预应力箱梁是桥梁的主要受力构件，箱梁砼一般采用高性能砼和泵送技术施工，它以其优越的施工性能、力学性能和耐久性，引起了桥梁工程界的重视。用优质渗合料和高效减水剂在低水胶比的前提下，配制高性能砼也得到了学术界的认可。相对于普通砼，高性能砼由于具有低水胶比的特征，则要求在砼中加大掺合料的用量，以节约水泥和解决砼施工中的其它一些技术要求。
武汉市粉煤灰资源丰富，一般配制高性能砼采用的掺合料大多为优质粉煤灰，但能否在桥梁结构预应力箱梁高性能砼中掺入粉煤灰，在我公司桥梁施工史上，还未曾有过。况且，在高性能砼中水泥用量相对较少，渗合料的较大变异，会使砼强度与水胶比的线性关系差，砼的离散性大。
为充分论证，在桥梁结构砼中这一施工问题，笔者结合武汉市中环线南环段关山一路立交桥施工实践，对预应力箱梁高性能砼的配制、性能和温控技术进行了试验、研究和对比分析。
一、原材料及试验方法
1.原材料
(1)水泥：武汉亚东水泥厂PO42.5级，28天实际强度52Mpa左右。
(2)细骨料：湖北稀水巴河河砂，细度模度2.6-2.8，含泥量1.2%-2.0%，泥块含量0，坚固性5%，经砂浆棒法试验，砂为非碱活性骨料。
(3)粗骨料：黄石铁山产碎石，压碎值指标7.0%-8.4%，针片状7.3%-8.0%，含泥量0.1%-0.4%，泥块含量0，经砂浆棒法试验，碎石为非碱活性骨料。
(4)水：自来水。
(5)粉煤灰：武汉阳逻电厂Ⅰ级粉煤灰，烧失量3.6%，细度（45μm），筛余8.7%，SO3含量1.8%，含碱量0.7%。
(6)外加剂：武汉联合石油化工厂WLH-5R高效减水剂，PH值7，固含量32.5，密度1.18g/cm3，凝结时间差初凝+305min、终凝+295min，减水率16.4%。
2.试验方法
(1)试验依据
依据《普通砼拌合物性能试验方法》（GBJ80-85），进行砼拌合物性能试验，依据《普通砼力学性能试验方法》（GBJ81-85）进行砼力学性能试验，依据《普通砼长期性能和耐久性能试验方法》（GBJ82-85）进行砼抗渗性能和碳化性能试验。
(2)试验方法
按拟定的预应力高性能砼设计配合比，采用强制式砼搅拌机试拌，模拟现场条件成型试件。成型试件分为两批，一批试件脱模后，模拟现场50℃蒸汽温度养生3-5d，另一批试件脱模后，在标准条件下养生28d，试验后且作对比分析。
二、设计指标及砼配合比
1.设计指标
武汉市中环线南环段关山一路立交桥预应力箱梁砼强度等级为C50，要求泵送施工，待砼强度达到90%后进行张拉预应力。现浇箱梁C50砼总量为7234m3。
2.砼配合比
在优化、比选18组C50箱梁砼设计配合比后，最后确定D8（不掺粉煤灰的砼配合比，砂率为38%），D13（粉煤灰掺量为8%的砼配合比，砂率为35%）和D14（粉煤灰掺量为12%的砼配合比，砂率为35%）三组砼配合比，再次进行同条件对比试验，比选三组配合比之间的性能差异，选取工作性能、力学性能和耐久性能最优的砼配合比，作为设计施工配合比。三组配合比数据见表1。
三、配合比试验结果及分析
1.砼的工作性能
砼的工作性能见表2。
(1)D8配合比（未掺粉煤灰）砼的和易性较差，水泥砂浆对集料的包裹性能不好，砂率偏低，易造成砼的离析。
(2)D13和D14配合比（掺入粉煤灰）砂率虽然比D8配合比低，但由于粉煤灰的掺入，使砼的和易性大大改善。
(3)从表2试验结果分析，D8、D13和D14三组配合比砼的工作性能差异不大，其初始坍落度、坍落度损失和凝结时间均能满足施工要求。
2.砼的力学性能
砼的力学性能见表3。
从表3砼的抗压强度力学性能试验结果看出，所配制的三组砼力学性能无明显差异，其中D13（掺8%粉煤灰配合比）、D14（掺12%粉煤灰配合比）通过提高高效减水剂WLH-5R掺量，而达到降低胶凝材料（水泥）用量（与D8不掺粉煤灰配合比），改善砼的工作性能及和易性的目的，同时，还保持了良好的力学性能。因此，在箱梁预应力砼中，掺加8%-12%的粉煤灰是适宜的，对砼无负面效应，而且，其抗压强度比不掺加粉煤灰的砼还有一定提高。
3.砼的抗渗、抗碳化性能
砼的抗渗、抗碳化性能是反应砼耐久性的重要指标。
(1)砼的抗渗性能见表4
从表4试验结果可以看出，D13、D14配合比（掺粉煤灰砼）优于D8配合比（不掺粉煤灰砼），所以，适量掺加粉煤灰用量，有利于预应力箱梁砼抗渗性能的提高。
(2)抗碳化性能
对28d龄期的标养砼和5d龄期的蒸养砼试件均进行了抗碳化性能试验，其碳化深度试验结果均为零，这说明配制的砼内部密实，具有较强的抗碳化能力。
4.冬季低温砼的保温性能
本工程箱梁预应力砼大都在冬季低温施工，砼养生的施工工艺，拟采用保暖棚法蒸汽进行，其操作要领如下。
(1)在箱梁施工地面布置二台SN-200水蒸汽锅炉，采用d150无缝钢管作立管和主管，布置在箱梁两端头，立管和主管外均用隔热保温材料多层包裹。
(2)根据计算和现场验证，主管按每2延米布置一条橡胶支管，两端头布置的支管交错排列。且在主、支管接头处安装一个制动阀，以调节蒸汽输送量。
(3)橡胶支管在箱梁砼面和箱梁内模位置呈通长布置，且每延米布置一个通气孔，孔洞方向错开。
(4)锅炉水蒸汽可通过立管、主管和支管上的孔洞将水蒸气输送到箱梁砼体的各个部位。
(5)在箱梁顶面布置的主管、支管上面，用双层土工布和塑料布封密复盖，形成保暖棚，并在不同位置安置温度计，进行砼的测温控制。
通过温控记录分析、蒸养后的箱梁外观表体检查和砼试件抗压强度试验数据表明：在工地现场冬季低温浇筑箱梁砼时，拟采用的结构砼的保温工艺取得了较为明显的效果。
四、结语
通过预应力箱梁砼的配制、性能和温控研究，得出如下几点结论：
1.在预应力箱梁高性能砼中掺入8%-12%粉煤灰，即试验中D13、D14配合比，拌制的砼能明显提高砼的和易性，砼的工作性也得到了改善，并能够保持足够的时间，这对于砼的泵送施工工艺相当重要。
2.因粉煤灰效应增进了砼中水泥基体——集料的界面粘性，从而有利于提高砼的强度，如D13、D14砼配合比的抗压强度值比D8砼配合比的抗压强度值均有不同程度提高。
3.粉煤灰的掺入，增强了砼的密实度，由于粉煤灰与外加剂WLH-5R的协同作用改善了砼的孔结构，明显提高了砼的抗渗性能，试验数据表明；砼中掺入适量（8%-12%）粉煤灰，对砼的耐久性有明显提高。
4.早强高性能砼在低温季节施工采取保温措施，使水泥硬化在较均衡的温度和湿度下进行，这样可以缓解因温差过大造成的温度应力差，避免了因砼表面失水过快产生对耐久性砼极为不利的表面裂纹。
5.在低温季节进行箱梁结构预应力砼施工，采用保暖棚蒸汽养护工艺，缩短砼养生期，使砼浇筑和张拉工艺的衔接更为紧凑，从而大大缩短施工工期。
6.预应力箱梁砼的配制、性能和低温保温措施的温控研究，对武汉市中环线南环段关山一路立交桥的施工建设发挥了很大的作用。预应力箱梁高性能砼的配制和冬季低温保温的温控施工技术是一项系统的工程，各个环节环环相扣，如果疏忽了某一环节，最终可能会导致砼施工失败。探索高性能砼在桥梁预应力箱梁中的应用，研究桥梁预应力箱梁砼在工地现场低温施工中的保温温控技术，无疑在桥梁结构砼工程的施工中具有重要的现实意义。
