張麗琳

（福建新路達(dá)交通建設(shè)監(jiān)理有限公司）

C50混凝土配合比設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)要點(diǎn)

張麗琳

（福建新路達(dá)交通建設(shè)監(jiān)理有限公司）

C50混凝土普遍運(yùn)用于高速公路橋梁的上部構(gòu)造中，由于混凝土配合比設(shè)計(jì)不合理，引起混凝土的強(qiáng)度不合格、收縮裂縫、外觀等質(zhì)量缺陷的現(xiàn)象常有發(fā)生，同時(shí)造成生產(chǎn)成本的增大。因此混凝土配合比設(shè)計(jì)的合理性和施工控制的科學(xué)性對(duì)混凝土質(zhì)量起著重要的作用。

原材料的選擇；配合比的確定；施工技術(shù)基本要求

如今高等級(jí)公路橋梁設(shè)計(jì)中采用C50混凝土越來越普遍，比如筆者工作過的龍浦高速公路所有的橋梁梁板等均采用C50混凝土進(jìn)行設(shè)計(jì)。

本文筆者結(jié)合工程實(shí)例就C50以上混凝土的原材料選擇、配合比的設(shè)計(jì)、施工技術(shù)基本要求等方面淺談幾點(diǎn)體會(huì)：

1　原材料選擇

1.1集料

混凝土中集料體積大約占混凝土體積的3/4，由于所占的體積相當(dāng)大，所以集料的質(zhì)量對(duì)混凝土的技術(shù)性能和生產(chǎn)成本均產(chǎn)生一定的影響。配制混凝土應(yīng)選用堅(jiān)硬、高強(qiáng)密實(shí)，而無孔隙、軟弱雜質(zhì)的優(yōu)質(zhì)骨料。

1.1.1細(xì)集料

砂的好壞，對(duì)C50以上混凝土的拌和物和易性的影響比粗集料要大。應(yīng)優(yōu)選取級(jí)配良好、質(zhì)地堅(jiān)硬、顆粒潔凈的砂。優(yōu)先選用河砂，因?yàn)楸容^干凈，含泥量少，級(jí)配一般都能符合要求。當(dāng)河砂不易得到時(shí)，可采用符合要求的其他天然砂或人工砂，不宜采用海砂。

1.1.2粗集料

粗集料的強(qiáng)度、顆粒形狀、級(jí)配、雜質(zhì)的含量對(duì)C50混凝土的強(qiáng)度有著重要的影響。

配制C50以上混凝土對(duì)粗集料的強(qiáng)度的選取是十分重要的，應(yīng)選取質(zhì)地堅(jiān)硬、潔凈、級(jí)配良好的碎石。其強(qiáng)度可用巖石立方體強(qiáng)度或碎石的壓碎指標(biāo)值來測(cè)定，強(qiáng)度指標(biāo)大于2.0或壓碎值不大于20%。

影響混凝土強(qiáng)度的重要因素有集料的強(qiáng)度、水泥與集料之間的粘結(jié)強(qiáng)度，而混凝土中最薄弱的環(huán)節(jié)是水泥和集料界面的粘結(jié)。粗集料的顆粒形狀、表面特征對(duì)C50的混凝土的粘結(jié)性能有較大影響。應(yīng)選取近似立方體、表面粗糙、粒徑適中的碎石，否則會(huì)影響混凝土內(nèi)部的粘結(jié)力。

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。配制C50混凝土宜采用小粒徑，由于大粒徑集料比同重量的小粒徑集料表面積要小，其粘結(jié)力要低，且混凝土的均質(zhì)性差。級(jí)配要符合要求且空隙要小，通常選取其中體積密度較大者使用，因體積密度大則空隙率小。含泥量要嚴(yán)格控制，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。

1.2水泥

水泥是影響混凝土強(qiáng)度的主要因素。從觀察和研究混凝土的破壞過程可知，對(duì)于采用優(yōu)質(zhì)骨料配制的混凝土，其破壞常常發(fā)生在水泥與骨料的界面處。因此在混凝土材料中，選擇膠凝材料是非常重要的，它不僅要把骨料粘結(jié)在一起，而且本身硬化后還必須具有高強(qiáng)度，以承受荷載，骨料能否發(fā)揮作用，與膠凝材料本身強(qiáng)度和粘結(jié)力有很大關(guān)系。優(yōu)先選取旋窯生產(chǎn)其強(qiáng)度等級(jí)為混凝土對(duì)應(yīng)強(qiáng)度等級(jí)的0.9～1.5倍的水泥，旋窯生產(chǎn)的水泥質(zhì)量穩(wěn)定。

水泥在使用前，除應(yīng)持有生產(chǎn)廠家的合格證外，還應(yīng)做強(qiáng)度、凝結(jié)時(shí)間、安定性等常規(guī)檢驗(yàn)，檢驗(yàn)合格方可使用。不同品種的水泥要分別存儲(chǔ)或堆放，不得混合使用。水泥運(yùn)輸過程中應(yīng)防潮，如受潮或存放超過的三個(gè)月，應(yīng)重新檢驗(yàn)使用。

1.3外加劑

外加劑必須是經(jīng)有關(guān)部門檢驗(yàn)并附有合格證明的產(chǎn)品。使用前應(yīng)復(fù)檢，使用應(yīng)符合產(chǎn)品說明及規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。不同外加劑應(yīng)分別儲(chǔ)存，做好標(biāo)記，不得混入雜物。

因C50混凝土的水泥用量比較大，水膠比低，強(qiáng)度要求高，為了滿足混凝土的性能及施工要求，改善混凝土的和易性及提高強(qiáng)度和密實(shí)度的效果，同時(shí)降低水泥用量，減少工程成本，外加劑的選擇尤為重要。通常選用高效減水劑、高效緩凝減水劑。

高效減水劑具有增加混凝土強(qiáng)度和流動(dòng)性。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，可增大減水作用，使混凝土的流動(dòng)性增加。在溫度低于8～10℃時(shí)，雖能增加和易性，但會(huì)降低增加強(qiáng)度的作用。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，但摻量過大時(shí)會(huì)降低早期強(qiáng)度。宜在夏季或冬季，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。

1.4水

一般來說，pH值大于4的潔凈水，即可使用。

2　結(jié)合工程實(shí)例進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)

以下就龍浦高速公路A1工區(qū)前洋中心拌合站使用的C50混凝土配合比實(shí)例做個(gè)簡(jiǎn)單介紹：

2.1原材料選擇

（1）水泥：選用浙江光宇P.O.52.5R級(jí)水泥，依據(jù)JTG E30-2005試驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行檢驗(yàn)，各項(xiàng)指標(biāo)均符合GB175-2007規(guī)范要求，詳見表1。

表1　水泥各項(xiàng)指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果一覽表

（2）細(xì)集料：選用浦城富嶺瑞安砂場(chǎng)河砂，依據(jù)JTG E42-2005試驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行檢驗(yàn)，其各項(xiàng)指標(biāo)均符合JTG/T F50-2011規(guī)范第6.3條要求，詳見表2。

表2　細(xì)集料各項(xiàng)指標(biāo)檢驗(yàn)結(jié)果一覽表

（3）粗集料：選用浦城菜園圃碎石，依據(jù)JTG E42-2005試驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行檢驗(yàn)，其各項(xiàng)指標(biāo)均符合JTG/T F50-2011規(guī)范第6.4條要求，詳見表3。

表3　粗集料各項(xiàng)指標(biāo)檢驗(yàn)結(jié)果一覽表

（4）水：采用潔凈的溪水，檢測(cè)結(jié)果pH值為5，符合混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)。

（5）外加劑：選用建研牌聚羧酸型高效減水劑，摻量1.1%，減水率19%。

2.2配合比的設(shè)計(jì)與計(jì)算

依據(jù)JGJ55-2000設(shè)計(jì)規(guī)程、JTG/T F50-2011技術(shù)規(guī)范，結(jié)合工地實(shí)際情況對(duì)該強(qiáng)度等級(jí)的混凝土進(jìn)行設(shè)計(jì)與計(jì)算，具體過程如下：

（1）計(jì)算試配強(qiáng)度：

（2）計(jì)算混凝土水膠比：

（3）選取每立方米混凝土的用水量：

設(shè)計(jì)坍落度為70～90mm，依據(jù)技術(shù)規(guī)范，選取每立方米用水量為210kg/m3。

摻外加劑后實(shí)際用水量：210×（1-19%）=170kg/m3。（4）計(jì)算水泥用量：（5）計(jì)算外加劑用量：

表5　抗壓強(qiáng)度檢驗(yàn)結(jié)果表

（6）采用重量法計(jì)算砂石料用量：

取mcp取2450kg，砂率取35%；

（7）基準(zhǔn)配合比及水灰比±0.02、砂率±1%，分別為：36%、34%（見表4）。

表4　基準(zhǔn)配合比及水灰比±0.02時(shí)的兩個(gè)配合比

2.3通過上述計(jì)算，得到三個(gè)配合比，分別進(jìn)行試拌，對(duì)拌合物的和易性檢測(cè)，均能滿足設(shè)計(jì)要求；并分別制作試件，進(jìn)行抗壓強(qiáng)度檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果見表5。

2.4根據(jù)經(jīng)濟(jì)、合理、保證工程質(zhì)量、方便施工的原則，選定水灰比為0.39的配合比，該配合比的表觀密度實(shí)測(cè)值與計(jì)算值的絕對(duì)值不超過計(jì)算值的2%，不需調(diào)整。

3　施工技術(shù)基本要求

（1）配制C50混凝土必須準(zhǔn)確控制用水量，嚴(yán)禁材料出機(jī)后再加水。

（2）高效減水劑采用后摻時(shí)，加入攪拌機(jī)繼續(xù)攪拌的時(shí)間，粉劑不少于60s，溶液不少于30s。

（3）必須使用強(qiáng)制式攪拌機(jī)，對(duì)于干硬性混凝土宜采用二次投料法。

（4）混凝土的澆注應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，若超過允許間斷時(shí)間，須采取保證質(zhì)量的措施或按工作縫處理。

4　結(jié)語

配制C50橋梁混凝土應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)的原材料，水泥要求42.5級(jí)以上的旋窯水泥；集料應(yīng)選取質(zhì)地堅(jiān)硬、潔凈、級(jí)配良好的集料；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。

[1]中國(guó)建筑科學(xué)研究院.《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》（JGJ55-2011）[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2011.

[2]中交第一公路工程局有限公司.《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T F50-2011）[S].北京：人民交通出版社，2011.

[3]馮乃謙.高性能混凝土[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1996：406.

[4]朱大宇.高性能混凝土施工技術(shù)[J].建筑施工，2000，22（5）：27～29.

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2015-8-21