【行业】怎样做C50混凝土配比?

在桥梁上部结构施工中越来越多采用C50砼及以上标号的砼,而施工实际中由于坍落度及损失,水灰比、外加剂、原材料选用不当造成强度不足,产生裂缝、蜂窝麻面的问题较多。

所以C50砼原材料选择、配合比设计、砼的现场控制是该标号砼的施工控制要点,现结合本人在试验室及现场的实践将控制要点作以下的简述:

一、C50砼的技术要求

1、砼坍落度要求,针对不同的结构物选择相应坍落度，如钢筋较密的梁板选择8～10cm较为适合,考虑到相同水灰比情况下,大坍落度砼强度相应较低的事实,试验室试配时按不利条件(高温、长运距)进行考虑,试配时采用10～12cm进行控制以保证坍落度损失的富余值。

2、水灰比要求，根据JTJ041-2000《公路桥涵施工技术规范》宜控制在0.24～0.38之间,实际施工中以0.34～0.37之间较为适合,太低水灰比砼坍落度受水化热、气温的影响较大,容易造成砼太干无法浇筑的情况发生。

3、水泥宜采用质量稳定的大厂旋窑生产的PO52.5R及PO62.5R水泥,对每批进场水泥重点检测其安定性、水泥胶砂强度,保证水泥的质量,C50砼属高强度砼中较低的标号,在施工中一般不掺加硅粉来提高砼的和易性,水泥用量的选择是配比成功的重要因素之一,其用量宜控制在500kg以下,水泥与混合料的总量不超过550～600kg/m3。

4、粗集料:

粗集料的强度、颗粒形状、表面特征、级配、杂质的含量、吸水率对C50砼的强度有着重要的影响,因此配制C50以上砼对粗集料的强度的选取是十分重要的,研究表明混凝土强度很高时应该用小粒径的粗集料,原因是集料表面积增加,平均粘结应力降低,使混凝土强度增加,有研究发现粒径为76mm的集料的粘结强度只有13mm粒径集料粘结强度的1/10,小粒径之所以能产生较高的强度是由于围绕集料颗粒的应力较小的缘故,根据长期对C50砼试件的破坏结果观察,以碎石破坏为主,表现为碎石大部分先被压裂破坏,水泥胶结材料后破坏。

理想的粗集料应该是立方体的,洁净的,有棱角的碎石，针片状颗粒应减至最小;选择粗集料的要求为:岩石的抗压强度应比配制的砼强度高50%,一般也用压碎值指标来控制,压碎值≤12%,含泥量＜1%,针片状颗粒含量小于5%,骨料的最大粒径宜小于25mm,表观密度＞2500kg/m3,松散堆积密度＞1350kg/m3,空隙率＜47%,岩石饱水抗压强度＞80Mpa,粗集料采用5～25mm的连续级配（圆孔筛）,仔细测量各种集料的吸水率对选择吸水率小的集料以减少坍落度损失是很重要的。

5、细集料

砂材质的好坏,对C50的以上的混凝土和易性影响比粗集料要大,应优先选用江砂或河砂,由于机轧砂干缩性较强,山砂中含有较多的风化软颗粒,一般不能使用,砂的细度模数应大于2.6,含泥量小于2%,云母含量＜1%,表观密度＞2500kg/m3,松散堆积密度＞1350kg/m,空隙率＜47%,细度模数＜2.5的砂,拌制的砼拌和物显得太粘稠,施工中难于振捣且由于细颗粒或超细颗料太多,增加了表面积,不但增大了水泥用量,而使砼的耐久性降低,收缩性裂缝增加。而细度模数＞3.3以上时容易造成砼的离析及保水性差,故砂选择细度模数2.6～3.2之间的中粗砂为宜,其筛分结果应在相应的级配范围之内。

6、外加剂

因C50砼的水泥用量较大,水灰比低,强度要求高,砼拌合物较粘稠,为了满足砼的性能及要求,改善混凝土的和易性及提高性能,同时降低水泥用量,减少工程成本,外加剂的选择尤为重要,选用外加剂应着重从以下几个方面考虑:降低水灰比,提高早期强度,增加后期强度,减少砼的坍落度损失,外加剂的稳定性。

在试验中会发现一种外加剂对某一品牌水泥有良好的减水效果,而对另一地区的水泥减水效果很差，考虑外加剂与水泥的相容性,根据不同厂家水泥选用不同外加剂是施工中应注意的;对于梁板施工,一般选用高效减水剂,适当考虑外加剂对温度的敏感性也是必要的,减少因温度影响造成坍落度偏小。一般在夏季温度高时外加剂效果会更好些,而同样的掺量到冬季使用因其活性降低其减水效果会比夏季差些;外加剂掺量应控制在胶接材料的0.5%～1.5%。

二、配合比设计

1、试配强度的确定

fcu,o＝fcu,k+tδ

式中fcu,o--指混凝土的施工配制强度;

fcu,k—指混凝土的设计强度；

δ--施工单位的混凝土强度标准差，无近期同一砼的统计资料选用1.645；

C50砼其配制强度fcu,o=50+1.645×6＝59.9MPa

2、水灰比确定,C50砼先采用0.32、0.34、0.36、0.38进行试配来确定最佳水灰比,水泥用量PO52.5R以460～500kg/m3宜,以上配合比一般28d抗压强度能超过去59.9Mpa,但用水量低,气温高,容易造成砼在运输车中放不出来的事情发生,故基准配合比采用0.34～0.37较为合适,在对0.32、0.34、0.36、0.38各个配合比反复试拌,观察较高气温时其坍落度的损失，分别测15min、30min、45min、60min的坍落度,绘制时间与坍落度关系表，确定生产实际中砼从拌制完成到浇筑完成的一般所用时间，比照关系表，根据施工的要求确定基准水灰比,使生产实际与试验室配合比设计尽量接近;具有坍落度损失小是C50砼配合比设计的关键之一,根据石料的粒径,高效减水剂的减水效果来确定用水量:一般坍落度70～90mm时,用水量宜控制在145～160kg/m3,坍落度在170～200cm时,用水量控制在160～170mm;砂率控制在0.28～0.34之间,对泵送砼,可适当加大砂率,砂石用量可采用质量法或绝对体积法,最好采用绝对体积法,选用强制式拌合机进行试拌,在拌制前应采用相同配合比砂浆进行刷膛,以免正式试拌时造成水份损失,无意中改变水灰比,投料方式宜采用与生产时相同方法,特别是外加剂是同掺还是后掺，当所拌砼的实测毛体积密度与设计密度二之差超过设计密度的2%时，应对拌和物进行密度调整。

3、配合比的确定:

为进行强度复核一般采用三个不同配合比，在基准水灰比的基础上上调、下调0.02分别配制砼。对选用基准水灰比及上调下调试件在标准养护室进行标养７天、28天后进行试压,如其28天抗压强度平均强度大于59.9MP,可以初步确定该配合比能满足试配要求，C50砼配合比确定后,应对配合比进行6～8次的重复试验进行验证,其平均值不应低于配制的强度值,方可用于施工确保其稳定性。

三、生产中质量控制

1、在试验室配置符合要求的高强混凝土比较容易，而在整个施工过程中，稳定质量水平较为困难。一些在普通情况下不太敏感的因素，在低水灰比情况下会变得相当敏感，这就要求在整个施工过程中必须注意各种条件、因素的变化，并且要根据变化，随时调整施工配合比和各种工艺参数,主要做好几项工作：

1）严格控制水灰比：骨料的含水量应在用水量中扣除，每天需测定骨料含水量，在任何情况下都不得添加额外水量；

2）探测砼拌和物温度，必要时测定砼水化热，控制温升，延长和保证工作时间；

3）合理安排工艺和工序，计算各阶段所需时间，合理缩短砼从搅拌到浇捣完毕的时间；

4）所有参与操作人员进行技术交底，完善各项记录文件。

2、砼性能检测

判断C50砼抗压强度重要之处，在于抗压试件的采样。

1、砼强度试件的留样。由于高强混凝土变异性增大，强度数值受多种因素的影响，故高强混凝土抗压试件的采样频数应高于普通砼，试件应在拌和机流出点制取，预拌砼自送货车流出点制取。

2、驻现场技术人员对拌和物性能进行测定，并按规定留取砼强度试件，试件的数量应至少能满足提供早期及28天强度测定所需。

3、由于高强砼水灰比很低，试件内部容易产生较大拉应力，对试件应及时送到标准养护室进行养护。

4、砼强度试件的强度测定。根据实际经验，高强混凝土试件强度测定时应选用标准试件和高刚度承压板试验机，压力试验机采用一级精度，控制匀速加荷，加荷速度控制在11～18KN/S之间才能保证强度测定的准确性和可靠性。

四、结束语

配制C50桥梁混凝土应选用优质原材料，水泥要求PO42.5级以上的旋窑水泥；粗集料要求最大粒径25mm、堆积密度大、表观密度大、含泥量少、针片状少;细集料要求细度模数2.6以上、堆积密度大、表观密度大、含泥量低；外加剂应根据季节要求优选高效减水剂或缓凝高效减水剂，进行配合比试验时充分考虑砼坍度损失以满足施工需要和强度要求,以上仅为本人在实际施工中的点滴经验，供同行们参考，不足之处请给予指出。