淺談C50混凝土配合比設(shè)計(jì)及要點(diǎn)控制

【摘 要】 本文主要依托西安市二級(jí)路網(wǎng)G1標(biāo)高陵鹿苑渭河公路特大橋工程來(lái)介紹現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制50mT梁用C50混凝土配合比的設(shè)計(jì)過(guò)程及要點(diǎn)控制。

【關(guān)鍵詞】 混凝土 耐久性 配合比 設(shè)計(jì) 要點(diǎn)控制

1、概述

由中鐵十五局七公司承建的西安市二級(jí)路網(wǎng)G1標(biāo)高陵鹿苑渭河公路特大橋。其中有120片50mT梁的預(yù)制任務(wù)。所用混凝土為C50泵送混凝土，如何保證混凝土的質(zhì)量，使其滿(mǎn)足橋梁設(shè)計(jì)的規(guī)范要求，對(duì)混凝土的選配和現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制都提出了較高的要求。并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的預(yù)制施工工藝，混凝土采用了混凝土運(yùn)輸車(chē)運(yùn)送的短距離泵送的方案。

2、原材料的選擇

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙、業(yè)主要求及工程施工需要以及原材料質(zhì)量、供應(yīng)能力、資源等綜合因素考慮，決定選用以下幾種原材料進(jìn)行C50混凝土的配制。

2.1、水泥

選用冀東海德堡（涇陽(yáng)）水泥有限公司生產(chǎn)的P.O52.5R盾石牌水泥，其各項(xiàng)指標(biāo)均符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

2.2、細(xì)骨料

選用高陵柏言砂廠生產(chǎn)的渭河河砂，細(xì)度模數(shù)為Mx=2.81，堆積密度為1.512 g/cm3，表觀密度為2.601 g/cm3，為Ⅱ區(qū)中砂。

2.3、粗骨料

選用富平龍光石料廠生產(chǎn)的人工碎石，最大公稱(chēng)粒徑為26.5mm，5-25mm的連續(xù)級(jí)配，表觀密度為2.710 g/cm3，細(xì)檔碎石（5～16mm），粗檔碎石（16～26.5mm）。試驗(yàn)搭配分析研究，具體結(jié)果見(jiàn)表2.3：

表1 粗骨料中不同粗細(xì)成分搭配時(shí)的

堆積密度

從上表可以看出：細(xì)檔碎石與粗檔碎石的比例為3：7時(shí)，粗骨料的堆積密度最大。因此，試驗(yàn)中主要采用此搭配的粗骨料。

2.4、外加劑

選用了西安華宏建筑工程科技有限公司生產(chǎn)的HY-PC型聚羧酸類(lèi)高性能減水劑。并與盾石牌水泥進(jìn)行了凈漿流動(dòng)度試驗(yàn)，減水劑摻量為1.1%。結(jié)果見(jiàn)下表：

表2 盾石牌水泥和華宏減水劑

適應(yīng)性試驗(yàn)結(jié)果

3、配合比試驗(yàn)配制原則及方案的初步選擇

工程應(yīng)用時(shí)施工條件與試驗(yàn)室條件差異對(duì)混凝土的強(qiáng)度和有關(guān)參數(shù)指標(biāo)的影響特別大，高性能混凝土尤為突出。我們充分考慮了上述因素，采用以下初步方案：

3.1、水泥用量的選擇

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，C50混凝土水泥用量450kg-520kg/m3能夠滿(mǎn)足強(qiáng)度要求，我們選擇481kg/m3進(jìn)行試驗(yàn)，實(shí)際施工中根據(jù)強(qiáng)度評(píng)定情況給予適當(dāng)調(diào)整。

3.2、砂率的選擇

混凝土常用砂率在33%-41%之間，但從泵送混凝土角度考慮，砂率過(guò)小，導(dǎo)致流變參數(shù)下降，對(duì)可泵性不利，容易堵塞管道。工程實(shí)踐證明，使用中砂時(shí)，砂率一般控制在36%左右最佳。

3.3、坍落度的控制

T梁混凝土入模坍落度應(yīng)不小于120mm。為確保其可泵性，考慮到環(huán)境溫度和輸送距離及混凝土在輸送管內(nèi)的坍落度損失，混凝土出機(jī)坍落度應(yīng)該控制在180±20mm，30min經(jīng)時(shí)損失不大于30mm。

3.4、含氣量的控制

混凝土出機(jī)含氣量控制在2-4%。

4、確定基準(zhǔn)配合比

根據(jù)以上方案原則，我們將選定的原材料分兩批進(jìn)行配制。第一批配制了12組、平均強(qiáng)度R28=64.7MPa，運(yùn)用12組試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行回歸分析，確定初步配合比。第二批運(yùn)用初步配合比進(jìn)行調(diào)試和驗(yàn)證制件9組、平均強(qiáng)度R28=66.8MPa，再次用9組試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行回歸分析和建立回歸方程。通過(guò)對(duì)兩批配制混凝土進(jìn)行強(qiáng)度結(jié)果比較，并進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析，確定基準(zhǔn)配合比如下：

表4 混凝土基準(zhǔn)配合比（kg/m3）

5、混凝土拌合性能試驗(yàn)

試驗(yàn)采用60L的攪拌機(jī)，攪拌采用二次攪拌工藝，其投料順序?yàn)椋和度肷啊度肽z凝材料→預(yù)拌30s→投入液態(tài)材料→繼續(xù)攪拌30s→投入粗骨料繼續(xù)攪拌120s→出機(jī)。出機(jī)后立即進(jìn)行初始坍落度、擴(kuò)散度試驗(yàn)和含氣量測(cè)試，靜置30min，再做坍落度、擴(kuò)散度和泌水率試驗(yàn)。所配制的C50高性能混凝土具有如下性能指標(biāo)：

5.1 坍落度：180—200mm，不離析，不泌水，和易性良好；

5.2 坍落度損失：30min損失最大值為25mm；

5.3 擴(kuò)展度：480—520mm；

5.4 含氣量：2.8%—3.5%；

5.5 表觀密度：2460—2480kg/m3

6、混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)

由于混凝土配合比試驗(yàn)所處時(shí)間段為冬季，對(duì)所制混凝土試件進(jìn)行了蒸汽養(yǎng)護(hù)和標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，其混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表 6。后對(duì)混凝土夏季自然養(yǎng)護(hù)的力學(xué)性能試驗(yàn)和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，其力學(xué)性能數(shù)據(jù)也基本能達(dá)到表 6的標(biāo)準(zhǔn)。

表6 混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果

結(jié)果表明，試驗(yàn)混凝土強(qiáng)度具有穩(wěn)定性和可行性，滿(mǎn)足C50混凝土的配制要求， 富余系數(shù)合理，且強(qiáng)度發(fā)展情況良好，能夠滿(mǎn)足設(shè)計(jì)和施工要求。

7、混凝土耐久性試驗(yàn)

將試件送陜西西建科建筑工程材料檢測(cè)有限公司進(jìn)行耐久性試驗(yàn)。陜西西建科建筑工程材料檢測(cè)有限公司對(duì)送檢的配合比耐久性能試驗(yàn)出具合格報(bào)告，各項(xiàng)指標(biāo)全部合格。

8、配合比的現(xiàn)場(chǎng)施工檢驗(yàn)及調(diào)整和優(yōu)化

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)施工的檢驗(yàn)測(cè)試，混凝土的工作性能都能達(dá)到預(yù)期的要求，泵送流暢，強(qiáng)度和彈性模量的增長(zhǎng)符合施工的節(jié)拍。并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工的一些特點(diǎn)，對(duì)混凝土配合比進(jìn)行了進(jìn)一步的調(diào)整和優(yōu)化，其優(yōu)化后的施工配合比見(jiàn)表8-1、8-2：

表8-1 混凝土配合比（kg/m3）

表8-2 混凝土配合比參數(shù)

9、要點(diǎn)控制

9.1、對(duì)混凝土配合比，原材料的選擇尤為關(guān)鍵。選用干凈、規(guī)格、指標(biāo)性能好的原材料對(duì)混凝土強(qiáng)度的形成、拌合物的工作性都有很大的影響。

9.2、對(duì)相同的混凝土配合比，采用不同的原材料及不同的外加劑摻量對(duì)混凝土的強(qiáng)度、工作性能等有較大的影響，其中外加劑的影響尤為突出。

9.3、混凝土的配合比設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)不同的應(yīng)用環(huán)境和工藝來(lái)設(shè)計(jì)并優(yōu)化得到。

9.4、在施工過(guò)程中，要?jiǎng)討B(tài)觀察各種原材料的波動(dòng)變化，針對(duì)變化及時(shí)調(diào)整并優(yōu)化配合比，以此來(lái)滿(mǎn)足施工要求。

參考文獻(xiàn)

[1] JGJ55-2011普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程 北京：人民交通出版社：2011

[2] JTG/T F50-2011公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范 北京：人民交通出版社：2011

[3] JT/T523-2004 公路工程混凝土外加劑 北京：人民交通出版社：2004

[4] JGJ/T23-2011回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社：2011