［摘要］C50混凝土普通運(yùn)用于高速公路橋梁的上部構(gòu)造中，由于混凝土配合比TRANBBS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。本文論述了C50混凝土在原材料的選擇及配合比確定時(shí)注意的要點(diǎn)，供C50混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)參考。
［關(guān)鍵詞］原材料的選擇；配合比的確定
［中圖分類(lèi)號(hào)］TU528.04      ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］B     ［文章編號(hào)］1002-3550（2004）02-0063-02
     在橋梁的上部結(jié)構(gòu)中，如梁板等混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度基本上采用C50混凝土或大于C50的混凝土。所以對(duì)C50以上混凝土的原材料的選擇、配合比的設(shè)計(jì)、混凝土的TRANBBS施工是至關(guān)重要的。下面就對(duì)C50以上混凝土的原材料選擇、配合比的設(shè)計(jì)、混凝土的施工需注意的事項(xiàng)，結(jié)合本人多年來(lái)對(duì)橋梁上預(yù)應(yīng)力C50預(yù)制25m、30m組合箱梁、預(yù)制45mT型梁、現(xiàn)澆箱梁及懸澆箱梁配合比的設(shè)計(jì)及原材的選擇注意要點(diǎn)作如下簡(jiǎn)述。
1、 原材料
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TRANBBS技術(shù)性能和生產(chǎn)成本均產(chǎn)生一定的影響，在配制C50混凝土?xí)r，對(duì)集料的強(qiáng)度、級(jí)配、表面特征、顆粒形狀、雜質(zhì)的含量、吸水率等，必須認(rèn)真檢驗(yàn)，嚴(yán)格選材。這樣才能配制出滿(mǎn)足技術(shù)性能要求的C50混凝土，同時(shí)又能降低混凝土的生產(chǎn)成本。
1.1.1 細(xì)集料
砂材質(zhì)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。優(yōu)先選取級(jí)配良好的江砂或河砂。因?yàn)榻盎蚝由氨容^干凈，含泥量少，砂中石英顆粒含量較多，級(jí)配一般都能符合要求。山砂一般不能使用，山砂中含泥量較大且含有較多的風(fēng)化軟弱顆粒。砂的細(xì)度模數(shù)宜控制在2.6以上，細(xì)度模數(shù)小于2.5時(shí)，拌制的混凝土拌和物顯得太粘稠，施工中難于振搗，且由于砂細(xì)，在滿(mǎn)足相同和易性要求時(shí)，增大水泥用量。這樣不但增加了混凝土的成本，而且影響混凝土的技術(shù)性能，如混凝土的耐久性、收縮裂縫等。砂也不宜太粗，細(xì)度模數(shù)在3.3以上時(shí)，容易引起新拌混凝土的運(yùn)輸澆筑過(guò)程中離析及保水性能差，從而影響混凝土的內(nèi)在質(zhì)量及外觀質(zhì)量。C50泵送混凝土細(xì)度模數(shù)控制在2.6~2.8之間最佳，普通混凝土控制在3.3以下。另外還要注意砂中雜質(zhì)的含量，比如云母、泥的含量過(guò)高，不但影響混凝土拌和物的和易性，而且影響混凝土的強(qiáng)度、耐久性，引起混凝土的收縮裂縫等其他性能。含泥量不超過(guò)2%,云母含量小于1%。
1.1.2 粗集料
粗集料的強(qiáng)度、顆粒形狀、表面特征、級(jí)配、雜質(zhì)的含量、吸水率對(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，高強(qiáng)度的集料才能配制出高強(qiáng)度的混凝土。應(yīng)選取質(zhì)地堅(jiān)硬、潔凈的碎石。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(lái)測(cè)定，巖石的抗壓強(qiáng)度應(yīng)比配制的混凝土強(qiáng)度高50%。一般用碎石的壓碎指標(biāo)值來(lái)間接判定巖石的強(qiáng)度是否滿(mǎn)足要求。碎石的壓碎指標(biāo)值水成巖（石灰?guī)r、砂巖等）小于10%、變質(zhì)巖（片麻巖、石英巖等）或深層火成巖（花崗巖等）小于12%、噴出巖火成巖（玄武巖等）小于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)性能有著較大的影響。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(guò)8%。影響C50以上混凝土的強(qiáng)度重要因素有集料的強(qiáng)度、水泥石、水泥石與集料之間的粘結(jié)強(qiáng)度，而混凝土中最薄弱的環(huán)節(jié)是水泥石和集料界面的粘結(jié)。由于粗集料的表面粗糙、粒徑適中，這樣提高了混凝土的粘結(jié)性能，從而提高了混凝土的抗壓強(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(guò)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，通常采用二種規(guī)格的石子進(jìn)行摻配。如5~31.5mm連續(xù)極配采用5~16mm和16~31.5mm二種規(guī)格的碎石進(jìn)行摻配。5~25mm連續(xù)級(jí)配采用5~16mm和10~25mm二種規(guī)格進(jìn)行摻配。摻配時(shí)符合級(jí)配要求的范圍內(nèi)，可能有二種或三種摻配方案，選取其中體積密度較大者使用，因體積密度大則空隙率小。如有二種摻配方案分別為30：70和20：80，其摻配結(jié)果均符合級(jí)配范圍要求，測(cè)定二者的體積密度，前者大，則應(yīng)選取摻配比例為30：70的使用。
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
   優(yōu)先選取旋窯生產(chǎn)其強(qiáng)度等級(jí)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)未用過(guò)的水泥廠要進(jìn)行認(rèn)真調(diào)研。
1.3 外加劑
因C50混凝土的水泥用量比較大,水灰比低,強(qiáng)度要求高,混凝土拌和物較粘稠,這樣給混凝土的施工提出了更高的要求,為了滿(mǎn)足混凝土的性能及施工要求,改善混凝土的和易性及提高性能,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。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，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。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(lái)說(shuō)，摻量大時(shí)凝結(jié)時(shí)間相應(yīng)增長(zhǎng)，但摻量過(guò)大時(shí)會(huì)降低早期強(qiáng)度。根據(jù)施工季節(jié)來(lái)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(lái)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。在試配時(shí)要認(rèn)真做好驗(yàn)證工作。
2 、 配合比的設(shè)計(jì)
2.1配合比的計(jì)算
   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+1.645 
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(wú)近期同一品種混凝土的統(tǒng)計(jì)資料取6 
MPa
2）水灰比的確定    C50混凝土宜采用以下0.30 、0.32、0

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.34、0.36、0.38五個(gè)水灰比進(jìn)行試拌，來(lái)確定最佳水灰比。通常采用0.34作為基準(zhǔn)水灰比。
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(lái)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 ~200 mm時(shí)，用水量宜控制在160 ~170Kg/m3。
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。
5）砂、石用量    按絕對(duì)體積法計(jì)算。
2.2  試拌調(diào)整
使用試拌機(jī)前，應(yīng)用與試配時(shí)混凝土配合比相同的水灰比及灰砂比進(jìn)行涮膛，以免正式試拌時(shí)水泥砂漿粘附桶壁。試拌量應(yīng)不小于試拌機(jī)額定量的1/4，混凝土的攪拌方式及加料，宜與生產(chǎn)時(shí)使用的方法相同，特別是外加劑的摻法，是同時(shí)摻還是后摻。
試拌得出的拌和物坍落度不能滿(mǎn)足要求或粘聚性和保水性不好時(shí)，應(yīng)保證水灰比不變的條件下，相應(yīng)的調(diào)整水量和外加劑的摻量或砂率，用水量調(diào)整的幅度不能過(guò)大，因C50混凝土的水灰比低，增加用水量相應(yīng)水泥用量的增大幅度較大。如通過(guò)以上調(diào)整，混凝土拌和物仍不能滿(mǎn)足混凝土運(yùn)輸、泵送等施工工藝的要求或混凝土的性能要求，則要考慮重新選擇水泥或外加劑，或聯(lián)系減水劑生產(chǎn)廠家調(diào)整好減水劑與水泥的適應(yīng)性。
混凝土拌和物坍落度的檢驗(yàn)，應(yīng)測(cè)定0min、30min、60min、90min的坍落度。因拌出的混凝土要經(jīng)過(guò)運(yùn)輸才入模，如果混凝土的坍落度損失過(guò)大，導(dǎo)致運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)的混凝土無(wú)法入模澆注。因此配合比設(shè)計(jì)時(shí)要認(rèn)真考慮，混凝土在運(yùn)輸、泵送等施工工藝過(guò)程中的坍落度的損失，確?；炷寥肽r(shí)的坍落度。
2.3 配合比的確定
當(dāng)拌和物實(shí)測(cè)密度與計(jì)算值之差的絕對(duì)值不超過(guò)計(jì)算值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規(guī)定進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。
C50混凝土配合比確定后，應(yīng)對(duì)配合比進(jìn)行6~8次的重復(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，因有些因素對(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。
2.4 C50混凝土配合比參考(表1)
碎石粒徑(mm) 水灰比 水(Kg/m3) 水泥(Kg/m3) 黃砂(Kg/m3) 石子(Kg/m3) 減水劑(Kg/m3) 坍落度(mm) 強(qiáng)度(MPa) 備注
5~!6 0.34 165 485   4.1225 65  普通混凝土
5~16 0.34 175 515   5.150 150  泵送混凝土
5~25 0.34 158 465   3.9525 85 62.5 普通混凝土
5~25 0.34 168 494   4.94 170  泵送混凝土
5~31.5 0.34 158 465 579 1230 3.72 100 60.4 普通混凝土
5~31.5 0.34 168 494   4.693 190  泵送混凝土
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(mǎn)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)，供同行們參考。

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