C50混凝土配合比設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)探析

王小蕾

（新疆路橋總公司第一工程處，新疆 喀什 844000）

0 引言

橋梁上部諸多結(jié)構(gòu)構(gòu)造，比如梁板，其對(duì)應(yīng)的混凝土，在設(shè)計(jì)層面上的強(qiáng)度為C50及以上。故而對(duì)于施工來講，C50及以上強(qiáng)度的混凝土有著至關(guān)重要的作用，從選材到配比，再到具體的工程應(yīng)用，可以說各個(gè)層面都有著相當(dāng)重要的制約。下文結(jié)合中國(guó)橋梁建設(shè)中的具體實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)C50及以上強(qiáng)度的混凝土進(jìn)行詳細(xì)分析和重點(diǎn)論述，尤其是在選材、配比與施工三個(gè)方面。

1 原材料的選擇

1.1 集料的重要意義

集料對(duì)于混凝土而言，僅就體積方面考量，其占據(jù)了混凝土大約百分之七十五左右的體積，可以說相當(dāng)龐大。對(duì)于混凝土來講，無論是在技術(shù)性能層面，還是在生產(chǎn)成本層面，集料均發(fā)揮著相當(dāng)重大的影響，進(jìn)行C50混凝土具體配置的過程中，一定要嚴(yán)格檢查集料的用材，從強(qiáng)度、形狀、級(jí)配、雜質(zhì)的含有狀況等諸多方面進(jìn)行分析比對(duì)，嚴(yán)格選擇，以保證配制出來的混凝土符合技術(shù)和設(shè)計(jì)的具體要求，有效控制和降低生產(chǎn)成本。

1.1.1 細(xì)集料環(huán)節(jié)

和粗集料相比，對(duì)C50及以上強(qiáng)度混凝土產(chǎn)生較大影響的另外一個(gè)原材料就是砂材質(zhì)，也就是常說的細(xì)集料。在選擇細(xì)集料的時(shí)候，優(yōu)先選取的類別為級(jí)配比較高的江河砂。無論是江砂，還是河砂，干凈度都比較高，不含有較高的泥量，石英顆粒比較多，能夠較好滿足具體的要求。在材質(zhì)方面，嚴(yán)禁使用山砂，相比較而言，山砂含泥量比較大，而且顆粒多被風(fēng)化，比較軟弱。在細(xì)度模數(shù)方面，砂應(yīng)該高于2.6。如果該參數(shù)低于2.5，那么拌合物就會(huì)過于粘稠，進(jìn)行施工的時(shí)候，很難振搗。因?yàn)槿绻氨容^細(xì)，要使和易性得到很好的滿足，水泥用量無疑就需要大比例的增加，這樣成本就會(huì)被提高，技術(shù)性能比如耐久性、收縮性能等會(huì)受到較大影響。如果砂太粗的話，比如細(xì)度模數(shù)這一參數(shù)超過3.3，那么運(yùn)輸澆筑的進(jìn)程中，新拌的混凝土無論是保水性能，還是離析性能都比較低，混凝土內(nèi)在質(zhì)量與外在觀感，都會(huì)受到影響。

總之，泵送混凝土，如果強(qiáng)度在C50以上，對(duì)應(yīng)的細(xì)度模數(shù)參數(shù)最佳的區(qū)間范圍為2.6到2.8；如果為普通類型的混凝土，那么對(duì)應(yīng)參數(shù)區(qū)間范圍應(yīng)該在3.3之下。這個(gè)過程中，雜質(zhì)含量也不能太高，這樣和易性才不會(huì)受到很大的影響，耐久性和強(qiáng)度也能夠符合要求，不至于引發(fā)混凝土出現(xiàn)或者發(fā)生收縮裂縫。一般來講，含泥量的比例應(yīng)該控制在2%以下，云母的含量應(yīng)該控制在1%以下。

1.1.2 粗集料環(huán)節(jié)

對(duì)于C50強(qiáng)度等級(jí)的混凝土來講，粗集料也是一個(gè)重要的影響因素，其強(qiáng)度、雜質(zhì)含量、形狀、特征、吸水率等等都會(huì)對(duì)C50混凝土產(chǎn)生影響。

進(jìn)行C50混凝土的具體配制，粗集料對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度需要得到很好的保證。粗集料的強(qiáng)度如果比較高，配制出來的混凝土對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度才會(huì)比較高。在配置C50混凝土的時(shí)候，應(yīng)該盡可能選擇潔凈并且質(zhì)地比較堅(jiān)硬的碎石。測(cè)定這些粗集料的指標(biāo)可以是壓碎碎石的指標(biāo)，也可以是壓碎巖石的立方體強(qiáng)度。相比較而言，巖石在強(qiáng)度方面是混凝土的1.5倍。壓碎指標(biāo)上，石灰?guī)r和砂巖會(huì)在10%以下；石英巖和片麻巖以及花崗巖在12%以下，玄武巖低于13%。

粗集料的顆粒形狀、表面特征對(duì)C50以上混凝土的粘結(jié)性能有著較大影響。應(yīng)選取近似立方體的碎石，其表面粗糙且多棱角，針片狀總含量不超過8%。粗集料表面粗糙、粒徑適中，能提高混凝土的粘結(jié)性能，提高混凝土的抗壓強(qiáng)度。集料的級(jí)配是指各粒徑集料相互搭配所占的比例，其檢驗(yàn)的方法是篩分。級(jí)配是集料的一項(xiàng)重要的技術(shù)指標(biāo)，對(duì)混凝土的和易性及強(qiáng)度有著很大的影響。配制C50混凝土最大粒徑不超過31.5mm，因?yàn)镃50混凝土一般水泥用量在440~500kg/m3，水泥漿較富余，由于大粒徑集料比同重量的小粒徑集料表面積要小，其與砂漿的粘結(jié)面積相應(yīng)要小，其粘結(jié)力要低，且混凝土的均質(zhì)性差，所以大粒徑集料不可能配制出高強(qiáng)度混凝土。集料的級(jí)配要符合要求且集料的空隙要小，通常采用兩種規(guī)格的石子進(jìn)行摻配。集料中的泥土、石粉的含量要嚴(yán)格控制，其含量大，不但影響混凝土拌和物的和易性，而且降低混凝土的強(qiáng)度，影響混凝土的耐久性，引起混凝土的收縮裂縫等。其含泥量要小于1%。

1.2 水泥篩選環(huán)節(jié)

優(yōu)先選取旋窯生產(chǎn)、強(qiáng)度等級(jí)為42.5的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，旋窯生產(chǎn)的水泥質(zhì)量穩(wěn)定。水泥的質(zhì)量越穩(wěn)定，強(qiáng)度波動(dòng)越小。對(duì)初次合作的水泥廠要進(jìn)行認(rèn)真調(diào)研。

1.3 外加劑環(huán)節(jié)

選用外加劑因著重從以下幾個(gè)方面考慮：延緩混凝土的初凝時(shí)間，提高混凝土的早期強(qiáng)度，增加后期強(qiáng)度，減少混凝土坍落度的損失，與水泥的相容性，外加劑的穩(wěn)定性。通常選用高效減水劑、高效緩凝減水劑和高效早強(qiáng)減水劑，如NF、UNF、JC等。

高效減水劑同時(shí)具有增加混凝土強(qiáng)度和流動(dòng)性的特點(diǎn)。摻高效減水劑的混凝土的坍落度損失一般較快，最好施工時(shí)采用后摻法，這樣可使高效減水劑的減水作用增高，使混凝土的流動(dòng)性增加。在溫度低于8~10℃時(shí)，高效減水劑雖能增加和易性，但增加強(qiáng)度的作用大大降低。所以高效減水劑宜在春秋季節(jié)使用。

高效緩凝減水劑有利于控制早期水化，混凝土拌和物坍落度損失小。一般來說，摻量大時(shí)凝結(jié)時(shí)間相應(yīng)增長(zhǎng)，但摻量過大時(shí)會(huì)降低早期強(qiáng)度。根據(jù)施工季節(jié)來調(diào)節(jié)摻量。宜在夏季或結(jié)構(gòu)復(fù)雜配筋密集的構(gòu)件中使用，這樣可避免形成冷縫，方便施工的安排。

高效早強(qiáng)減水劑一般不用，除非對(duì)早期強(qiáng)度有特殊要求。一般在冬季使用來提高混凝土的早期強(qiáng)度，使用時(shí)要慎重，因?yàn)楦咝г鐝?qiáng)減水劑能加快早期強(qiáng)度的發(fā)展，但一般會(huì)降低混凝土的后期強(qiáng)度。

2 C50混凝土配合比的設(shè)計(jì)

2.1 C50混凝土比配合比的計(jì)算

2.1.1 試配強(qiáng)度的確定

通常C50混凝土施工配制強(qiáng)度要求≥60MPa，其計(jì)算式如下：

fcu，0=fcu， k+1.645σ

式中：fcu，0——混凝土的施工配制強(qiáng)度，MPa；

fcu，k——混凝土的設(shè)計(jì)配制強(qiáng)度，MPa；

σ——施工單位的混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差，如無近期同一品種混凝土的統(tǒng)計(jì)資料，取6MPa。

2.1.2 水灰比的確定

C50混 凝 土 宜 采 用0.30、 0.32、 0.34、 0.36、0.38五個(gè)水灰比進(jìn)行試拌，來確定最佳水灰比。通常采用0.34作為基準(zhǔn)水灰比。

2.1.3 用水量的確定

根據(jù)石料的粒徑、高效減水劑的減水率及摻量來確定。一般坍落度為75~90mm時(shí)，用水量宜控制在145~160kg/m3；坍落度在170~200mm時(shí)，用水量宜控制在160~170kg/m3。

2.1.4 砂率

坍落度在75~90mm時(shí)，宜取0.28~0.33；坍落度在170~200mm時(shí)，宜取0.37~0.40。

2.1.5 砂、石用量

按絕對(duì)體積法計(jì)算。

2.2 試拌混凝土基準(zhǔn)配合比的確定

當(dāng)拌合物實(shí)測(cè)密度與計(jì)算值之差的絕對(duì)值不超過計(jì)算值的2%時(shí)，可不調(diào)整；大于2%時(shí)按《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》（JGJ55—2000）的規(guī)定進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

C50混凝土配合比確定后，應(yīng)對(duì)配合比進(jìn)行6~8次重復(fù)試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，其平均值不應(yīng)低于配制的強(qiáng)度值，確保其穩(wěn)定性，因?yàn)橛行┮蛩貙?duì)普通混凝土（C40以下）影響不大，但對(duì)C50混凝土（C50以上）的影響往往比較顯著。

2.3 C50混凝土配合比參考

表1 C50混凝土配合比參考表

3 結(jié)語(yǔ)

配制C50橋梁混凝土應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)原材料，水泥要求42.5級(jí)以上的旋窯水泥；粗集料要求最大粒徑31.5mm、堆積密度大、含泥量少、針片狀少；細(xì)集料要求細(xì)度模數(shù)2.6以上、含泥量低；外加劑應(yīng)根據(jù)季節(jié)要求優(yōu)選高效減水劑或緩凝高效減水劑，以滿足施工需要和強(qiáng)度要求。以上僅為本人在實(shí)際施工中的點(diǎn)滴經(jīng)驗(yàn)，與大家分享。

[1]徐文瑞，王建波.瀝青混凝土配合比設(shè)計(jì)的研究[J].科技風(fēng)， 2009， （15）： 1.