶粗骨料∶水∶外加剂=367∶123∶711∶1 127∶152∶5.3。

其中，A469C00与A469C20的水泥为P·O52.5，其它均为P·O42.5。根据以上各配合比，先在试验室对不同配合比对应的拌和物性能予以试验，然后通过对外加剂实际用量的数量调整，确保拌和物性能达到要求，并对此时的试验结果进行记录。另外，还要选择性能相对较好的在后续用于硬化试验。

2 试验结果与分析

2.1 性能试验结果

A469C00：坍落度和1 h坍落度分别为200 mm、190 mm，扩展度和1 h扩展度分别为480 mm、465 mm，含气量为2.8%，容量为2 482 kg/m3，虽然工作性良好，但保水性相对较差。

A469C20：坍落度和1 h坍落度分别为210 mm、195 mm，扩展度和1 h扩展度分别为500 mm、490 mm，含气量为3.0%，虽然工作性良好，但保水性相对较差。

A469C15：坍落度和1 h坍落度分别为215 mm、200 mm，扩展度和1 h扩展度分别为510 mm、495 mm，含气量为3.3%，不仅工作性良好，而且粘聚性也较好。

A480C30：坍落度和1 h坍落度分别为200 mm、190 mm，扩展度和1 h扩展度分别为470 mm、460 mm，含气量为3.1%，容重为2 480 kg/m3，不仅工作性良好，而且粘聚性也较好。

A480C20：坍落度和1 h坍落度分别为210 mm、200 mm，扩展度和1 h扩展度分别为510 mm、500 mm，含气量为3.2%，工作性与粘聚性均良好。

A480C10：坍落度和1 h坍落度分别为210 mm、200 mm，扩展度和1 h扩展度分别为500 mm、490 mm，含气量为3.1%，容重为2 460 kg/m3，虽然工作性良好，但保水性相对较差。

A490C30：坍落度和1 h坍落度分别为205 mm、190 mm，扩展度和1 h扩展度分别为490 mm、480 mm，含气量为3.0%，不仅工作性良好，而且粘聚性也较好。

A490C20：坍落度和1 h坍落度分别为200 mm、190 mm，扩展度和1 h扩展度分别为490 mm、480 mm，含气量为3.1%，不仅工作性良好，而且粘聚性也较好。

A490C10：坍落度和1 h坍落度分别为210 mm、200 mm，扩展度和1 h扩展度分别为500 mm、490 mm，含气量为3.0%，虽然工作性良好，但保水性相对较差。

上述配合比中，A469C00为最初配合比，通过适当的调整，拌和物流动性可以满足实际要求，但在保水性上还比较差，在振捣之后容易产生骨料堆积。而当采用粉煤灰取代至少10%的水泥后，混凝土的保水性及粘聚性都明显提高。

2.2 硬化试验结果

不同配合比对应的各龄期拌和物抗压强度如图1所示。

图1 不同配合比对应的各龄期拌和物抗压强度

由图1可知，在优化之前，拌和物在各龄期中的抗压强度都较高。在优化过程中，当胶凝材料实际用量保持不变时，对水泥类型、粉煤灰掺加量等进行调整，调整后拌和物抗压强度和优化前没有太大的差别。

2.3 弹性模量和耐久性能

不同配合比的弹性模量和耐久性能试验结果如表1所示。

表1 不同配合比的弹性模量和耐久性能试验结果

由表1数据可知，每个配合比对应的拌和物，其弹性模量和耐久性能都能达到设计要求，通过综合考虑，决定采用A469C15。

3 结 论

(1)该工程预制梁的混凝土，其坍落度宜按200 mm严格控制，以此为后续的振捣与密实创造良好条件。

(2)水泥建议采用P·O42.5，并在此基础上掺加其它掺合料，提高拌和物性能。

(3)施工中应高度重视外观质量通病的有效整治，从生产中的各个环节入手，以此达到理想的效果。