预应力箱梁C50混凝土配合比研究与应用

预应力箱梁C50混凝土配合比研究与应用

韩霖

中铁九局集团有限公司大连分公司，辽宁省大连市，116600

摘要：本文研究了预应力箱梁C50混凝土的配合比，并探讨了其在工程中的应用。通过优化混凝土的配合比，提高了混凝土的强度、耐久性和工作性能。同时，本文还介绍了混凝土制备过程中的关键步骤，如拌合、运输、浇筑、振捣和收面等。通过合理的施工和养护措施，确保了预应力箱梁C50混凝土的质量和性能。本文的研究成果对于提高预应力箱梁的施工质量和效率具有重要意义。

关键词：预应力箱梁；C50混凝土；配合比设计

1.预应力箱梁C50混凝土配合比的重要性

（1）保证混凝土强度：C50混凝土是高强度混凝土，其配合比的设计直接影响到混凝土的强度。合理的配合比能够确保混凝土在施工和使用过程中具有足够的强度，满足预应力箱梁的承载要求。（2）优化混凝土性能：通过合理的配合比设计，可以优化混凝土的工作性能，如流动性、保水性、粘聚性等。这些性能的优化可以提高混凝土的施工效率，减少施工过程中的问题，保证预应力箱梁的质量。（3）延长混凝土使用寿命：配合比的设计还会影响到混凝土的耐久性。通过选择合适的原材料和优化配合比，可以降低混凝土的收缩和开裂风险，提高混凝土的抗腐蚀性能，从而延长预应力箱梁的使用寿命[1]。

2.预应力箱梁C50混凝土原材料选择

2.1水泥的选择

（1）水泥的种类：根据工程要求和施工环境，选择合适的水泥种类。对于预应力箱梁，一般选用高强度等级的水泥，如硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。（2）水泥的等级：根据混凝土的设计强度等级，选择相应等级的水泥。C50混凝土一般选用42.5或52.5等级的水泥。（3）水泥的性能：选择性能稳定、质量可靠的水泥品牌。关注水泥的抗压强度、抗折强度、安定性等关键指标，确保水泥质量符合要求。

2.2骨料的选择

（1）骨料的种类：根据工程要求和当地资源情况，选择合适的骨料种类。常用的骨料有碎石和卵石，其中碎石的强度和耐磨性较好，适用于预应力箱梁等结构构件。（2）骨料的级配：选择合适的骨料级配，确保混凝土具有良好的工作性能。级配良好的骨料可以减少用水量，提高混凝土的密实度和强度。（3）骨料的含泥量和泥块含量：控制骨料的含泥量和泥块含量在允许范围内，以减少混凝土的收缩和开裂风险。

2.3外加剂的选择

（1）外加剂的种类：根据工程要求和当地资源情况，选择合适的外加剂种类。常用的外加剂有减水剂、缓凝剂、引气剂等，应根据工程需要选择相应的外加剂。（2）外加剂的性能：关注外加剂的性能指标，如减水率、缓凝时间、引气量等。选择性能稳定、质量可靠的外加剂品牌。（3）外加剂的适应性：考虑外加剂与水泥、骨料的相容性。选择与混凝土原材料相容性好的外加剂，以确保混凝土性能的稳定性和可靠性。

2.3矿物掺合料的选择

（1）矿物掺合料的种类：根据工程要求和当地资源情况，选择合适的矿物掺合料种类。常用的矿物掺合料有粉煤灰、矿渣粉等，应根据工程需要选择相应的矿物掺合料。（2）矿物掺合料的性能：关注矿物掺合料的性能指标，如活性指数、细度、需水量比等。选择性能稳定、质量可靠的矿物掺合料品牌[2]。（3）矿物掺合料的适应性：考虑矿物掺合料与水泥、骨料的相容性。选择与混凝土原材料相容性好的矿物掺合料，以确保混凝土性能的稳定性和可靠性。

此次选择的混凝土原料理论配比如表1所示：

表1  混凝土原料理论配比

3.预应力箱梁C50混凝土制备

梁体混凝土强度等级为C50，封锚混凝土采用强度等级为C50补偿收缩混凝土。环境等级为T1、T2环境。

3.1混凝土拌合

混凝土在拌合站集中拌合，混凝土罐车运送至现场。拌合时严格控制混凝土施工配合比和搅拌时间不低于120s，确保混凝土质量，混凝土坍落度控制在160～200mm间，满足长距离运输和现场泵送要求；混凝土运输罐车到达浇筑现场，首先将罐车高速旋转20～30s，再将混凝土卸入泵车料斗。在拌合过程中，应严格控制水灰比和搅拌时间，以确保混凝土的均匀性和密实性。

3.2混凝土运输

在运输C50混凝土时，应确保以下几点：

（1）运输设备：拌合站距离连续梁约2.5km，混凝土从拌和站运输到施工现场需要30分钟。拌和站内配置1台180型混凝土自动拌和站，专供梁体施工。（2）运输时间：控制运输时间，避免过长或过短的运输时间，以防止混凝土出现离析或初凝现象。（3）温度控制：在夏季高温时段，应采取措施对混凝土进行降温，以防止其过快地硬化。在冬季低温时段，应采取措施对混凝土进行保温，以防止其受冻。

3.3混凝土灌注

在预应力箱梁的施工过程中，混凝土灌注是关键步骤之一。为了确保混凝土的密实性和均匀性，应采用合适的灌注方法。砼入模前，测定砼的温度、坍落度和含气量等工作性能，只有拌和物性能符合设计或配合比要求的砼方可入模浇筑。砼的入模温度宜控制在5℃～30℃。砼的浇筑采用纵向分段、水平分层的方法浇筑。水平分层厚度不得大于30cm，先后两层砼的间隔时间不得超过初凝时间，不得随意留置施工缝。砼的浇筑采用连续浇筑一次成型。砼浇筑时，采用水平分层，纵向由中部向两侧对称分段浇筑，垂直方向可分三阶段浇筑完成，第一阶段可将底板及腹板下倒角部分浇筑完毕，第二阶段腹板部分浇筑完毕，第三阶段将顶板部分浇筑完毕。同时，在砼浇筑过程中，应遵循“分层浇筑、逐层振捣”的原则，确保混凝土的密实性和均匀性。

3.4振捣

振捣是砼浇筑过程中的重要环节，它能够提高混凝土的密实性和均匀性。在振捣过程中，应选择合适的振捣设备（如插入式振捣器或平板式振捣器），并控制振捣时间和振捣频率。同时，应注意避免过度振捣导致混凝土离析或破坏。①砼的振捣用插入式振捣棒，振捣时间要适当掌握不要漏振也不要过振，振捣器移动间距不超过其作用半径的1.5倍，振捣棒不得撞击波纹管、各种预埋件，避免其跑位。梁腹砼振捣应用ø30mm振捣棒，其他部位根据具体情况采用ø50mm振捣棒，钢筋较密处也可以用小直径振捣棒振捣，小直径振捣棒功率低、作用半径小，注意适当延长振捣时间、加强振捣，振捣器在每一个位置中振捣延续时间一般掌握在砼不再下沉、无显著气泡上升、顶面平坦一致并开始浮现水泥浆为止，一般不宜超过30s，避免过振；振捣器拔出时不可太快太猛，以免留下孔迹和空洞。

3.5收面、养护

在混凝土浇筑完成后，收面是一个关键步骤。它涉及到对混凝土表面的处理，以确保其平整、光滑并减少裂缝的出现。当混凝土初凝后，应立即进行收面。初凝后的混凝土表面开始变得硬实，但还未完全固化，此时是收面的最佳时机；使用专用的收面工具，如刮板、刮尺等，对混凝土表面进行压实、抹平。操作时应轻柔、均匀，避免过度用力导致表面出现裂纹；在收面的过程中，应注意对混凝土边角、接缝等细节处的处理，确保这些部位也得到充分的收面和压实。养护是确保混凝土正常硬化、提高其强度的重要步骤。在收面完成后，应立即进行洒水养护。保持混凝土表面始终处于湿润状态，这有助于混凝土的水化反应进行，提高其强度；洒水养护的时间应不少于7天，且每天的洒水次数应保持至少2次。在炎热或干燥的天气条件下，应增加洒水的次数，确保混凝土不会因失水过快而开裂；在养护期间，还可以使用塑料薄膜等材料对混凝土进行覆盖，以减少水分蒸发，保持混凝土表面的湿润。在寒冷季节，还应注意保温措施，防止混凝土受冻。

结语

本文通过对预应力箱梁C50混凝土配合比的研究与应用，为实际工程提供了有效的参考。通过优化配合比和提高施工工艺，可以进一步提高预应力箱梁的强度和耐久性，满足工程要求。同时，本文的研究也为类似工程提供了有益的借鉴，有助于推动预应力箱梁施工技术的发展。

参考文献：

[1]王月栋. 预应力箱梁冬季施工养护技术[J]. 建筑机械, 2021, (12): 86-89.

[2]辛星. 公路桥预应力混凝土箱梁张拉问题及解决办法[J]. 设备管理与维修, 2021, (20): 129-130.