C50混凝土配合比設計的幾點要點

張麗琳

（福建新路達交通建設監理有限公司）

C50混凝土配合比設計的幾點要點

張麗琳

（福建新路達交通建設監理有限公司）

C50混凝土普遍運用于高速公路橋梁的上部構造中，由于混凝土配合比設計不合理，引起混凝土的強度不合格、收縮裂縫、外觀等質量缺陷的現象常有發生，同時造成生產成本的增大。因此混凝土配合比設計的合理性和施工控制的科學性對混凝土質量起著重要的作用。

原材料的選擇；配合比的確定；施工技術基本要求

如今高等級公路橋梁設計中采用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混凝土進行設計。

本文筆者結合工程實例就C50以上混凝土的原材料選擇、配合比的設計、施工技術基本要求等方面淺談幾點體會：

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大，所以集料的質量對混凝土的技術性能和生產成本均產生一定的影響。配制混凝土應選用堅硬、高強密實，而無孔隙、軟弱雜質的優質骨料。

1.1.1細集料

砂的好壞，對C50以上混凝土的拌和物和易性的影響比粗集料要大。應優選取級配良好、質地堅硬、顆粒潔凈的砂。優先選用河砂，因為比較干凈，含泥量少，級配一般都能符合要求。當河砂不易得到時，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

粗集料的強度、顆粒形狀、級配、雜質的含量對C50混凝土的強度有著重要的影響。

配制C50以上混凝土對粗集料的強度的選取是十分重要的，應選取質地堅硬、潔凈、級配良好的碎石。其強度可用巖石立方體強度或碎石的壓碎指標值來測定，強度指標大于2.0或壓碎值不大于20%。

影響混凝土強度的重要因素有集料的強度、水泥與集料之間的粘結強度，而混凝土中最薄弱的環節是水泥和集料界面的粘結。粗集料的顆粒形狀、表面特征對C50的混凝土的粘結性能有較大影響。應選取近似立方體、表面粗糙、粒徑適中的碎石，否則會影響混凝土內部的粘結力。

集料的級配是指各粒徑集料相互搭配所占的比例，其檢驗的方法是篩分。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，其粘結力要低，且混凝土的均質性差。級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度，影響混凝土的耐久性。

1.2水泥

水泥是影響混凝土強度的主要因素。從觀察和研究混凝土的破壞過程可知，對于采用優質骨料配制的混凝土，其破壞常常發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在一起，而且本身硬化后還必須具有高強度，以承受荷載，骨料能否發揮作用，與膠凝材料本身強度和粘結力有很大關系。優先選取旋窯生產其強度等級為混凝土對應強度等級的0.9～1.5倍的水泥，旋窯生產的水泥質量穩定。

水泥在使用前，除應持有生產廠家的合格證外，還應做強度、凝結時間、安定性等常規檢驗，檢驗合格方可使用。不同品種的水泥要分別存儲或堆放，不得混合使用。水泥運輸過程中應防潮，如受潮或存放超過的三個月，應重新檢驗使用。

1.3外加劑

外加劑必須是經有關部門檢驗并附有合格證明的產品。使用前應復檢，使用應符合產品說明及規范的有關規定。不同外加劑應分別儲存，做好標記，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度和密實度的效果，同時降低水泥用量，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度和流動性。摻高效減水劑的混凝土的坍落度損失一般較快，最好施工時采用后摻法，可增大減水作用，使混凝土的流動性增加。在溫度低于8～10℃時，雖能增加和易性，但會降低增加強度的作用。所以高效減水劑宜在春秋季節使用。

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，但摻量過大時會降低早期強度。宜在夏季或冬季，結構復雜配筋密集的構件中使用，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　結合工程實例進行配合比設計

以下就龍浦高速公路A1工區前洋中心拌合站使用的C50混凝土配合比實例做個簡單介紹：

2.1原材料選擇

（1）水泥：選用浙江光宇P.O.52.5R級水泥，依據JTG E30-2005試驗規程進行檢驗，各項指標均符合GB175-2007規范要求，詳見表1。

表1　水泥各項指標檢測結果一覽表

（2）細集料：選用浦城富嶺瑞安砂場河砂，依據JTG E42-2005試驗規程進行檢驗，其各項指標均符合JTG/T F50-2011規范第6.3條要求，詳見表2。

表2　細集料各項指標檢驗結果一覽表

（3）粗集料：選用浦城菜園圃碎石，依據JTG E42-2005試驗規程進行檢驗，其各項指標均符合JTG/T F50-2011規范第6.4條要求，詳見表3。

表3　粗集料各項指標檢驗結果一覽表

（4）水：采用潔凈的溪水，檢測結果pH值為5，符合混凝土用水標準。

（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配合比的設計與計算

依據JGJ55-2000設計規程、JTG/T F50-2011技術規范，結合工地實際情況對該強度等級的混凝土進行設計與計算，具體過程如下：

（1）計算試配強度：

（2）計算混凝土水膠比：

（3）選取每立方米混凝土的用水量：

設計坍落度為70～90mm，依據技術規范，選取每立方米用水量為210kg/m3。

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

表5　抗壓強度檢驗結果表

（6）采用重量法計算砂石料用量：

取mcp取2450kg，砂率取35%；

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

表4　基準配合比及水灰比±0.02時的兩個配合比

2.3通過上述計算，得到三個配合比，分別進行試拌，對拌合物的和易性檢測，均能滿足設計要求；并分別制作試件，進行抗壓強度檢驗，檢驗結果見表5。

2.4根據經濟、合理、保證工程質量、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測值與計算值的絕對值不超過計算值的2%，不需調整。

3　施工技術基本要求

（1）配制C50混凝土必須準確控制用水量，嚴禁材料出機后再加水。

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

（3）必須使用強制式攪拌機，對于干硬性混凝土宜采用二次投料法。

（4）混凝土的澆注應連續進行，若超過允許間斷時間，須采取保證質量的措施或按工作縫處理。

4　結語

配制C50橋梁混凝土應選用優質的原材料，水泥要求42.5級以上的旋窯水泥；集料應選取質地堅硬、潔凈、級配良好的集料；外加劑應根據季節要求優選高效減水劑或緩凝高效減水劑，以滿足施工需要和強度要求。

[1]中國建筑科學研究院.《普通混凝土配合比設計規程》（JGJ55-2011）[S].北京：中國建筑工業出版社，2011.

[2]中交第一公路工程局有限公司.《公路橋涵施工技術規范》（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：中國建筑工業出版社，1996：406.

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

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1673-0038（2015）36-0124-02

2015-8-21