摘要：本文通过RPC简支T梁试验段的试制，以及现场RPC配合比的调试、搅拌、灌注和养护，最终确定混凝土用原材料和RPC施工配合比，解决了32m RPC简支T梁大跨度低高度梁的生产技术难题，为施工生产积累了一定的宝贵经验，该工程在国内是首次采用大跨度的RPC桥梁，取得了良好社会和经济效益。
关键词：活性粉末混凝土；RPC性能；简支T梁；应用
1 引言
RPC具有超高强度，优异耐久性和抗渗性，掺一定量的纤维可以提高材料的抗弯折强度，同时获得较高的韧性和延性。
在蓟港铁路北塘西至东大沽扩能改造工程中，采用RPC预制铁路简支T梁。设计抗压强度120MPa，初张强度要求≥75MPa，终张强度要求≥123.5MPa，弹性模量≥43GPa，通过对配合比设计的现场试验和RPC简支T梁生产实践，经试验调试确定RPC施工配合比，通过搅拌、灌注和养护等工序施工的控制，形成完整的RPC简支T梁预制施工工艺，效果良好。
2 RPC材料组成和配制原理
2.1 水泥
水泥采用品质稳定、强度等级不低于42.5低碱硅酸盐水泥或低碱普通硅酸盐水泥，水泥熟料中C3A含量不应大于8%。其性能应符合GB175规定，不得使用其他品种水泥。
2.2 骨料
骨料采用粒级分别为1.25～0.63mm、0.63～0.315mm、0.315～0.16mm且SiO2含量大于98%高品质石英砂，含泥量不应大于0.5%。其余技术要求应符合现行国家标准《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》的规定。
2.3 外加剂
外加剂应采用活性粉末混凝土增强剂，要求与所用水泥及复合掺合料的适应性能良好。性能指标要求：减水率不得低于29%，碱含量不得大于3.5%，含气量小于2%，不得含有氯离子。其余应符合现行国家标准《混凝土外加剂》、《混凝土外加剂应用技术规范》的有关规定，并经试配拌合物性能满足有关要求后方可使用，外加剂掺量由试验确定。
2.4 复合掺合料
复合掺合料应选用活性粉末混凝土复合掺合料。性能指标要求：SiO2含量大于85%，细度在120000cm2/g以上，流动度比90%以上。并经试配拌合物性能与力学、耐久性满足有关要求后方可使用。
2.5 钢纤维
所采用的钢纤维应满足：直径0.18～0.22mm，长度12～14mm，抗拉强度不得低于2850Mpa，其性能应满足《钢纤维混凝土》JG/T3064的要求。
2.6 配制原理
RPC具有优异的力学性能和高耐久性，是一种高强度、高韧性、低孔隙率超高性能混凝土，通过提高材料组分的细度和活性，减少材料内部的缺陷（孔隙和微裂纹），获得超高强度和高耐久性[1]。根据最大密实性原理，剔除粗骨料，采用最大粒径为1.25mm 的石英砂为骨料，由水泥、高品质石英砂、复合掺合料、掺入一定量的钢纤维和高效减水剂并辅以适当的养护制度而制成，达到抗压强度设计指标，加入钢纤维后更大大改进其韧性与抗拉强度，耐久性能得到明显的提高，满足设计强度要求。
3 RPC配制与应用
3.1 RPC配制
根据混凝土配合比的设计，在RPC梁正式生产前进行了RPC配合比的调试，配合比如下：水泥：1.25～0.63mm石英砂：0.63～0.315mm石英砂：0.315～0.16mm石英砂：高强度纤维：专用掺合料：水：外加剂（1：0.49：0.97：0.25：0.227：0.3：0.18：0.098）。
按上述配合比配料称量精度符合要求，并按规定的投料顺序和时间将石英砂、钢纤维、水泥和专用复合掺合料预拌，再加入水、外加剂搅拌，搅拌完成后，测试其拌合物温度为21.7℃、坍落度为180mm、含气量为2.1%；拌合物的流动性、黏聚性及保水性良好，同时将拌合物成型试件（100×100×100mm）4组，按要求养护，养护结束后测试其脱模强度分别为53.3MPa、55.1MPa、54.2MPa、53.9MPa。
在脱模强度符合要求的基础上，进行各龄期强度及耐久性试验，耐久性试验中的电通量试验试件为单独制作，其材料配合比中不掺加钢纤维，其余材料配合比不变，各项试验结果如下：脱模（MPa）55.1；初张（MPa）83.5；终张（MPa）125；弹模（GPa）46.0；电通量（库伦）43；抗渗性（MPa）>P50；抗冻性（300次）相对动弹性模量（%）：95.4，重量损失（%）/。
RPC中的空隙量极小，使得空气渗透系数低，水分吸收特性值小，因而具有超高的耐久性[2]。 RPC材料因其水泥掺量较大，一方面改变混凝土的和易性，提高混凝土的密实度，可以减少大气中的二氧化碳渗透进RPC中来；另一方面增加了RPC中的碱性储备，使其抗碳化能力增强。RPC梁在铺架前在梁体表面涂刷涂料封闭，进行表面处理，这样即可以使梁体更加美观，又提高了RPC梁的抗碳化能力，提高了梁体的耐久性。
3.2 应用
a） 搅拌工艺
搅拌设备采用强制式双卧轴搅拌机，主轴的转速不宜低于45转/分钟，开盘前设备计量、运转状态完好。
在配置混凝土拌合物时，水泥的用量按质量计应准确到±1%，干燥状态的掺合料的用量按质量计应准确到±0.5%；骨料的用量按质量计应准确到±1.5%；水、外加剂的用量按质量计应准确到±0.5%。
投料顺序按石英砂、钢纤维预拌，其时间不得短于2min ，再加水泥、专用复合掺合料搅拌1-2min，最后加入水、外加剂搅拌4min以上，总搅拌时间不得短于7min。
b）运输
运输设备采用斗车、吊斗等，拌合物装入斗内时，不得抛掷，轻铲轻落。斗车、吊斗等运输距离一般不得超过500m，运输时间与静停时间累计不超过20min，运输过程拌合物表面需要覆盖，防止水分散失。拌合物卸料时，采取开启斗门自己流淌或铁锨铲出，抛落高度不得超过0.5m。
c）浇注与振捣
浇注拌合物按混凝土梁相同的浇筑方式处理。入模时环境温度应在15-28℃范围内。混凝土自加水搅拌时起至开始浇注，时间不宜超过30min，拌合物应一次装满模具，连续浇注，每次浇注时间间隔控制在10min左右。
振捣方式以插入式振捣、附着式振捣器配合使用，钢筋密集部位宜加强侧震或采用小直径插入式振捣棒加强振捣。
梁体在浇注过程中，RPC硬结较快，应随机制作混凝土试件，试件应随梁体同条件下震动成型，并随梁体养护。
d）RPC梁养护
浇注完成后，静停时间不少于6h。
第一次升温：升温速度控制在15℃/h，升温至40-50℃即可，约需2h。
第一次恒温养护：恒温不小于8h。且同条件养护下抗压强度不低于40MPa。
第一次降温：降温速度控制在15℃/h，至停汽，约需2h。为防止内外温差（不超过25℃）过大，要带着苫布降温，可将两端苫布掀开。
拆模：停止蒸汽后，适当停止一段时间，当内外温差小于15℃时，掀开苫布，进行拆模。尽量加快拆模速度，减小拆模时间。
第二次升温：升温速度控制在20℃/h，升温至70℃以上，约需3h。
第二次恒温养护：恒温不小于36h。
第二次降温养护：降温速度控制在15℃/h，至停汽，约需4h。控制内外温差不超过25℃，要带着苫布降温，可将两端苫布掀开。养护温度——时间曲线见图一。
初张强度要求≥75 MPa，终张强度要求≥123.5MPa。（下转126页）
（上接125页）
4 试验结果
通过试验，确定了RPC施工配合比，共计生产了19孔RPC简支T梁，抗压强度、弹性模量及耐久性试验数据如下：
a）脱模抗压强度大于52.1MPa 、初张强度大于77.4MPa、终张强度大于123.6MPa；
b）弹性模量大于43.2GPa；
c）混凝土耐久性指标：电通量113库伦、抗渗性>P50、抗冻性（300次）相对动弹性模量96.1%，重量损失0.33%。
根据以上数据分析，混凝土各项力学性能和耐久性能满足设计要求。
5 RPC梁在实际生产中发现的问题和解决措施
a）石英砂颗粒较细，基本不含水，石英砂颗粒之间很松散，漏料现象比较严重，要用厚胶皮把砂、石料斗与气动斗门之间的缝隙密封好，防止漏料。
b）RPC中胶凝材料总量较大，掺加外加剂较多，石英砂和钢纤维的密度大，所以拌的方数要比搅拌普通混凝土少一些。
c）RPC中没有大石子及小石子等粗骨料，如模板有小的孔隙，混凝土无法自己封闭，所以对模板拼装要求较高，尽量减少模板拼接缝处的缝隙。
d）RPC硬结较快，要随机制作，制试件数要少，动作要迅速。
e）模板缝隙漏浆处的混凝土初凝后要及时清除，强度升高混凝土会把模板固定造成拆模困难。
6 结语
水泥、高品质石英砂、复合掺合料、钢纤维和高效减水剂并辅以适当的养护制度可以配制出超高性能混凝土，满足RPC简支T梁各项力学性能和耐久性能的设计要求，通过RPC施工配合比的优化及工艺装备的完善，形成了完整的活性粉末混凝土简支T梁施工工艺，对存在的问题采取有效预防措施，积累了宝贵的施工生产经验，填补了我国在RPC材料应用于客运专线铁路的空白，取得良好的社会和经济效益，具有广泛的应用前景。
参考文献：
[1] 活性粉末混凝土研究与应用综述，屈文俊、秦宇航
[2] 活性粉末混凝土的发展，张燕
[3]《混凝土结构工程施工质量验收规范》 GB50204-2002
[4]《铁路桥涵施工规范》 GB10203-2002
[5]《铁路混凝土与砌体工程施工质量验收规范》 TB10424-2003
[6]《预制后张法预应力混凝土铁路桥简支T梁技术条件》 TB/T3043-2005
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