許新水，鄭軒

(廣東交科檢測(cè)有限公司，廣東 廣州 510550)

近年來，我國(guó)公路交通事業(yè)發(fā)展迅猛。截至2019年底，全國(guó)公路通車?yán)锍踢_(dá)501.25萬公里，橋梁數(shù)量高達(dá)87.83萬座[1]，其中簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有架設(shè)方便，能降低造價(jià)、縮短工期的優(yōu)勢(shì)，在龐大的橋梁數(shù)量中占比巨大。公路行業(yè)中，其上部結(jié)構(gòu)預(yù)制的配合比普遍采用常規(guī)設(shè)計(jì)或疊加蒸汽養(yǎng)生工藝，鮮有使用雙摻配合比設(shè)計(jì)疊加蒸養(yǎng)工藝組合的方式進(jìn)行預(yù)制；參考相關(guān)文獻(xiàn)，采用雙摻和料設(shè)計(jì)的配合比可以有效改善混凝土拌和物性能[2-3]，并具有提高混凝土強(qiáng)度、其耐久性、降低水泥用量、降低水化熱等優(yōu)點(diǎn)[4]，最直接的表現(xiàn)為節(jié)約成本，但此配合比在常規(guī)養(yǎng)生的條件下與普通配合比相比，發(fā)現(xiàn)其早期強(qiáng)度上升較為緩慢，不利于梁場(chǎng)周轉(zhuǎn)及早期架梁需求，影響了施工進(jìn)度，尤其在改擴(kuò)建工程中，工期控制尤為重要[5-6]?；谝陨锨闆r，本研究通過提高雙摻混凝土養(yǎng)護(hù)溫度，根據(jù)采集的強(qiáng)度指標(biāo)，求得更為準(zhǔn)確的經(jīng)驗(yàn)公式用于施工質(zhì)量的實(shí)際控制，以此降低梁場(chǎng)周轉(zhuǎn)成本，提高預(yù)制效率，縮短養(yǎng)護(hù)周期，本文研究成果也可為同類工程提供參考依據(jù)。

1 試驗(yàn)

本試驗(yàn)以廣東省某高速改擴(kuò)建工程的預(yù)制梁為依托進(jìn)行，其設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度為50 MPa、抗壓回彈模量為3.45×104MPa。

蒸養(yǎng)加熱采用環(huán)保的天然氣，澆筑完成后靜置 4 h，后帶模蒸養(yǎng)16 h，蒸汽養(yǎng)護(hù)升溫速度不大于15℃/h，恒溫溫度為 55℃～ 60℃(養(yǎng)護(hù)時(shí)間控制在15～19 h)，降溫速度不大于 10℃ /h。

蒸養(yǎng)前后分別按照現(xiàn)行的規(guī)范采集多齡期同條件下的抗壓強(qiáng)度、抗壓彈性模量、回彈推定強(qiáng)度數(shù)據(jù)，其中回彈推定強(qiáng)度測(cè)強(qiáng)曲線驗(yàn)證依據(jù)行業(yè)規(guī)范JGJ/T 294要求對(duì)其分析，當(dāng)er≤18%，可使用原規(guī)程統(tǒng)一的測(cè)強(qiáng)曲線；當(dāng)er>18%，需要對(duì)其進(jìn)行修正后使用，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差公式見式(1)。

(1)

1.1 原材料

水泥為惠州塔牌P·Ⅱ52.5R水硅酸鹽水泥，檢測(cè)結(jié)果見表1；粉煤灰為廣東粵電靖海Ⅰ級(jí)粉煤灰，檢測(cè)結(jié)果見表2；礦渣粉為唐山曹妃甸盾石S95級(jí)礦渣粉，檢測(cè)結(jié)果見表3；河砂為汕尾市南坑砂場(chǎng)中砂，檢測(cè)結(jié)果見表4；碎石為汕尾市鵬成石場(chǎng)生產(chǎn)的5～20mm連續(xù)級(jí)配碎石，檢測(cè)結(jié)果見表5；減水劑為江蘇蘇博特PCA-Ⅰ聚羧酸高性能減水劑(緩凝)，檢測(cè)結(jié)果見表6。

表1 水泥檢測(cè)結(jié)果

表2 粉煤灰檢測(cè)結(jié)果

表3 礦渣粉檢測(cè)結(jié)果

表4 河砂主要指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果

表5 碎石主要指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果

表6 外加劑檢測(cè)結(jié)果

1.2 配合比

依據(jù)《JTJ 55—2011普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》結(jié)合設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)配合比，在保證工作性能和強(qiáng)度指標(biāo)的要求后，選定盡可能經(jīng)濟(jì)的配合比用于施工，本項(xiàng)目根據(jù)試驗(yàn)選定的配合比為W/C=0.3，302∶69∶104∶649∶1154∶142∶5.7(水泥∶粉煤灰∶礦渣粉∶河砂∶碎石∶水∶外加劑)，見表7。

表7 選定的配合比試驗(yàn)結(jié)果

1.3 強(qiáng)度結(jié)果

根據(jù)施工進(jìn)度情況，持續(xù)采集強(qiáng)度相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)其采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，見表8～表10。

表8 抗壓強(qiáng)度數(shù)據(jù)匯總表

表9 抗壓回彈模量數(shù)據(jù)匯總表

表10 腔外抗壓強(qiáng)度與回彈強(qiáng)度各齡期對(duì)比

2 統(tǒng)計(jì)與分析

2.1 抗壓強(qiáng)度

蒸養(yǎng)后的腔內(nèi)試件抗壓強(qiáng)度平均值為54.9 MPa，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的110%；腔外試件抗壓強(qiáng)度平均值為54.3 MPa，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的109%，均滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求。以齡期為橫坐標(biāo)，強(qiáng)度為縱坐標(biāo)繪制不同養(yǎng)護(hù)方式下腔內(nèi)、外的強(qiáng)度增長(zhǎng)趨勢(shì)圖(見圖1)，通過趨勢(shì)圖對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，不同的養(yǎng)護(hù)方式下的試件強(qiáng)度對(duì)于早期影響較為顯著，對(duì)遠(yuǎn)期強(qiáng)度影響不顯著，通過對(duì)蒸養(yǎng)數(shù)據(jù)擬合求出以齡期為底數(shù)x，強(qiáng)度為真數(shù)y的經(jīng)驗(yàn)公式，預(yù)制梁腔內(nèi)：y=6.3086ln(x)+49.396，相關(guān)性R2=0.9938；預(yù)制梁腔外：y=6.7091ln(x)+51.184，相關(guān)性R2=0.9535。

圖1 試件抗壓強(qiáng)度與齡期關(guān)系圖(對(duì)比)

2.2 抗壓彈性模量

蒸汽養(yǎng)生的試件彈性模量強(qiáng)度在1天后分別為38.1 GPa(腔內(nèi))、40.5 GPa(腔外)，內(nèi)外強(qiáng)度差為2.4 GPa，滿足設(shè)計(jì)彈性模量的要求；自然養(yǎng)護(hù)試件彈性模量強(qiáng)度在4天后分別為35.6 GPa(腔內(nèi))、35.3 GPa(腔外)，滿足設(shè)計(jì)彈性模量的要求，對(duì)比時(shí)間數(shù)據(jù)可以看出在采用蒸汽養(yǎng)生在彈性模量提升速度上較自然養(yǎng)生節(jié)約3天。

2.3 回彈推定強(qiáng)度

根據(jù)表10中各齡期下的回彈推定強(qiáng)度、試件抗壓強(qiáng)度，計(jì)算與全國(guó)統(tǒng)一測(cè)強(qiáng)曲線公式的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差為9.2%，符合JGJ/T 294規(guī)范中統(tǒng)一測(cè)強(qiáng)曲線使用的條件，通過回歸分析(見圖2)求出兩者差值與齡期之間的修正公式：y=0.3764x+0.2672，相關(guān)性R2=0.9993。

圖2 強(qiáng)度差值與齡期關(guān)系圖

以齡期為橫坐標(biāo)，強(qiáng)度為縱坐標(biāo)繪制強(qiáng)度增長(zhǎng)趨勢(shì)圖(見圖3)，并求出以齡期為底數(shù)x、強(qiáng)度為真數(shù)y的經(jīng)驗(yàn)公式：y=2.4628ln(x)+52.345，相關(guān)性R2=0.9169。

圖3 回彈推定強(qiáng)度與齡期關(guān)系圖

3 結(jié)語

本文利用蒸養(yǎng)工藝對(duì)雙摻混凝土多齡期的抗壓強(qiáng)度、抗壓彈性模量、回彈推定強(qiáng)度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與總結(jié)。在合理的蒸養(yǎng)溫度及恒溫時(shí)間下，混凝土的早期強(qiáng)度增長(zhǎng)較為顯著，對(duì)遠(yuǎn)期強(qiáng)度影響不顯著，單榀梁制作可節(jié)約3天，這對(duì)降低梁場(chǎng)周轉(zhuǎn)成本、提高預(yù)制效率、縮短養(yǎng)護(hù)周期較為有利。經(jīng)過回歸分析，無損檢測(cè)方法推定抗壓強(qiáng)度與同條件養(yǎng)護(hù)試件抗壓強(qiáng)度的差值，隨齡期增長(zhǎng)呈線性關(guān)系；修正公式可以用于更為準(zhǔn)確地判斷其抗壓強(qiáng)度，有利于隨時(shí)根據(jù)結(jié)果調(diào)整工藝等參數(shù)，為實(shí)際的施工質(zhì)量提前把關(guān)；回彈推定抗壓強(qiáng)度隨齡期增長(zhǎng)的經(jīng)驗(yàn)公式可用于推定預(yù)制梁28 d抗壓強(qiáng)度，但僅適用于本文蒸養(yǎng)工藝下的配合比，使用過程中需定期驗(yàn)證公式的有效性。