1試驗原材料

文章試驗所用試件原材料如下：（1）水泥橋梁工程。水泥采用的是安徽海螺水泥股份有限公司白馬山水泥廠生產(chǎn)的P·O52.5硅酸鹽水泥。該水泥比表面積為340m2/kg，堿含量為0.34%，穩(wěn)定性合格，初凝時間為150min，終凝時間為185min。（2）粉煤灰。粉煤灰采用的是F類Ⅰ級粉煤灰，其燒失量為2.9%，細(xì)度為9.6%，需水量比為91%，游離氧化鈣的含量為0.5%。（3）礦粉。礦粉采用的是S95級礦粉，比表面積為426m2/kg。（4）細(xì)集料。細(xì)集料采用的是洞庭湖砂，規(guī)格為Ⅱ區(qū)中砂，其細(xì)度模數(shù)為2.8，表觀密度為2620kg/m3，松散堆積密度為1500kg/m3，孔隙率為43%，含泥量為1.3%，泥塊含量為0.2%。（5）粗集料。粗集料采用的是安徽國旭物資貿(mào)易有限公司生產(chǎn)的5～10mm及10～20mm的連續(xù)級配碎石，摻配比例為6:4。（6）外加劑。外加劑采用的是緩凝型減水劑，減水率為26%。（7）水。水為自來水。經(jīng)檢驗，上述原材料樣品均合格，符合相關(guān)規(guī)范技術(shù)要求。

2配合比設(shè)計

2.1　初步配合比設(shè)計

在確定了配合比設(shè)計原則后，進(jìn)行初步配合比設(shè)計橋梁工程。在該研究中，粉煤灰和礦粉的摻量均為10%，砂率取46%，水膠比調(diào)整為28%，經(jīng)計算，得出初步配合比，即水泥用量為452kg/m3，礦粉和粉煤灰用量均為56kg/m3，砂用量為764kg/m3，碎石用量為952kg/m3，外加劑用量為8.46kg/m3，用水量為158kg/m3。此初步配合比需經(jīng)過試拌驗證，以確保自密實高強混凝土拌和物的工作性能和強度滿足設(shè)計要求。若試拌結(jié)果不理想，則需要調(diào)整水泥、砂、粉煤灰等原材料的用量，直到拌和物的性能和強度達(dá)到工程要求為止。

2.2　配合比優(yōu)化設(shè)計

為優(yōu)化混凝土配合比，文章采用正交試驗法，重點觀察水膠比、砂率和粉煤灰摻量對自密實混凝土性能的影響橋梁工程。這三個因素不僅顯著影響混凝土的強度，還影響其流動性、黏聚性和抗離析能力。

水膠比影響混凝土的強度和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，砂率影響砂漿對骨料的填充和潤滑作用，粉煤灰摻量則影響拌和物的塑性黏度和流動性橋梁工程。試驗中每個因素設(shè)置3個水平，構(gòu)建了L9（33）正交試驗方案，如表1所示。觀察9組試驗中混凝土拌和物的工作性能和28d抗壓強度，結(jié)合配制強度和坍落擴展度等要求，可以確定最優(yōu)配合比。

3性能試驗

3.1　試驗內(nèi)容與試驗方法

3.1.1坍落擴展度試驗

坍落擴展度試驗是評價自密實混凝土流動性和填充能力的重要方法橋梁工程。試驗采用倒置的截頂圓錐體模具，內(nèi)徑為200mm±2mm（底部）和100mm±2mm（頂部），高300mm±2mm。試驗步驟如下：（1）將模具置于平整、水平的底板中心，用濕布擦拭模具內(nèi)表面；（2）將拌制好的混凝土一次性倒入模具中，不進(jìn)行任何振搗；（3）緩慢垂直提升模具，使混凝土在自重作用下自由流動；（4）待混凝土停止流動后，測量其最大擴展直徑d1和與之垂直的直徑d2，取二者的平均值，以此作為坍落擴展度。

根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB50204—2015）的要求，自密實混凝土的坍落擴展度應(yīng)為550～850mm橋梁工程。此外，需觀察混凝土擴展過程中的均勻性和離析情況，以全面評估其自密實性能。坍落擴展度F的計算公式如下：

3.1.2抗壓強度試驗

抗壓強度試驗是評價混凝土力學(xué)性能的關(guān)鍵指標(biāo)橋梁工程。文章采用尺寸為100mm×100mm×100mm的立方體試件進(jìn)行試驗，嚴(yán)格按照《混凝土物理力學(xué)性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50081-2019）的規(guī)定制作和養(yǎng)護(hù)試件。試驗步驟如下：（1）將新拌混凝土澆筑入模，采用振動臺振實；（2）在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下養(yǎng)護(hù)28d；（3）使用壓力試驗機測試抗壓強度，試驗時應(yīng)確保加載速率穩(wěn)定，加載速率通常控制在0.5～0.8MPa/s，按每組配合比制作3個試件，取3個試件抗壓強度的平均值，以此作為該組的28d抗壓強度。

抗壓強度Fcu的計算公式如下：

式中：F為破壞荷載，N；A為受壓面積，mm2橋梁工程。

3.2　試驗結(jié)果及分析

3.2.1試驗結(jié)果

根據(jù)坍落擴展度試驗及抗壓強度試驗方法，對9組不同配合比的自密實高強混凝土進(jìn)行坍落擴展度和28d抗壓強度試驗，試驗結(jié)果如表2所示橋梁工程。

由表2可知，所有試驗組的坍落擴展度均為680～710mm，符合GB50204-2015對自密實混凝土的坍落擴展度為550～850mm的要求，表明9組配合比均能滿足自密實混凝土的流動性和填充性要求橋梁工程。在28d抗壓強度方面，試驗結(jié)果顯示，抗壓強度值為68.5～75.4MPa。其中，S1、S2、S3、S5和S6組配合比的抗壓強度超過了要求的配制強度69.9MPa，這表明這些配合比在滿足自密實性的同時，達(dá)到了高強度的要求。雖然S4、S7、S8和S9組配合比的強度略低于配制強度要求，但是其差距并不顯著，通過進(jìn)一步優(yōu)化，仍有可能達(dá)到要求。試驗結(jié)果為后續(xù)的配合比優(yōu)化和性能分析提供了重要的實驗依據(jù)。

3.2.2坍落擴展度的影響因素

基于試驗結(jié)果，在各因素水平上對坍落擴展度進(jìn)行了均值計算，并繪制了坍落擴展度隨各因素水平變化的趨勢圖，坍落擴展度指標(biāo)－因素分析圖如圖1所示橋梁工程。在試驗中，分別考察了水膠比、粉煤灰摻量和砂率對坍落擴展度的影響。

由圖1可知，坍落擴展度隨水膠比的增大而顯著增加，雖增加了混凝土流動性，但可能降低其強度；坍落擴展度與粉煤灰的摻量成正相關(guān)關(guān)系，粉煤灰可提高流動性及耐久性，降低成本；砂率對坍落擴展度有較小的負(fù)面影響，砂率較大雖會增加顆粒摩擦，但整體影響較小橋梁工程。

3.3　試驗配合比確定

基于上述試驗結(jié)果和分析，結(jié)合自密實高強混凝土的實際工程需求，確定了最終的試驗配合比橋梁工程。為了保證自密實高強混凝土的性能（坍落擴展度為680～710mm），同時滿足相應(yīng)的抗壓強度（≥69.9MPa）的要求，選定的最終試驗配合比如表3所示。

3.4　凝土性能檢驗結(jié)果

為了檢驗最終確定配合比的實用工程性能，對選定的C60配合比進(jìn)行了凝土性能檢驗，主要包括坍落擴展度、28d抗壓強度、7d抗壓強度、干縮率、劈裂抗拉強度和抗折強度等主要指標(biāo)，混凝土性能檢驗結(jié)果如表4所示橋梁工程。

4結(jié)束語

文章通過正交試驗法，系統(tǒng)分析了水膠比、砂率和粉煤灰摻量對自密實高強混凝土性能的影響，確定了滿足道路橋梁工程要求的最優(yōu)配合比橋梁工程。試驗結(jié)果表明，所設(shè)計的C60自密實高強混凝土具有良好的工作性能、強度和耐久性，可滿足工程應(yīng)用需求。文章研究內(nèi)容為自密實高強混凝土在道路橋梁工程中的應(yīng)用提供了參考，對提高混凝土的結(jié)構(gòu)質(zhì)量和耐久性具有重要意義。