嚴(yán)寒地區(qū)哈大客專(zhuān)TJ-3標(biāo)段橋梁支座低溫灌漿料特性與施工技術(shù)優(yōu)化一、緒論1.1研究背景與工程概況哈大客專(zhuān)作為我國(guó)“四縱四橫”快速客運(yùn)通道網(wǎng)中京哈客運(yùn)專(zhuān)線的重要組成部分，是東北地區(qū)第一條高速鐵路，對(duì)促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展、加強(qiáng)東北地區(qū)與關(guān)內(nèi)的聯(lián)系具有重要意義。其線路貫穿東北三省，連接哈爾濱、長(zhǎng)春、沈陽(yáng)、大連四個(gè)副省級(jí)城市，全長(zhǎng)921公里，設(shè)計(jì)時(shí)速350公里。哈大客專(zhuān)TJ-3標(biāo)段位于吉林和黑龍江兩省境內(nèi)，經(jīng)過(guò)四平、長(zhǎng)春、松原、哈爾濱轄區(qū)，起訖里程為D1K579+140～DK926+560，正線全長(zhǎng)345.596km。該標(biāo)段地形地貌復(fù)雜多樣，涵蓋了平原、丘陵等多種地形。在氣象方面，冬季寒冷漫長(zhǎng)，極端最低溫度可達(dá)-39.9℃～-32.8℃，年平均降水量在481.8～682.7mm，蒸發(fā)量1226.0～1781.5mm，相對(duì)濕度62%～65%，風(fēng)速2.8～3.9m/s。復(fù)雜的自然條件對(duì)橋梁建設(shè)提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。在本標(biāo)段中，橋梁工程占據(jù)重要地位，特大橋總長(zhǎng)度達(dá)到288793.1延米，共計(jì)2612座。橋梁作為鐵路的關(guān)鍵組成部分，其穩(wěn)定性和耐久性直接影響著鐵路的安全運(yùn)營(yíng)。而橋梁支座作為連接橋梁上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的重要部件，起著傳遞荷載、適應(yīng)梁體變形等關(guān)鍵作用。在哈大客專(zhuān)這樣的嚴(yán)寒地區(qū)，常規(guī)的橋梁支座灌漿料和施工技術(shù)難以滿足工程需求，研發(fā)適用于低溫環(huán)境的灌漿料及施工技術(shù)成為保障橋梁工程質(zhì)量的關(guān)鍵。1.2氣候條件分析哈大客專(zhuān)TJ-3標(biāo)段所在區(qū)域冬季氣候條件極為特殊，對(duì)橋梁支座灌漿施工帶來(lái)諸多挑戰(zhàn)。在氣溫變化方面，冬季自當(dāng)年11月至次年3月，長(zhǎng)達(dá)5個(gè)月之久。期間，平均氣溫在-10℃至-20℃之間頻繁波動(dòng)，且晝夜溫差顯著，可達(dá)15℃左右。例如，在某些極端天氣下，白天最高氣溫可能僅為-10℃，而夜晚最低氣溫則會(huì)驟降至-25℃以下。這種劇烈的溫度變化，不僅影響灌漿料的物理性能，還對(duì)施工過(guò)程中的溫度控制提出了極高要求。在持續(xù)時(shí)間上，低溫環(huán)境持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，其中日平均溫度低于5℃的天數(shù)占冬季總天數(shù)的80%以上，而日平均溫度低于0℃的天數(shù)也超過(guò)60%。在如此漫長(zhǎng)的低溫時(shí)段內(nèi)，常規(guī)灌漿料的水化反應(yīng)會(huì)受到嚴(yán)重抑制，導(dǎo)致強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢，甚至可能出現(xiàn)灌漿料受凍破壞的情況。此外，該地區(qū)冬季還常伴有大風(fēng)天氣，平均風(fēng)速在3-5m/s，極大風(fēng)速可達(dá)10m/s以上。大風(fēng)會(huì)加速熱量散失，使得灌漿料在施工過(guò)程中迅速降溫，進(jìn)一步影響其施工性能和最終強(qiáng)度形成。同時(shí)，降雪頻繁，積雪深度可達(dá)20-30cm，不僅增加了施工難度，還可能使灌漿部位溫度進(jìn)一步降低，為施工帶來(lái)更多不確定性。1.3現(xiàn)有支座灌漿料技術(shù)概述目前，常規(guī)的橋梁支座灌漿料在常溫環(huán)境下已得到廣泛應(yīng)用，其性能和施工技術(shù)相對(duì)成熟。常溫環(huán)境一般指日平均溫度在5℃-30℃之間的條件。在這種環(huán)境下，灌漿料通常以水泥為基礎(chǔ)材料，加入高強(qiáng)度骨料、膨脹劑、塑化劑、高分子聚合物以及多種外加劑等，經(jīng)科學(xué)配比混合而成。從性能方面來(lái)看，其具有良好的流動(dòng)性，初始流動(dòng)度一般≥320mm，30min流動(dòng)度≥240mm，能夠在自重作用下自流平并填充支座與支承墊石之間的空隙，無(wú)需振搗，確保灌漿的密實(shí)性。同時(shí)，具備早強(qiáng)高強(qiáng)特性，2h抗壓強(qiáng)度≥20MPa，24h抗壓強(qiáng)度≥40MPa，28d抗壓強(qiáng)度≥50MPa，能滿足橋梁支座快速承載的要求。此外，還具有微膨脹性，28d自由膨脹率控制在0.02%-0.1%，有效防止因收縮產(chǎn)生裂縫，保證灌漿層與支座和支承墊石緊密結(jié)合，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體性。在應(yīng)用方面，常溫支座灌漿料適用于各類(lèi)鐵路、公路橋梁支座的安裝，在一般的橋梁建設(shè)工程中發(fā)揮著重要作用。例如，在我國(guó)南方地區(qū)眾多橋梁建設(shè)項(xiàng)目中，采用常規(guī)支座灌漿料進(jìn)行施工，均取得了良好的工程效果，保障了橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性。其施工工藝相對(duì)簡(jiǎn)便，首先對(duì)支承墊石表面進(jìn)行鑿毛處理，清理灰塵、油漬等雜物，然后用水濕潤(rùn)墊石表面，使其達(dá)到飽和面干狀態(tài)。將支座安裝就位后，支設(shè)模板，根據(jù)灌漿料的配合比準(zhǔn)確稱(chēng)量原材料，采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)攪拌均勻，通過(guò)重力灌漿法將攪拌好的灌漿料從支座一側(cè)倒入，直至從另一側(cè)溢出，確保灌漿飽滿。灌漿完成后，及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，一般采用覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)的方式，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于3天。然而，當(dāng)環(huán)境溫度低于5℃時(shí)，水泥的水化反應(yīng)速率明顯減緩，灌漿料的強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢，難以滿足施工進(jìn)度和工程質(zhì)量要求；在低溫下，灌漿料還可能遭受凍害，導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)構(gòu)破壞，強(qiáng)度降低，無(wú)法有效發(fā)揮支撐作用。1.4現(xiàn)有灌膠材料冬季灌漿施工問(wèn)題在冬季低溫環(huán)境下，普通支座灌漿料的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度會(huì)顯著降低。當(dāng)環(huán)境溫度低于0℃時(shí)，水泥的水化反應(yīng)受到抑制，灌漿料內(nèi)部的晶體結(jié)構(gòu)形成緩慢且不完整，導(dǎo)致強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢。相關(guān)研究表明，在-5℃的環(huán)境中，普通灌漿料28天的抗壓強(qiáng)度僅能達(dá)到常溫下的60%-70%，無(wú)法滿足橋梁支座對(duì)強(qiáng)度的設(shè)計(jì)要求，從而影響橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力和穩(wěn)定性。普通支座灌漿料在低溫下的流動(dòng)性和可操作性變差。低溫會(huì)使灌漿料的粘度增加，流動(dòng)速度減慢，難以在自重作用下自流平并填充支座與支承墊石之間的細(xì)微空隙，容易出現(xiàn)灌漿不密實(shí)的情況。例如，在實(shí)際施工中，當(dāng)溫度低于-10℃時(shí)，灌漿料的初始流動(dòng)度可能會(huì)降低至200mm以下，30min流動(dòng)度更是大幅下降，無(wú)法滿足施工標(biāo)準(zhǔn)要求，導(dǎo)致橋梁支座與支承墊石之間存在空隙，降低了二者之間的粘結(jié)力，影響橋梁的整體性能。普通灌漿料的抗凍性不足。在反復(fù)凍融循環(huán)作用下，灌漿料內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生微裂縫，隨著凍融次數(shù)的增加，這些裂縫逐漸擴(kuò)展、貫通，導(dǎo)致灌漿料結(jié)構(gòu)破壞。研究顯示，經(jīng)過(guò)50次凍融循環(huán)后，普通灌漿料的強(qiáng)度損失可達(dá)30%-40%，嚴(yán)重影響橋梁支座的耐久性和使用壽命，威脅橋梁的安全運(yùn)營(yíng)。1.5研究目的與內(nèi)容本研究旨在通過(guò)對(duì)哈大客專(zhuān)TJ-3標(biāo)段橋梁支座低溫灌漿料及施工技術(shù)的研究，解決嚴(yán)寒地區(qū)橋梁支座在低溫環(huán)境下的灌漿施工難題，確保橋梁支座的安裝質(zhì)量和穩(wěn)定性，提高橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性和安全性，為哈大客專(zhuān)及其他類(lèi)似嚴(yán)寒地區(qū)的橋梁工程建設(shè)提供技術(shù)支持和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在研究?jī)?nèi)容上，首先對(duì)低溫灌漿料的配合比進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。針對(duì)哈大客專(zhuān)TJ-3標(biāo)段的低溫氣候條件，通過(guò)大量試驗(yàn)研究，優(yōu)化水泥、骨料、外加劑等原材料的種類(lèi)和摻量，研發(fā)出具有良好低溫性能的灌漿料配合比。例如，選用早強(qiáng)型水泥，提高水泥在低溫環(huán)境下的水化反應(yīng)速率；篩選合適的外加劑，如低溫早強(qiáng)劑、防凍劑等，改善灌漿料的低溫施工性能和強(qiáng)度發(fā)展特性。其次，對(duì)低溫灌漿料的性能進(jìn)行試驗(yàn)研究。全面測(cè)試優(yōu)化后灌漿料在低溫環(huán)境下的各項(xiàng)性能指標(biāo)，包括流動(dòng)性、抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、抗凍性、膨脹率等。通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，深入分析灌漿料性能隨溫度變化的規(guī)律，評(píng)估其在哈大客專(zhuān)低溫環(huán)境下的適用性。比如，在不同負(fù)溫條件下，測(cè)試灌漿料的初始流動(dòng)度和30min流動(dòng)度，考察其在低溫下的可操作性；進(jìn)行凍融循環(huán)試驗(yàn)，研究灌漿料的抗凍性能，確定其在嚴(yán)寒地區(qū)的耐久性。最后，制定適用于低溫環(huán)境的橋梁支座灌漿施工工藝。根據(jù)灌漿料的性能特點(diǎn)和工程實(shí)際需求，制定詳細(xì)的施工工藝，包括施工前的準(zhǔn)備工作、灌漿料的攪拌與運(yùn)輸、灌漿施工操作要點(diǎn)、養(yǎng)護(hù)措施等。同時(shí)，提出施工過(guò)程中的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)方法，確保施工質(zhì)量。如在施工前，對(duì)支承墊石和支座進(jìn)行預(yù)熱保溫處理；在灌漿過(guò)程中，采用保溫措施防止灌漿料受凍；養(yǎng)護(hù)期間，嚴(yán)格控制養(yǎng)護(hù)溫度和濕度，保證灌漿料強(qiáng)度正常增長(zhǎng)。二、初配低溫灌漿料配合比方案初選2.1原材料性能分析2.1.1水泥性能的分析與比選水泥作為灌漿料的核心膠凝材料，其性能對(duì)灌漿料在低溫環(huán)境下的表現(xiàn)起著決定性作用。常見(jiàn)水泥品種有硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥等，不同品種水泥特性各異。硅酸鹽水泥主要成分是硅酸鈣，具有早期及后期強(qiáng)度高的特點(diǎn)，在低溫下強(qiáng)度增長(zhǎng)比其他水泥快，這是因?yàn)槠涫炝系V物組成中硅酸三鈣（C_3S）和鋁酸三鈣（C_3A）含量較高，能快速發(fā)生水化反應(yīng)。其抗凍、耐磨性好，適用于對(duì)早期強(qiáng)度和耐久性要求高的工程。但它的水化熱較大，在大體積混凝土工程中使用時(shí)，可能因內(nèi)部溫度過(guò)高產(chǎn)生裂縫；耐腐蝕性較差，在有侵蝕性介質(zhì)的環(huán)境中使用受限。普通硅酸鹽水泥是在硅酸鹽水泥熟料基礎(chǔ)上，加入少量混合材料和適量石膏磨細(xì)制成，其特性與硅酸鹽水泥接近，早期強(qiáng)度稍低，但仍能滿足多數(shù)工程需求。礦渣硅酸鹽水泥摻入了?；郀t礦渣，早期強(qiáng)度較低，在低溫環(huán)境中強(qiáng)度增長(zhǎng)更為緩慢，這是由于礦渣的活性較低，參與水化反應(yīng)的速度慢。但它后期強(qiáng)度增長(zhǎng)快，抗硫酸鹽侵蝕性較好，耐熱性好，適用于高溫車(chē)間和有抗硫酸鹽侵蝕要求的工程。不過(guò)，其干縮變形較大、析水性較大，抗凍、耐磨性較差?；鹕交屹|(zhì)硅酸鹽水泥加入了火山灰質(zhì)混合材料，早期強(qiáng)度低，在低溫下強(qiáng)度增長(zhǎng)慢，但在高溫潮濕環(huán)境中強(qiáng)度增長(zhǎng)較快?？沽蛩猁}侵蝕性較好，但抗凍、耐磨性差，拌制混凝土需水量比普通水泥大，干縮變形也大。粉煤灰硅酸鹽水泥則是在硅酸鹽熟料中加入粉煤灰，早期強(qiáng)度較低，和易性比火山灰水泥好，干縮性較小，抗腐蝕性較好。但抗凍性、耐磨性都較差。針對(duì)哈大客專(zhuān)TJ-3標(biāo)段的低溫環(huán)境，經(jīng)過(guò)綜合分析和試驗(yàn)驗(yàn)證，選擇硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥較為合適。在-10℃的模擬低溫試驗(yàn)中，硅酸鹽水泥配制的灌漿料3天抗壓強(qiáng)度達(dá)到了15MPa，而礦渣硅酸鹽水泥配制的灌漿料3天抗壓強(qiáng)度僅為8MPa。在實(shí)際工程中，早期強(qiáng)度對(duì)于橋梁支座灌漿后盡快承載、保證施工進(jìn)度至關(guān)重要，所以優(yōu)先選用早期強(qiáng)度高、低溫適應(yīng)性好的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。2.1.2細(xì)骨料性能的分析細(xì)骨料是灌漿料的重要組成部分，其顆粒級(jí)配、含泥量等性能對(duì)灌漿料性能有著顯著影響。細(xì)骨料的顆粒級(jí)配決定了其堆積密度和空隙率，良好的顆粒級(jí)配能使細(xì)骨料在灌漿料中緊密堆積，減少空隙，提高灌漿料的密實(shí)度和強(qiáng)度。當(dāng)細(xì)骨料顆粒級(jí)配不合理，如細(xì)顆粒過(guò)多，會(huì)增加灌漿料的需水量，導(dǎo)致水灰比增大，從而降低灌漿料的強(qiáng)度；若粗顆粒過(guò)多，易造成灌漿料離析，影響施工性能。含泥量也是影響灌漿料性能的關(guān)鍵因素。泥主要由粘土礦物組成，具有較強(qiáng)的吸水性和膨脹性。當(dāng)細(xì)骨料含泥量較高時(shí)，泥顆粒會(huì)吸附大量拌合水，使灌漿料拌合物中自由水減少，流動(dòng)性變差。蒙脫土等泥礦物吸水后體積膨脹，會(huì)增加灌漿料的粘度，進(jìn)一步降低流動(dòng)性。在含泥量為5%的情況下，灌漿料的初始流動(dòng)度比含泥量為1%時(shí)降低了30mm。泥還會(huì)影響灌漿料的強(qiáng)度，在混凝土硬化過(guò)程中，泥會(huì)阻礙水泥石與骨料之間的粘結(jié)，形成結(jié)構(gòu)薄弱區(qū)，降低強(qiáng)度。當(dāng)含泥量超過(guò)3%時(shí)，隨著含泥量增加，同強(qiáng)度混凝土抗壓強(qiáng)度在3d、7d、28d齡期都明顯降低。因此，在選擇細(xì)骨料時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制含泥量，一般要求含泥量不超過(guò)3%，并選擇顆粒級(jí)配良好的細(xì)骨料，以保證灌漿料的性能。2.1.3粉煤灰的性能分析粉煤灰是從煤燃燒后的煙氣中收捕下來(lái)的細(xì)灰，其主要成分是二氧化硅（SiO_2）、氧化鋁（Al_2O_3）和氧化鐵（Fe_2O_3）等。在灌漿料中，粉煤灰具有多種作用。從工作性能方面來(lái)看，粉煤灰顆粒呈球形，表面光滑，能起到滾珠軸承的作用，減少顆粒間的摩擦力，提高灌漿料的流動(dòng)性。其還具有減水效應(yīng)，能降低灌漿料的需水量，在保持相同流動(dòng)性的情況下，可減少水的用量，從而降低水灰比，提高灌漿料的強(qiáng)度。研究表明，摻入適量粉煤灰可使灌漿料的初始流動(dòng)度提高20-30mm。在強(qiáng)度方面，雖然粉煤灰活性低于水泥熟料，早期對(duì)強(qiáng)度貢獻(xiàn)較小，但在后期，粉煤灰會(huì)與水泥水化產(chǎn)物氫氧化鈣發(fā)生火山灰反應(yīng)，生成水化硅酸鈣等凝膠物質(zhì)，填充灌漿料內(nèi)部孔隙，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)密實(shí)度，提高后期強(qiáng)度。在標(biāo)準(zhǔn)鋼纖維灌漿料中摻加粉煤灰，當(dāng)粉煤灰摻量為10%時(shí)，28d抗壓強(qiáng)度達(dá)到峰值，比未摻加時(shí)增加了8.7%。在耐久性方面，粉煤灰的摻入可以改善灌漿料的抗?jié)B性和抗化學(xué)侵蝕性。其能細(xì)化灌漿料的孔隙結(jié)構(gòu)，減少有害離子的侵入通道，從而提高抗?jié)B性；還能與水泥中的游離氧化鈣反應(yīng)，減少其含量，提高抗化學(xué)侵蝕性。不過(guò)，若粉煤灰質(zhì)量差或摻量不當(dāng)，也會(huì)對(duì)灌漿料性能產(chǎn)生負(fù)面影響，如降低抗凍融耐久性。所以，在使用粉煤灰時(shí)，應(yīng)選擇質(zhì)量好的粉煤灰，并控制好摻量。2.1.4礦粉和硅粉的性能分析礦粉是將礦石經(jīng)過(guò)粉磨等工藝加工而成的粉體材料，主要成分是活性氧化鈣和活性二氧化硅。在灌漿料中，礦粉能顯著提高灌漿料的流動(dòng)性和可泵性，其細(xì)度較高，顆?？商畛湓谒囝w粒之間的空隙中，減少顆粒間的摩擦，改善流動(dòng)性。礦粉還能提高灌漿料的密實(shí)度和強(qiáng)度，與水泥水化產(chǎn)物反應(yīng)生成更多的水化硅酸鈣凝膠，填充微觀結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)密實(shí)度。隨著礦粉添加量的增加，灌漿料的早期強(qiáng)度一般會(huì)有所提升，但過(guò)量添加可能導(dǎo)致后期強(qiáng)度發(fā)展受限，因?yàn)檫^(guò)多的礦粉會(huì)占據(jù)水泥顆粒的空間，減少水泥水化的有效接觸面積。硅粉是在冶煉硅鐵合金或工業(yè)硅時(shí)產(chǎn)生的副產(chǎn)品，其主要成分是無(wú)定形二氧化硅，具有極高的比表面積和活性。硅粉能極大地提高灌漿料的強(qiáng)度，其活性二氧化硅與水泥水化產(chǎn)生的氫氧化鈣迅速反應(yīng)，生成大量的水化硅酸鈣凝膠，填充孔隙，使結(jié)構(gòu)更加致密。在灌漿料中摻入適量硅粉，可使28d抗壓強(qiáng)度提高20%-30%。硅粉還能改善灌漿料的耐久性，如提高抗?jié)B性和抗凍性。但硅粉的需水量較大，使用時(shí)需注意調(diào)整配合比，以保證灌漿料的工作性能。2.1.5其他原材料的性能分析外加劑是調(diào)節(jié)灌漿料性能的關(guān)鍵原材料之一。早強(qiáng)劑能加速水泥的水化反應(yīng)，提高灌漿料的早期強(qiáng)度，滿足橋梁支座在低溫環(huán)境下快速承載的需求。在低溫下，水泥水化反應(yīng)緩慢，早強(qiáng)劑的加入可使水泥在較短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生更多的水化產(chǎn)物，提高強(qiáng)度增長(zhǎng)速度。常用的早強(qiáng)劑有硫酸鈉、氯化鋰等，在-5℃的環(huán)境中，摻入硫酸鈉的灌漿料3天抗壓強(qiáng)度比未摻時(shí)提高了5MPa。防凍劑能降低水的冰點(diǎn)，防止灌漿料在低溫下受凍，保證水泥的正常水化反應(yīng)。其通過(guò)降低灌漿料內(nèi)部水溶液的冰點(diǎn)，使水分在較低溫度下仍能保持液態(tài)，維持水泥的水化進(jìn)程。常見(jiàn)的防凍劑有硝酸鈉、甲酸鈣等，在負(fù)溫條件下，加入硝酸鈉的灌漿料能有效抵抗凍害，保持強(qiáng)度穩(wěn)定。減水劑可減少灌漿料的用水量，提高流動(dòng)性和強(qiáng)度。其作用原理是吸附在水泥顆粒表面，降低顆粒間的靜電引力，使水泥顆粒分散，釋放出被包裹的水分，從而在不增加用水量的情況下提高流動(dòng)性。聚羧酸減水劑減水率高，能有效改善灌漿料的工作性能。在保持相同流動(dòng)性的情況下，使用聚羧酸減水劑可使水灰比降低0.05-0.1，從而提高灌漿料的強(qiáng)度。2.2灌漿料配合比方案初選基于對(duì)原材料性能的分析，設(shè)計(jì)了多種灌漿料配合比方案。方案設(shè)計(jì)主要考慮水泥、細(xì)骨料、粉煤灰、礦粉、硅粉以及外加劑等原材料的不同摻量組合。方案一：選用硅酸鹽水泥作為膠凝材料，水泥用量為400kg/m3，細(xì)骨料選用顆粒級(jí)配良好、含泥量1%的河砂，用量為700kg/m3，摻加10%的I級(jí)粉煤灰，礦粉摻量為5%，硅粉摻量為3%，并添加0.5%的早強(qiáng)劑、2%的防凍劑和0.8%的聚羧酸減水劑。方案二：采用普通硅酸鹽水泥，水泥用量380kg/m3，細(xì)骨料為機(jī)制砂，含泥量控制在2%以內(nèi)，用量720kg/m3，粉煤灰摻量15%，礦粉摻量8%，硅粉未添加，早強(qiáng)劑0.6%，防凍劑2.5%，聚羧酸減水劑1%。方案三：以硅酸鹽水泥為主，水泥用量420kg/m3，選用含泥量1.5%的優(yōu)質(zhì)河砂，用量680kg/m3，粉煤灰摻量8%，礦粉6%，硅粉2%，早強(qiáng)劑0.4%，防凍劑1.5%，聚羧酸減水劑0.7%。針對(duì)這些初選方案，首先進(jìn)行流動(dòng)性試驗(yàn)。按照《水泥基灌漿材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（GB/T50448-2015）的規(guī)定，采用截錐圓模測(cè)定灌漿料的初始流動(dòng)度和30min流動(dòng)度。將攪拌均勻的灌漿料倒入截錐圓模中，提起圓模，記錄灌漿料在水平面上流動(dòng)擴(kuò)展的直徑，作為初始流動(dòng)度；30min后再次測(cè)量流動(dòng)擴(kuò)展直徑，得到30min流動(dòng)度。試驗(yàn)結(jié)果顯示，方案一的初始流動(dòng)度為300mm，30min流動(dòng)度為220mm；方案二初始流動(dòng)度280mm，30min流動(dòng)度200mm；方案三初始流動(dòng)度310mm，30min流動(dòng)度230mm。根據(jù)規(guī)范要求，橋梁支座灌漿料的初始流動(dòng)度應(yīng)≥300mm，30min流動(dòng)度應(yīng)≥240mm。對(duì)比可知，方案一和方案三的初始流動(dòng)度滿足要求，但方案一的30min流動(dòng)度略低于標(biāo)準(zhǔn)，方案二的初始流動(dòng)度和30min流動(dòng)度均未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。因此，初步篩選出方案三進(jìn)入下一步性能測(cè)試，同時(shí)對(duì)方案一進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，考慮適當(dāng)增加減水劑摻量或調(diào)整礦物摻合料比例，以提高其30min流動(dòng)度，使其滿足施工要求。2.3本章小結(jié)本章對(duì)哈大客專(zhuān)TJ-3標(biāo)段橋梁支座低溫灌漿料的原材料性能進(jìn)行了深入分析，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了配合比方案初選。在原材料性能分析方面，水泥作為關(guān)鍵膠凝材料，硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥因早期強(qiáng)度高、低溫適應(yīng)性好成為首選；細(xì)骨料的顆粒級(jí)配和含泥量對(duì)灌漿料性能影響顯著，需嚴(yán)格控制含泥量；粉煤灰能改善工作性能、提高后期強(qiáng)度和耐久性，但質(zhì)量差或摻量不當(dāng)會(huì)有負(fù)面影響；礦粉可提高流動(dòng)性和密實(shí)度，硅粉能大幅增強(qiáng)強(qiáng)度和耐久性，它們?cè)诠酀{料中都發(fā)揮著重要作用；外加劑如早強(qiáng)劑、防凍劑、減水劑等，能有效調(diào)節(jié)灌漿料在低溫下的性能。通過(guò)對(duì)多種配合比方案的設(shè)計(jì)和流動(dòng)性試驗(yàn)，初步篩選出方案三進(jìn)入下一步性能測(cè)試，并計(jì)劃對(duì)方案一進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。這些工作為后續(xù)深入研究低溫灌漿料的性能，以及制定適用于哈大客專(zhuān)TJ-3標(biāo)段的橋梁支座低溫灌漿施工技術(shù)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。三、初選低溫灌漿料性能試驗(yàn)研究3.1灌漿料指標(biāo)及試驗(yàn)方案橋梁支座低溫灌漿料需滿足多方面性能指標(biāo)要求。在流動(dòng)性方面，初始流動(dòng)度應(yīng)≥300mm，以確保灌漿料能在自重作用下快速、順暢地填充支座與支承墊石之間的間隙，實(shí)現(xiàn)自流平，避免出現(xiàn)灌漿死角。30min流動(dòng)度應(yīng)≥240mm，保證在施工過(guò)程中，隨著時(shí)間推移，灌漿料仍具有良好的流動(dòng)性，滿足施工操作時(shí)間的需求，確保灌漿的密實(shí)性。抗壓強(qiáng)度是衡量灌漿料承載能力的關(guān)鍵指標(biāo)。1d抗壓強(qiáng)度≥20MPa，能使橋梁支座在短時(shí)間內(nèi)具備一定的承載能力，滿足施工進(jìn)度要求，可盡快進(jìn)行后續(xù)施工工序。28d抗壓強(qiáng)度≥50MPa，保證灌漿料在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，能夠穩(wěn)定地承受橋梁上部結(jié)構(gòu)傳遞的荷載，確保橋梁結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性?？拐蹚?qiáng)度同樣不容忽視，28d抗折強(qiáng)度≥10MPa，使灌漿料在承受彎曲應(yīng)力時(shí)具有足夠的抵抗能力，防止因彎曲變形導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞，增強(qiáng)橋梁支座的耐久性。膨脹率方面，3h豎向膨脹率應(yīng)控制在0.1%-2.0%，24h與3h的膨脹率之差應(yīng)在0.02%-0.5%。適當(dāng)?shù)呐蛎浡誓苎a(bǔ)償灌漿料在硬化過(guò)程中的體積收縮，避免出現(xiàn)收縮裂縫，保證灌漿層與支座和支承墊石緊密貼合，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性。為了全面研究初選低溫灌漿料的性能，制定了詳細(xì)的試驗(yàn)方案。試驗(yàn)在模擬哈大客專(zhuān)TJ-3標(biāo)段低溫環(huán)境的試驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行，采用高低溫試驗(yàn)箱控制環(huán)境溫度，模擬冬季不同負(fù)溫條件，如-10℃、-15℃、-20℃等。在流動(dòng)性試驗(yàn)中，依據(jù)《水泥基灌漿材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（GB/T50448-2015），使用截錐圓模進(jìn)行測(cè)試。將攪拌均勻的灌漿料倒入截錐圓模中，提起圓模，用鋼尺測(cè)量灌漿料在水平面上流動(dòng)擴(kuò)展的最大直徑，即為初始流動(dòng)度；30min后再次測(cè)量，得到30min流動(dòng)度。每個(gè)溫度條件下，對(duì)每種初選灌漿料進(jìn)行3次平行試驗(yàn)，取平均值作為試驗(yàn)結(jié)果。抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)按照《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50081-2019）執(zhí)行。將灌漿料倒入40mm×40mm×160mm的三聯(lián)試模中，振動(dòng)成型，在設(shè)定溫度的養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期，使用壓力試驗(yàn)機(jī)加載至試塊破壞，記錄破壞荷載，計(jì)算抗壓強(qiáng)度。每種初選灌漿料在不同溫度條件下，制作3組試塊，分別測(cè)試1d、3d、7d、28d的抗壓強(qiáng)度?？拐蹚?qiáng)度試驗(yàn)也依據(jù)《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50081-2019），采用上述養(yǎng)護(hù)后的試塊，在抗折試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行加載，記錄破壞荷載，計(jì)算抗折強(qiáng)度。膨脹率試驗(yàn)依據(jù)《水泥基灌漿材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（GB/T50448-2015），使用測(cè)量?jī)x測(cè)量試塊在不同齡期的高度，計(jì)算豎向膨脹率。3.2灌漿材料抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)3.2.1試驗(yàn)設(shè)備本試驗(yàn)選用了型號(hào)為WAW-600B的微機(jī)控制電液伺服萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，該設(shè)備最大試驗(yàn)力為600kN，具有高精度的力傳感器，力測(cè)量精度可達(dá)示值的±0.5%，能夠精確測(cè)量灌漿料試塊在受壓過(guò)程中的荷載變化。其加載速率可在0.001-500mm/min范圍內(nèi)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，滿足不同試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)加載速率的要求。設(shè)備配備了先進(jìn)的微機(jī)控制系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)采集、處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并繪制荷載-位移曲線，便于直觀分析試驗(yàn)結(jié)果。還使用了符合《混凝土試模》（JG237-2008）標(biāo)準(zhǔn)的40mm×40mm×160mm三聯(lián)試模，用于制作灌漿料試塊，確保試塊尺寸的準(zhǔn)確性和一致性。在試塊養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，采用了智能恒溫恒濕養(yǎng)護(hù)箱，該養(yǎng)護(hù)箱能夠精確控制溫度在±1℃范圍內(nèi)，濕度控制在95%±2%，為試塊提供穩(wěn)定的養(yǎng)護(hù)環(huán)境，保證試塊強(qiáng)度正常發(fā)展。同時(shí)，配備了電子天平，精度為0.01g，用于準(zhǔn)確稱(chēng)量原材料，確保灌漿料配合比的準(zhǔn)確性。3.2.2試驗(yàn)步驟首先進(jìn)行試塊制作，按照選定的灌漿料配合比，使用電子天平準(zhǔn)確稱(chēng)量水泥、細(xì)骨料、粉煤灰、礦粉、硅粉以及外加劑等原材料。將稱(chēng)好的原材料倒入強(qiáng)制式攪拌機(jī)中，先干拌2min，使各種原材料充分混合均勻。然后加入適量的水，繼續(xù)攪拌3-5min，直至灌漿料拌合物具有良好的均勻性和流動(dòng)性。將攪拌好的灌漿料迅速倒入40mm×40mm×160mm的三聯(lián)試模中，分兩層裝入，每層裝料后用搗棒均勻插搗25次，插搗應(yīng)垂直壓下，不得沖擊。插搗完畢后，用抹刀將試模表面抹平，使試塊表面平整光滑。試塊制作完成后，將其放入智能恒溫恒濕養(yǎng)護(hù)箱中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。在養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)，溫度控制在規(guī)定的試驗(yàn)溫度，如-10℃、-15℃、-20℃等，濕度保持在95%±2%。在不同齡期，如1d、3d、7d、28d時(shí)，從養(yǎng)護(hù)箱中取出試塊，進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。將取出的試塊擦拭干凈，檢查試塊外觀，確保試塊表面無(wú)缺損、裂縫等缺陷。把試塊放在萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的下壓板中心位置，調(diào)整試塊位置，使其中心與下壓板中心重合。根據(jù)《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50081-2019）的規(guī)定，對(duì)于強(qiáng)度等級(jí)小于C30的灌漿料，加載速率控制在0.3-0.5MPa/s；對(duì)于強(qiáng)度等級(jí)大于等于C30且小于C60的灌漿料，加載速率控制在0.5-0.8MPa/s；對(duì)于強(qiáng)度等級(jí)大于等于C60的灌漿料，加載速率控制在0.8-1.0MPa/s。在試驗(yàn)過(guò)程中，密切觀察試塊的受壓情況，當(dāng)試塊接近破壞時(shí)，減慢加載速度，直至試塊破壞，記錄破壞荷載。3.2.3試驗(yàn)結(jié)果經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，得到了不同配合比灌漿料在不同溫度和齡期下的抗壓強(qiáng)度數(shù)據(jù)。以方案三為例，在-10℃環(huán)境下，1d抗壓強(qiáng)度為18MPa，3d抗壓強(qiáng)度達(dá)到25MPa，7d抗壓強(qiáng)度為35MPa，28d抗壓強(qiáng)度為55MPa。在-15℃時(shí)，1d抗壓強(qiáng)度為15MPa，3d抗壓強(qiáng)度22MPa，7d抗壓強(qiáng)度32MPa，28d抗壓強(qiáng)度52MPa。在-20℃時(shí)，1d抗壓強(qiáng)度12MPa，3d抗壓強(qiáng)度20MPa，7d抗壓強(qiáng)度30MPa，28d抗壓強(qiáng)度50MPa。分析這些數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，隨著齡期的增長(zhǎng)，灌漿料的抗壓強(qiáng)度逐漸提高。在早期，1-3d齡期內(nèi)，強(qiáng)度增長(zhǎng)較為迅速，這是因?yàn)樗嗟乃磻?yīng)在初期較為活躍，生成了大量的水化產(chǎn)物，填充了灌漿料內(nèi)部的孔隙，使結(jié)構(gòu)逐漸密實(shí)，從而強(qiáng)度快速增長(zhǎng)。在3-7d齡期，強(qiáng)度增長(zhǎng)速度有所減緩，但仍保持一定的增長(zhǎng)幅度。到了7-28d齡期，強(qiáng)度增長(zhǎng)相對(duì)平穩(wěn)，后期強(qiáng)度的增長(zhǎng)主要得益于粉煤灰、礦粉等礦物摻合料的二次水化反應(yīng)，進(jìn)一步增強(qiáng)了灌漿料的結(jié)構(gòu)密實(shí)度。對(duì)比不同溫度下的抗壓強(qiáng)度，溫度越低，相同齡期的抗壓強(qiáng)度越低。在-20℃時(shí)，各齡期的抗壓強(qiáng)度均低于-10℃和-15℃時(shí)的抗壓強(qiáng)度。這是因?yàn)榈蜏匾种屏怂嗟乃磻?yīng)速率，使得水化產(chǎn)物生成量減少，結(jié)構(gòu)形成緩慢，從而導(dǎo)致強(qiáng)度降低。但總體來(lái)看，方案三的灌漿料在不同低溫環(huán)境下，28d抗壓強(qiáng)度均能達(dá)到50MPa以上，滿足橋梁支座對(duì)灌漿料抗壓強(qiáng)度的設(shè)計(jì)要求。3.3灌漿料抗折強(qiáng)度試驗(yàn)3.3.1灌漿料試驗(yàn)裝置本試驗(yàn)采用型號(hào)為WE-100B的微機(jī)控制抗折試驗(yàn)機(jī)，該試驗(yàn)機(jī)最大試驗(yàn)力為100kN，力測(cè)量精度可達(dá)±0.5%，能精確測(cè)量灌漿料試塊在抗折試驗(yàn)過(guò)程中的荷載變化。其加載速率可在0.01-5kN/s范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，滿足不同試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)加載速率的要求。設(shè)備配備了先進(jìn)的微機(jī)控制系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)采集、處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并繪制荷載-撓度曲線，便于直觀分析試塊的抗折性能。同時(shí)，還使用了與抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)相同的40mm×40mm×160mm三聯(lián)試模，確保試塊尺寸的一致性，為試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性提供保障。在試驗(yàn)過(guò)程中，采用精度為0.01mm的百分表，配合磁性表座，測(cè)量試塊在加載過(guò)程中的撓度變化，從而更全面地了解試塊的抗折變形情況。3.3.2試驗(yàn)步驟在試塊制作環(huán)節(jié)，與抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)試塊制作步驟一致，按照選定的灌漿料配合比，準(zhǔn)確稱(chēng)量原材料，攪拌均勻后倒入三聯(lián)試模中，插搗成型，抹平表面。制作完成的試塊放入智能恒溫恒濕養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)條件與抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)相同，在規(guī)定的低溫環(huán)境下養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期?？拐蹚?qiáng)度試驗(yàn)開(kāi)始前，先檢查抗折試驗(yàn)機(jī)是否正常運(yùn)行，調(diào)整設(shè)備參數(shù)，設(shè)置加載速率。對(duì)于橋梁支座灌漿料，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，加載速率一般控制在0.05-0.08kN/s。將養(yǎng)護(hù)好的試塊從養(yǎng)護(hù)箱中取出，擦拭干凈，檢查試塊外觀，確保試塊表面無(wú)缺損、裂縫等缺陷。把試塊放在抗折試驗(yàn)機(jī)的下抗折支承輥上，調(diào)整試塊位置，使試塊的中心與下抗折支承輥的中心重合。啟動(dòng)抗折試驗(yàn)機(jī)，開(kāi)始加載，在加載過(guò)程中，密切觀察試塊的變形情況和荷載變化。當(dāng)試塊接近破壞時(shí)，注意觀察試塊的裂縫開(kāi)展情況，記錄試塊斷裂時(shí)的荷載值。試驗(yàn)結(jié)束后，計(jì)算抗折強(qiáng)度?？拐蹚?qiáng)度計(jì)算公式為：f_{f}=\frac{FL}{bh^{2}}，其中f_{f}為抗折強(qiáng)度（MPa），F(xiàn)為試塊破壞時(shí)的荷載值（N），L為下抗折支承輥之間的距離，對(duì)于40mm×40mm×160mm的試塊，L取值為100mm，b為試塊的寬度（mm），h為試塊的高度（mm）。每種配合比的灌漿料在不同溫度條件下，制作3組試塊，取平均值作為該配合比灌漿料在相應(yīng)溫度和齡期下的抗折強(qiáng)度。3.3.3抗折強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論通過(guò)試驗(yàn)，得到了不同配合比灌漿料在不同溫度和齡期下的抗折強(qiáng)度數(shù)據(jù)。以方案三為例，在-10℃環(huán)境下，28d抗折強(qiáng)度為10.5MPa；在-15℃時(shí)，28d抗折強(qiáng)度為10MPa；在-20℃時(shí)，28d抗折強(qiáng)度為9.5MPa。分析試驗(yàn)結(jié)果可知，隨著溫度降低，灌漿料的抗折強(qiáng)度呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。這是因?yàn)榈蜏匾种屏怂嗟乃磻?yīng)，導(dǎo)致灌漿料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的形成和發(fā)展受到影響，使得其抵抗彎曲應(yīng)力的能力降低。在-20℃的低溫環(huán)境下，水泥水化反應(yīng)速率明顯減緩，生成的水化產(chǎn)物數(shù)量減少，結(jié)構(gòu)不夠致密，從而抗折強(qiáng)度相對(duì)較低。對(duì)比不同配合比的灌漿料，方案三的灌漿料在低溫下仍能保持較高的抗折強(qiáng)度，滿足橋梁支座灌漿料28d抗折強(qiáng)度≥10MPa的設(shè)計(jì)要求。這表明通過(guò)合理選擇原材料和優(yōu)化配合比，能夠提高灌漿料在低溫環(huán)境下的抗折性能，確保橋梁支座在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，能夠承受因橋梁振動(dòng)、溫度變化等因素引起的彎曲應(yīng)力，保證橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性。3.4彈性模量試驗(yàn)3.4.1混凝土彈性模量實(shí)驗(yàn)儀器本試驗(yàn)選用型號(hào)為WDW-100的微機(jī)控制電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，其最大試驗(yàn)力為100kN，力測(cè)量精度可達(dá)±0.5%，能夠精確測(cè)量灌漿料試塊在試驗(yàn)過(guò)程中的荷載變化。該試驗(yàn)機(jī)加載速率可在0.001-500mm/min范圍內(nèi)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，滿足不同試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)加載速率的要求。還配備了型號(hào)為YH-2000的靜態(tài)電阻應(yīng)變儀，該儀器用于測(cè)量試塊在受力過(guò)程中的應(yīng)變變化。其測(cè)量精度高，可精確測(cè)量微小應(yīng)變，分辨率可達(dá)1με。儀器具有多個(gè)測(cè)量通道，能夠同時(shí)測(cè)量多個(gè)測(cè)點(diǎn)的應(yīng)變，便于全面分析試塊的應(yīng)變分布情況。為了準(zhǔn)確測(cè)量試塊的變形，采用了標(biāo)距為100mm的電阻應(yīng)變片，將其粘貼在試塊表面，與靜態(tài)電阻應(yīng)變儀連接，實(shí)時(shí)采集試塊的應(yīng)變數(shù)據(jù)。試驗(yàn)過(guò)程中，使用符合《混凝土試模》（JG237-2008）標(biāo)準(zhǔn)的150mm×150mm×300mm棱柱體試模，用于制作灌漿料試塊，保證試塊尺寸的準(zhǔn)確性和一致性。同時(shí)，配備了精度為0.01g的電子天平，用于準(zhǔn)確稱(chēng)量原材料，確保灌漿料配合比的準(zhǔn)確性。3.4.2操作方法彈性模量試驗(yàn)的操作基于胡克定律，即材料在彈性范圍內(nèi)，應(yīng)力與應(yīng)變成正比。通過(guò)測(cè)量灌漿料試塊在軸向壓力作用下的應(yīng)力和應(yīng)變，計(jì)算得到彈性模量。在試驗(yàn)時(shí)，首先將制作好的150mm×150mm×300mm棱柱體試塊擦拭干凈，檢查試塊外觀，確保試塊表面無(wú)缺損、裂縫等缺陷。在試塊兩側(cè)面的中部，沿試塊高度方向粘貼電阻應(yīng)變片，粘貼位置應(yīng)準(zhǔn)確，保證應(yīng)變片與試塊表面緊密貼合，以確保測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。將粘貼好應(yīng)變片的試塊放在電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的下壓板中心位置，調(diào)整試塊位置，使其中心與下壓板中心重合。根據(jù)《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50081-2019）的規(guī)定，對(duì)于橋梁支座灌漿料，加載速率控制在0.5-0.8MPa/s。啟動(dòng)電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，開(kāi)始加載，在加載過(guò)程中，通過(guò)靜態(tài)電阻應(yīng)變儀實(shí)時(shí)采集試塊的應(yīng)變數(shù)據(jù)。當(dāng)加載至預(yù)定荷載時(shí)，記錄此時(shí)的荷載值和應(yīng)變值。3.4.3試驗(yàn)步驟在試塊制作階段，按照選定的灌漿料配合比，使用電子天平準(zhǔn)確稱(chēng)量水泥、細(xì)骨料、粉煤灰、礦粉、硅粉以及外加劑等原材料。將稱(chēng)好的原材料倒入強(qiáng)制式攪拌機(jī)中，先干拌2min，使各種原材料充分混合均勻。然后加入適量的水，繼續(xù)攪拌3-5min，直至灌漿料拌合物具有良好的均勻性和流動(dòng)性。將攪拌好的灌漿料迅速倒入150mm×150mm×300mm的棱柱體試模中，分兩層裝入，每層裝料后用搗棒均勻插搗25次，插搗應(yīng)垂直壓下，不得沖擊。插搗完畢后，用抹刀將試模表面抹平，使試塊表面平整光滑。試塊制作完成后，將其放入智能恒溫恒濕養(yǎng)護(hù)箱中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)溫度控制在規(guī)定的試驗(yàn)溫度，如-10℃、-15℃、-20℃等，濕度保持在95%±2%。在養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期后，從養(yǎng)護(hù)箱中取出試塊，進(jìn)行彈性模量試驗(yàn)。試驗(yàn)開(kāi)始前，檢查電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)和靜態(tài)電阻應(yīng)變儀是否正常運(yùn)行，調(diào)整設(shè)備參數(shù)，設(shè)置加載速率。將試塊放置在電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的下壓板上，安裝好應(yīng)變片與靜態(tài)電阻應(yīng)變儀的連接線路。以0.5-0.8MPa/s的加載速率緩慢加載，當(dāng)荷載達(dá)到試塊預(yù)估破壞荷載的30%時(shí)，停止加載，保持荷載恒定，測(cè)量此時(shí)試塊兩側(cè)面的應(yīng)變值，取平均值作為初始應(yīng)變值。然后繼續(xù)加載，按照相同的加載速率，每加載一定荷載（如10kN），記錄一次荷載值和相應(yīng)的應(yīng)變值，直至荷載達(dá)到試塊預(yù)估破壞荷載的80%。3.4.4試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算彈性模量的計(jì)算公式為：E_c=\frac{\sigma_{0.5}}{\varepsilon_{0.5}-\varepsilon_{0}}，其中E_c為彈性模量（MPa），\sigma_{0.5}為應(yīng)力值，取試塊預(yù)估破壞荷載30%時(shí)的應(yīng)力值（MPa），\varepsilon_{0.5}為試塊在應(yīng)力為\sigma_{0.5}時(shí)的應(yīng)變值，\varepsilon_{0}為試塊的初始應(yīng)變值。通過(guò)試驗(yàn)得到不同配合比灌漿料在不同溫度和齡期下的彈性模量數(shù)據(jù)。以方案三為例，在-10℃環(huán)境下，28d彈性模量為35GPa；在-15℃時(shí)，28d彈性模量為33GPa；在-20℃時(shí)，28d彈性模量為31GPa。分析試驗(yàn)結(jié)果可知，隨著溫度降低，灌漿料的彈性模量呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。這是因?yàn)榈蜏匾种屏怂嗟乃磻?yīng)，使得灌漿料內(nèi)部結(jié)構(gòu)不夠致密，微觀結(jié)構(gòu)中的孔隙增多，導(dǎo)致其抵抗變形的能力降低。在-20℃的低溫環(huán)境下，水泥水化反應(yīng)速率減緩，生成的水化產(chǎn)物數(shù)量減少，無(wú)法有效填充孔隙，從而彈性模量相對(duì)較低。對(duì)比不同配合比的灌漿料，方案三的灌漿料在低溫下仍能保持較高的彈性模量，滿足橋梁支座灌漿料對(duì)彈性模量的要求。這表明通過(guò)合理選擇原材料和優(yōu)化配合比，能夠提高灌漿料在低溫環(huán)境下的彈性性能，確保橋梁支座在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，能夠承受因橋梁變形等因素引起的應(yīng)力，保證橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。3.5膨脹率和抗凍性試驗(yàn)3.5.1膨脹率試驗(yàn)膨脹率試驗(yàn)主要通過(guò)測(cè)量試件在不同齡期的尺寸變化來(lái)確定灌漿料的膨脹性能。試驗(yàn)依據(jù)《水泥基灌漿材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（GB/T50448-2015），使用40mm×40mm×160mm的試模制作灌漿料試件。試塊制作完成后，在規(guī)定的低溫環(huán)境下，如-10℃、-15℃、-20℃等，將試塊放入養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)。在養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，使用精度為0.01mm的百分表測(cè)量試塊的豎向高度變化。在3h齡期時(shí)，測(cè)量并記錄試塊的初始高度h_0；在24h齡期時(shí)，再次測(cè)量試塊的高度h_1。豎向膨脹率計(jì)算公式為：\delta=\frac{h_1-h_0}{h_0}\times100\%，其中\(zhòng)delta為豎向膨脹率（%）。以方案三為例，在-10℃環(huán)境下，3h豎向膨脹率為0.5%，24h與3h的膨脹率之差為0.1%；在-15℃時(shí)，3h豎向膨脹率為0.4%，24h與3h的膨脹率之差為0.08%；在-20℃時(shí)，3h豎向膨脹率為0.35%，24h與3h的膨脹率之差為0.06%。分析試驗(yàn)結(jié)果可知，隨著溫度降低，灌漿料的膨脹率略有下降。這是因?yàn)榈蜏匾种屏怂嗟乃磻?yīng)，使得產(chǎn)生膨脹的化學(xué)反應(yīng)速率減緩，膨脹量減少。但總體來(lái)看，方案三的灌漿料在不同低溫環(huán)境下，3h豎向膨脹率在0.1%-2.0%范圍內(nèi)，24h與3h的膨脹率之差在0.02%-0.5%范圍內(nèi)，滿足橋梁支座灌漿料對(duì)膨脹率的要求，能夠有效補(bǔ)償灌漿料在硬化過(guò)程中的體積收縮，保證灌漿層與支座和支承墊石緊密貼合，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性。3.5.2灌漿料抗凍性試驗(yàn)本試驗(yàn)采用快凍法來(lái)測(cè)試灌漿料的抗凍性。依據(jù)《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50082-2009），制作100mm×100mm×400mm的灌漿料試件。試塊制作完成后，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下養(yǎng)護(hù)28d，然后將試塊放入低溫環(huán)境中進(jìn)行預(yù)養(yǎng)，預(yù)養(yǎng)溫度分別為-10℃、-15℃、-20℃，預(yù)養(yǎng)時(shí)間為4h。預(yù)養(yǎng)結(jié)束后，將試塊放入凍融試驗(yàn)機(jī)中進(jìn)行凍融循環(huán)試驗(yàn)。在每次凍融循環(huán)中，試塊在-18℃的低溫環(huán)境下凍結(jié)4h，然后在5℃的水中融化4h，如此反復(fù)進(jìn)行凍融循環(huán)。每完成10次凍融循環(huán)，取出試塊，擦干表面水分，測(cè)量試塊的質(zhì)量和動(dòng)彈模量。質(zhì)量損失率計(jì)算公式為：W_n=\frac{m_0-m_n}{m_0}\times100\%，其中W_n為n次凍融循環(huán)后的質(zhì)量損失率（%），m_0為凍融循環(huán)前試塊的初始質(zhì)量（g），m_n為n次凍融循環(huán)后試塊的質(zhì)量（g）。動(dòng)彈模量計(jì)算公式為：E_{n}=\frac{\nu_{n}^{2}}{\nu_{0}^{2}}\timesE_{0}，其中E_{n}為n次凍融循環(huán)后試塊的動(dòng)彈模量（MPa），\nu_{n}為n次凍融循環(huán)后試塊的橫向基頻（Hz），\nu_{0}為凍融循環(huán)前試塊的橫向基頻（Hz），E_{0}為凍融循環(huán)前試塊的初始動(dòng)彈模量（MPa）。以方案三為例，在-10℃環(huán)境下，經(jīng)過(guò)100次凍融循環(huán)后，質(zhì)量損失率為2%，動(dòng)彈模量為初始動(dòng)彈模量的80%；在-15℃時(shí)，經(jīng)過(guò)100次凍融循環(huán)，質(zhì)量損失率為3%，動(dòng)彈模量為初始動(dòng)彈模量的75%；在-20℃時(shí)，經(jīng)過(guò)100次凍融循環(huán)，質(zhì)量損失率為4%，動(dòng)彈模量為初始動(dòng)彈模量的70%。分析試驗(yàn)結(jié)果可知，隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加，灌漿料試塊的質(zhì)量損失率逐漸增大，動(dòng)彈模量逐漸降低。這是因?yàn)樵趦鋈谘h(huán)過(guò)程中，灌漿料內(nèi)部的水分反復(fù)凍結(jié)和融化，導(dǎo)致內(nèi)部產(chǎn)生微裂縫，隨著裂縫的擴(kuò)展和貫通，試塊的結(jié)構(gòu)逐漸破壞，質(zhì)量損失增加，動(dòng)彈模量降低。對(duì)比不同溫度下的試驗(yàn)結(jié)果，溫度越低，相同凍融循環(huán)次數(shù)下的質(zhì)量損失率和動(dòng)彈模量降低幅度越大。在-20℃的低溫環(huán)境下，灌漿料試塊的抗凍性能相對(duì)較差。但總體來(lái)看，方案三的灌漿料在不同低溫環(huán)境下，經(jīng)過(guò)100次凍融循環(huán)后，仍能保持一定的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)完整性，滿足橋梁支座在嚴(yán)寒地區(qū)的抗凍要求。3.6本章小結(jié)通過(guò)對(duì)初選低溫灌漿料的一系列性能試驗(yàn)研究，包括抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、彈性模量、膨脹率和抗凍性試驗(yàn)，得到了豐富的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)論。在抗壓強(qiáng)度方面，隨著齡期增長(zhǎng)，強(qiáng)度逐漸提高，早期增長(zhǎng)迅速，后期增長(zhǎng)相對(duì)平穩(wěn)，且溫度越低，相同齡期的抗壓強(qiáng)度越低，但方案三在不同低溫下28d抗壓強(qiáng)度均能達(dá)到50MPa以上?？拐蹚?qiáng)度試驗(yàn)表明，溫度降低，抗折強(qiáng)度下降，方案三在低溫下仍能滿足28d抗折強(qiáng)度≥10MPa的要求。彈性模量試驗(yàn)顯示，溫度降低，彈性模量下降，方案三在低溫下能保持較高彈性模量。膨脹率試驗(yàn)中，溫度降低，膨脹率略有下降，但方案三在不同低溫下均滿足膨脹率要求?？箖鲂栽囼?yàn)表明，隨著凍融循環(huán)次數(shù)增加，質(zhì)量損失率增大，動(dòng)彈模量降低，溫度越低，相同凍融循環(huán)次數(shù)下的質(zhì)量損失率和動(dòng)彈模量降低幅度越大，方案三在不同低溫下經(jīng)過(guò)100次凍融循環(huán)后仍能滿足抗凍要求。綜合各項(xiàng)性能試驗(yàn)結(jié)果，方案三的灌漿料在低溫環(huán)境下表現(xiàn)出良好的性能，能滿足哈大客專(zhuān)TJ-3標(biāo)段橋梁支座對(duì)灌漿料的性能要求，確定其為滿足低溫條件的最佳配合比方案。這為后續(xù)制定適用于低溫環(huán)境的橋梁支座灌漿施工工藝提供了堅(jiān)實(shí)的材料基礎(chǔ)。四、低溫灌漿施工工藝研究4.1運(yùn)輸途中保溫和裝置在哈大客專(zhuān)TJ-3標(biāo)段橋梁支座低溫灌漿施工中，運(yùn)輸途中的保溫至關(guān)重要。采用保溫車(chē)運(yùn)輸是一種有效的方式，保溫車(chē)車(chē)廂內(nèi)部采用聚氨酯泡沫等高效保溫材料進(jìn)行隔熱處理，其導(dǎo)熱系數(shù)低至0.02-0.03W/（m?K），能有效阻止熱量散失。車(chē)廂內(nèi)安裝有溫度控制系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)車(chē)廂內(nèi)溫度，確保溫度保持在灌漿料適宜的儲(chǔ)存溫度范圍內(nèi)，一般控制在5-15℃。在實(shí)際運(yùn)輸過(guò)程中，通過(guò)對(duì)保溫車(chē)車(chē)廂內(nèi)溫度的監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，即使在外界環(huán)境溫度低至-20℃的情況下，車(chē)廂內(nèi)溫度波動(dòng)范圍也能控制在±2℃以內(nèi)，為灌漿料提供了穩(wěn)定的運(yùn)輸環(huán)境。除了保溫車(chē)，還可采用保溫材料包裹灌漿料運(yùn)輸容器的方式進(jìn)行保溫。選用厚度為5-10cm的巖棉保溫氈，其具有良好的保溫性能，導(dǎo)熱系數(shù)在0.03-0.04W/（m?K）。將巖棉保溫氈緊密包裹在灌漿料運(yùn)輸桶或罐車(chē)的外壁，并用鐵絲或尼龍繩固定牢固，防止保溫氈脫落。在包裹過(guò)程中，確保保溫氈之間的拼接緊密，減少縫隙，以提高保溫效果。為進(jìn)一步增強(qiáng)保溫性能，在巖棉保溫氈外層再包裹一層塑料布，塑料布不僅能起到防水作用，還能減少熱量的對(duì)流散失。經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)試，采用這種保溫材料包裹方式，在運(yùn)輸過(guò)程中，灌漿料溫度在1-2小時(shí)內(nèi)下降不超過(guò)3℃，滿足運(yùn)輸過(guò)程中對(duì)灌漿料溫度的要求。為了更好地保障灌漿料在運(yùn)輸途中的溫度，還設(shè)計(jì)了一種專(zhuān)門(mén)的保溫裝置。該裝置由保溫箱體、加熱元件和溫度控制器組成。保溫箱體采用雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)層為不銹鋼材質(zhì)，耐腐蝕、強(qiáng)度高，能有效保護(hù)灌漿料；外層為鋁合金材質(zhì)，質(zhì)量輕、散熱慢。兩層之間填充有聚苯乙烯泡沫等保溫材料，其導(dǎo)熱系數(shù)約為0.04-0.05W/（m?K），進(jìn)一步增強(qiáng)保溫效果。加熱元件采用電加熱絲，均勻分布在保溫箱體內(nèi)壁，通過(guò)溫度控制器控制加熱絲的工作狀態(tài)。溫度控制器內(nèi)置高精度溫度傳感器，能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)箱體內(nèi)灌漿料的溫度。當(dāng)溫度低于設(shè)定的下限值時(shí)，溫度控制器自動(dòng)啟動(dòng)加熱絲，對(duì)灌漿料進(jìn)行加熱；當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定的上限值時(shí)，加熱絲自動(dòng)停止工作，確保灌漿料溫度始終保持在合適范圍內(nèi)。在實(shí)際應(yīng)用中，該保溫裝置能將灌漿料溫度穩(wěn)定控制在設(shè)定溫度的±1℃范圍內(nèi)，有效保證了灌漿料在運(yùn)輸途中的性能。4.2施工現(xiàn)場(chǎng)保溫在哈大客專(zhuān)TJ-3標(biāo)段橋梁支座低溫灌漿施工中，施工現(xiàn)場(chǎng)保溫至關(guān)重要。搭設(shè)保溫棚是一種常用且有效的保溫方式。保溫棚采用鋼結(jié)構(gòu)骨架，具有強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，能承受東北地區(qū)冬季的大風(fēng)等惡劣天氣。骨架外覆蓋雙層彩鋼板，兩層彩鋼板之間填充5-10cm厚的聚苯乙烯泡沫板作為保溫材料，其導(dǎo)熱系數(shù)低至0.04-0.05W/（m?K），能有效阻止熱量散失。在保溫棚的出入口設(shè)置雙層棉門(mén)簾，門(mén)簾厚度在3-5cm，進(jìn)一步減少熱量的對(duì)流損失。保溫棚內(nèi)部安裝暖風(fēng)機(jī)，暖風(fēng)機(jī)的功率根據(jù)保溫棚的面積和環(huán)境溫度進(jìn)行合理選擇，一般每100平方米設(shè)置2-3臺(tái)功率為5-10kW的暖風(fēng)機(jī)。通過(guò)暖風(fēng)機(jī)的持續(xù)供熱，可將保溫棚內(nèi)溫度保持在5-10℃，滿足灌漿施工對(duì)環(huán)境溫度的要求。在實(shí)際施工過(guò)程中，對(duì)保溫棚內(nèi)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，數(shù)據(jù)顯示，在外界環(huán)境溫度為-15℃的情況下，保溫棚內(nèi)溫度波動(dòng)范圍可控制在±2℃以內(nèi)，為灌漿施工提供了穩(wěn)定的溫度環(huán)境。除了搭設(shè)保溫棚，還可采用加熱設(shè)備對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行升溫保溫。在灌漿作業(yè)區(qū)域，使用電暖器、燃油暖爐等加熱設(shè)備。電暖器具有清潔、安全、升溫快的特點(diǎn)，可快速提高局部區(qū)域的溫度。燃油暖爐則適用于大面積的供熱，其供熱功率大，能有效提升施工現(xiàn)場(chǎng)的整體溫度。在使用燃油暖爐時(shí)，需注意通風(fēng)，防止一氧化碳中毒等安全事故的發(fā)生。在某橋梁支座灌漿施工現(xiàn)場(chǎng)，設(shè)置了3臺(tái)燃油暖爐，每臺(tái)功率為20kW，對(duì)半徑10米范圍內(nèi)的施工區(qū)域進(jìn)行加熱。通過(guò)溫度監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，在使用燃油暖爐后，該區(qū)域的環(huán)境溫度在1小時(shí)內(nèi)升高了8-10℃，有效改善了施工環(huán)境溫度。為了進(jìn)一步增強(qiáng)保溫效果，在加熱設(shè)備周?chē)O(shè)置反射板，將熱量反射到施工區(qū)域，減少熱量的散失。反射板采用鋁板制作，其反射率高，能將大部分熱量反射回施工區(qū)域，提高加熱效率。4.3灌漿料質(zhì)量控制制定嚴(yán)格的灌漿料質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)和措施，是確保哈大客專(zhuān)TJ-3標(biāo)段橋梁支座低溫灌漿施工質(zhì)量的關(guān)鍵。在原材料檢驗(yàn)方面，對(duì)每批次進(jìn)場(chǎng)的水泥，除了檢查其品種、強(qiáng)度等級(jí)、出廠日期等常規(guī)指標(biāo)外，還需重點(diǎn)檢測(cè)其在低溫環(huán)境下的水化熱、凝結(jié)時(shí)間和早期強(qiáng)度發(fā)展特性。依據(jù)《通用硅酸鹽水泥》（GB175-2007）標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)水泥的化學(xué)指標(biāo)和物理性能進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)，確保水泥質(zhì)量符合要求。對(duì)于細(xì)骨料，要嚴(yán)格控制其顆粒級(jí)配、含泥量和泥塊含量。按照《建設(shè)用砂》（GB/T14684-2011）標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)細(xì)骨料進(jìn)行篩分試驗(yàn)和含泥量檢測(cè)，保證其顆粒級(jí)配良好，含泥量不超過(guò)1%，泥塊含量不超過(guò)0.5%。粉煤灰的質(zhì)量檢驗(yàn)同樣重要，需檢測(cè)其細(xì)度、燒失量和需水量比等指標(biāo)。根據(jù)《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T1596-2017）標(biāo)準(zhǔn)，確保粉煤灰的各項(xiàng)指標(biāo)符合要求，對(duì)于I級(jí)粉煤灰，細(xì)度（45μm方孔篩篩余）不大于12%，燒失量不大于5%，需水量比不大于95%。礦粉和硅粉也需按照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)，確保其活性和細(xì)度等指標(biāo)滿足要求。外加劑的檢驗(yàn)則需關(guān)注其成分、性能和與其他原材料的相容性。以早強(qiáng)劑為例，要檢測(cè)其早強(qiáng)效果、對(duì)灌漿料凝結(jié)時(shí)間的影響以及是否會(huì)引入過(guò)多有害成分等。通過(guò)這些嚴(yán)格的原材料檢驗(yàn)，從源頭上保證灌漿料的質(zhì)量。在施工過(guò)程監(jiān)控方面，首先要嚴(yán)格控制灌漿料的攪拌過(guò)程。采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)，按照規(guī)定的攪拌時(shí)間和攪拌順序進(jìn)行攪拌。先將水泥、細(xì)骨料、粉煤灰、礦粉、硅粉等干料攪拌2min，使其充分混合均勻，然后加入外加劑和適量的水，繼續(xù)攪拌3-5min，確保灌漿料拌合物具有良好的均勻性和流動(dòng)性。在攪拌過(guò)程中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)攪拌設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，如攪拌速度、攪拌時(shí)間等，確保攪拌過(guò)程符合要求。在灌漿施工過(guò)程中，密切關(guān)注灌漿料的流動(dòng)性和灌漿壓力。使用流動(dòng)度測(cè)試儀，定期檢測(cè)灌漿料的初始流動(dòng)度和30min流動(dòng)度，確保其滿足施工要求。當(dāng)流動(dòng)度出現(xiàn)異常時(shí)，及時(shí)分析原因并采取調(diào)整措施，如調(diào)整外加劑摻量或增加攪拌時(shí)間等。同時(shí)，通過(guò)壓力傳感器監(jiān)測(cè)灌漿壓力，保證灌漿壓力穩(wěn)定在規(guī)定范圍內(nèi)，一般控制在0.2-0.4MPa，避免因灌漿壓力過(guò)大或過(guò)小導(dǎo)致灌漿不密實(shí)或漏漿等問(wèn)題。在灌漿完成后，加強(qiáng)對(duì)灌漿層的養(yǎng)護(hù)監(jiān)控。按照施工工藝要求，控制養(yǎng)護(hù)溫度和濕度。在低溫環(huán)境下，采用保溫養(yǎng)護(hù)措施，如覆蓋保溫棉被、搭設(shè)保溫棚等，確保灌漿層在規(guī)定的養(yǎng)護(hù)溫度下進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)溫度一般控制在5-15℃。同時(shí)，定期檢測(cè)養(yǎng)護(hù)環(huán)境的濕度，保持濕度在90%以上，以促進(jìn)灌漿料的強(qiáng)度正常增長(zhǎng)。在養(yǎng)護(hù)期間，嚴(yán)禁對(duì)灌漿層進(jìn)行過(guò)早的擾動(dòng)，確保灌漿層的強(qiáng)度發(fā)展不受影響。4.4本章小結(jié)本章針對(duì)哈大客專(zhuān)TJ-3標(biāo)段橋梁支座低溫灌漿施工，從運(yùn)輸途中保溫、施工現(xiàn)場(chǎng)保溫以及灌漿料質(zhì)量控制等方面展開(kāi)深入研究。在運(yùn)輸途中保溫方面，通過(guò)采用保溫車(chē)、保溫材料包裹運(yùn)輸容器以及專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的保溫裝置，有效保證了灌漿料在運(yùn)輸過(guò)程中的溫度穩(wěn)定，減少了溫度對(duì)灌漿料性能的影響。保溫車(chē)?yán)镁郯滨ヅ菽雀咝П夭牧虾蜏囟瓤刂葡到y(tǒng)，在外界低溫環(huán)境下能將車(chē)廂內(nèi)溫度波動(dòng)控制在較小范圍內(nèi)；保溫材料包裹方式采用巖棉保溫氈和塑料布，可使灌漿料溫度在1-2小時(shí)內(nèi)下降不超過(guò)3℃；專(zhuān)門(mén)的保溫裝置通過(guò)雙層結(jié)構(gòu)和加熱元件，能將灌漿料溫度穩(wěn)定控制在設(shè)定溫度的±1℃范圍內(nèi)。在施工現(xiàn)場(chǎng)保溫方面，搭設(shè)保溫棚和使用加熱設(shè)備為灌漿施工創(chuàng)造了適宜的溫度環(huán)境。保溫棚采用鋼結(jié)構(gòu)骨架和雙層彩鋼板，內(nèi)部填充聚苯乙烯泡沫板，設(shè)置雙層棉門(mén)簾，并安裝暖風(fēng)機(jī)，能在外界低溫下將棚內(nèi)溫度保持在5-10℃，波動(dòng)范圍控制在±2℃以內(nèi)。加熱設(shè)備如電暖器、燃油暖爐等，配合反射板使用，可有效提升施工現(xiàn)場(chǎng)溫度，改善施工環(huán)境。在灌漿料質(zhì)量控制方面，制定了嚴(yán)格的原材料檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和施工過(guò)程監(jiān)控措施。對(duì)水泥、細(xì)骨料、粉煤灰等原材料，依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)，確保其質(zhì)量符合要求。在施工過(guò)程中，嚴(yán)格控制攪拌過(guò)程、灌漿料的流動(dòng)性和灌漿壓力，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)監(jiān)控，保證灌漿料強(qiáng)度正常增長(zhǎng)。這些研究成果為哈大客專(zhuān)TJ-3標(biāo)段橋梁支座低溫灌漿施工提供了全面的技術(shù)支持和質(zhì)量保障，確保了橋梁支座的安裝質(zhì)量和穩(wěn)定性，對(duì)嚴(yán)寒地區(qū)類(lèi)似橋梁工程的低溫灌漿施工具有重要的參考價(jià)值。五、工程應(yīng)用與效果驗(yàn)證5.1哈大客專(zhuān)TJ-3標(biāo)段應(yīng)用實(shí)例在哈大客專(zhuān)TJ-3標(biāo)段橋梁支座施工中，選定的低溫灌漿料配合比方案三得到了全面應(yīng)用。在施工前，對(duì)施工人員進(jìn)行了嚴(yán)格的技術(shù)培訓(xùn)，詳細(xì)講解低溫灌漿料的特性、施工工藝要點(diǎn)以及質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，確保施工人員熟悉并掌握施工技術(shù)。在材料準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，按照配合比準(zhǔn)確稱(chēng)量水泥、細(xì)骨料、粉煤灰、礦粉、硅粉以及外加劑等原材料。選用優(yōu)質(zhì)的硅酸鹽水泥，其強(qiáng)度等級(jí)為42.5，確保了灌漿料的強(qiáng)度基礎(chǔ)。細(xì)骨料采用含泥量控制在1.5%以內(nèi)、顆粒級(jí)配良好的河砂，保證了灌漿料的工作性能。粉煤灰選用I級(jí)粉煤灰，其細(xì)度、燒失量和需水量比等指標(biāo)均符合標(biāo)準(zhǔn)要求，有效改善了灌漿料的工作性能和后期強(qiáng)度。礦粉和硅粉的質(zhì)量也嚴(yán)格把控，確保其活性和細(xì)度滿足要求。外加劑按照規(guī)定的摻量添加，早強(qiáng)劑、防凍劑和聚羧酸減水劑的協(xié)同作用，使灌漿料在低溫環(huán)境下具有良好的施工性能和強(qiáng)度發(fā)展特性。在施工過(guò)程中，采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，先將水泥、細(xì)骨料、粉煤灰、礦粉、硅粉等干料攪拌2min，使其充分混合均勻，然后加入外加劑和適量的水，繼續(xù)攪拌3-5min，確保灌漿料拌合物具有良好的均勻性和流動(dòng)性。攪拌好的灌漿料采用保溫車(chē)運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，保溫車(chē)車(chē)廂內(nèi)部采用聚氨酯泡沫等高效保溫材料進(jìn)行隔熱處理，車(chē)廂內(nèi)安裝有溫度控制系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)車(chē)廂內(nèi)溫度，確保溫度保持在5-15℃，有效保證了灌漿料在運(yùn)輸過(guò)程中的性能。到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)后，在橋梁支座周?chē)钤O(shè)保溫棚，保溫棚采用鋼結(jié)構(gòu)骨架，外覆蓋雙層彩鋼板，兩層彩鋼板之間填充5-10cm厚的聚苯乙烯泡沫板作為保溫材料，在保溫棚的出入口設(shè)置雙層棉門(mén)簾，內(nèi)部安裝暖風(fēng)機(jī)，將保溫棚內(nèi)溫度保持在5-10℃，為灌漿施工創(chuàng)造了適宜的溫度環(huán)境。在灌漿作業(yè)時(shí)，將攪拌好的灌漿料通過(guò)重力灌漿法從支座一側(cè)倒入，直至從另一側(cè)溢出，確保灌漿飽滿。在灌漿過(guò)程中，密切關(guān)注灌漿料的流動(dòng)性和灌漿壓力，使用流動(dòng)度測(cè)試儀定期檢測(cè)灌漿料的初始流動(dòng)度和30min流動(dòng)度，確保其滿足施工要求。通過(guò)壓力傳感器監(jiān)測(cè)灌漿壓力，保證灌漿壓力穩(wěn)定在0.2-0.4MPa。灌漿完成后，及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，采用覆蓋保溫棉被、搭設(shè)保溫棚等保溫養(yǎng)護(hù)措施，確保灌漿層在規(guī)定的養(yǎng)護(hù)溫度下進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)溫度控制在5-15℃，并定期檢測(cè)養(yǎng)護(hù)環(huán)境的濕度，保持濕度在90%以上，促進(jìn)灌漿料的強(qiáng)度正常增長(zhǎng)。在養(yǎng)護(hù)期間，嚴(yán)禁對(duì)灌漿層進(jìn)行過(guò)早的擾動(dòng)。在該標(biāo)段的第二松花江特大橋支座灌漿施工中，共完成了719孔箱梁的支座灌漿作業(yè)。通過(guò)嚴(yán)格執(zhí)行上述施工工藝和質(zhì)量控制措施，所有支座灌漿質(zhì)量均符合設(shè)計(jì)要求。對(duì)灌漿層進(jìn)行外觀檢查，未發(fā)現(xiàn)裂縫、孔洞等缺陷，表面平整光滑。對(duì)灌漿層的強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，28d抗壓強(qiáng)度均達(dá)到50MPa以上，抗折強(qiáng)度達(dá)到10MPa以上，彈性模量滿足設(shè)計(jì)要求。對(duì)灌漿層的膨脹率進(jìn)行檢測(cè)，3h豎向膨脹率在0.1%-2.0%范圍內(nèi)，24h與3h的膨脹率之差在0.02%-0.5%范圍內(nèi)，有效補(bǔ)償了灌漿料在硬化過(guò)程中的體積收縮，保證了灌漿層與支座和支承墊石緊密貼合。對(duì)灌漿層進(jìn)行抗凍性檢測(cè)，經(jīng)過(guò)100次凍融循環(huán)后，質(zhì)量損失率和動(dòng)彈模量降低幅度均在允許范圍內(nèi)，滿足橋梁支座在嚴(yán)寒地區(qū)的抗凍要求。5.2施工質(zhì)量與進(jìn)度評(píng)估在哈大客專(zhuān)TJ-3標(biāo)段橋梁支座施工中，應(yīng)用本文研究的低溫灌漿料及施工技術(shù)后，施工質(zhì)量得到了顯著提升。從外觀質(zhì)量來(lái)看，灌漿層表面平整光滑，無(wú)裂縫、孔洞、蜂窩麻面等缺陷。對(duì)灌漿層進(jìn)行實(shí)體檢測(cè)，28d抗壓強(qiáng)度經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)抽樣檢測(cè)，平均值達(dá)到55MPa，最小值為52MPa，遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)要求的50MPa，保證了橋梁支座的承載能力?？拐蹚?qiáng)度平均值為11MPa，滿足28d抗折強(qiáng)度≥10MPa的設(shè)計(jì)要求，增強(qiáng)了灌漿層在承受彎曲應(yīng)力時(shí)的抵抗能力。彈性模量檢測(cè)結(jié)果顯示，平均值為34GPa，符合設(shè)計(jì)規(guī)定，確保了灌漿層在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，能夠承受因橋梁變形等因素引起的應(yīng)力，保證橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。膨脹率檢測(cè)結(jié)果表明，3h豎向膨脹率在0.3%-0.6%之間，24h與3h的膨脹率之差在0.03%-0.08%之間，有效補(bǔ)償了灌漿料在硬化過(guò)程中的體積收縮，保證了灌漿層與支座和支承墊石緊密貼合，增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的整體性。在施工進(jìn)度方面，原計(jì)劃在低溫環(huán)境下，每個(gè)橋墩的支座灌漿施工需要3天時(shí)間，包括準(zhǔn)備工作、灌漿施工和養(yǎng)護(hù)初期。在應(yīng)用本研究