C50配合比设计注意事项

1、C50配合比设计注意事项姚章虎 吴定山 巫亚明 摘要 C50混凝土普遍运用于高速公路桥梁的上部构造中，由于混凝土配合比设计不合理，引起混凝土的强度不合格、收缩裂缝、外观等质量缺陷的现象常有发生，同时造成生产成本的增大。本论述了C50混凝土在原材料的选择及配合比确定时注意的要点，供C50混凝土配合比设计时参考。关键词 原材料的选择 配合比的确定概述C50混凝土属于高强混凝土,高强混凝土是指混凝土强度在C50以上且不大于C100。与普通混凝土（C40以下）相比，在混凝土的微观结构和性能上有较大的差异，其水泥用量大、粗集料粒径小、水灰比低、早期强度高等特点。C50以上混凝土对原材料的选择、配合比的设

2、计、混凝土的施工与普通混凝土有不同的要求，如选择不当不但对混凝土的性能产生不利的影响而且还会增加工程的成本，给工程造成不必要的浪费。在桥梁的上部结构中，象梁板等混凝土的设计强度基本上采用C50混凝土或大于C50的混凝土。所以对C50以上混凝土的原材料的选择、配合比的设计、混凝土的施工是至关重要的。下面就对C50以上混凝土的原材料选择、配合比的设计、混凝土的施工需注意的事项，结合本人多年来对桥梁上预应力C50预制25m、30m组合箱梁、预制45mT型梁、现浇箱梁及悬浇箱梁配合比的设计及原材的选择注意要点作如下简述。一：原材料1：集料：混凝土中集料体积大约占混凝土体积的3/4，由于所占的体积相当大

3、，所以集料的质量对混凝土的技术性能和生产成本均产生一定的影响，在配制C50混凝土时，对集料的强度、级配、表面特征、颗粒形状、杂质的含量、吸水率等，必须认真检验，严格选材。这样才能配制出满足技术性能要求的C50混凝土，同时又能降低混凝土的生产成本。1）细集料砂材质的好坏,对C50以上混凝土的拌和物和易性的影响比粗集料要大。优先选取级配良好的江砂或河砂。因为江砂或河砂比较干净，含泥量少，砂中石英颗粒含量较多，级配一般都能符合要求。山砂一般不能使用，山砂中含泥量较大且含有较多的凤化软弱颗粒。砂的细度模数宜控制在2.6以上，细度模数小于2.5时，拌制的混凝土拌合物显得太粘稠，施工中难于振捣，且由于砂细

4、，在满足相同和易性要求时，增大水泥用量。这样不但增加了混凝土的成本，而且影响混凝土的技术性能，象混凝土的耐久性、收缩裂缝等。砂也不宜太粗,细度模数在3.3以上时,容易引起新拌混凝土的运输浇筑过程中离析及保水性能差，从而影响混凝土的内在质量及外观质量。C50泵送混凝土细度模数控制在2.62.8之间最佳,普通混凝土控制在3.3以下。另外还要注意砂中杂质的含量，比如象云母、泥的含量过高，不但影响混凝土拌和物的和易性，而且影响混凝土的强度、耐久性，引起混凝土的收缩裂缝等其他性能。含泥量不超过2%。云母含量小于1%。2）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混凝土的强度

5、有着重要的影响。配制C50以上混凝土对粗集料的强度的选取是十分重要的，因高强度的集料才能配制出高强度的混凝土。应选取质地坚硬、洁净的碎石。其强度可用岩石立方体强度或碎石的压碎指标值来测定，岩石的抗压强度应比配制的混凝土强度高50%。一般用碎石的压碎指标值来间接判定岩石的强度是否满足要求。碎石的压碎指标值水成岩（石灰岩、砂岩等）小于10%、变质岩（片麻岩、石英岩等）或深层火成岩（花岗岩等）小于12%、喷出火成岩（玄武岩等）小于13%。粗集料的颗粒形状、表面特征对C50以上混凝土的粘结性能有着较大的影响。应选取近似立方体的碎石，其表面粗糙且多棱角，针片状总含量不超过8%。影响C50以上混凝土的强度

6、重要因素有集料的强度、水泥石、水泥石与集料之间的粘结强度，而混凝土中最薄弱的环节是水泥石和集料界面的粘结。由于粗集料的表面粗糙、粒径适中，这样提高了混凝土的粘结性能，从而提高了混凝土的抗压强度。集料的级配是指各粒径集料相互搭配所占的比例，其检验的方法是筛分。级配是集料的一项重要的技术指标，对混凝土的和易性及强度有着很大的影响。配制C50混凝土最大粒径不超过31.5，因为C50混凝土一般水泥用量在440500Kg/m3，水泥浆较富余，由于大粒径集料比同重量的小粒径集料表面积要小，其与砂浆的粘结面积相应要小，其粘结力要低，且混凝土的均质性差，所以大粒径集料不可能配制出高强混凝土的。集料的级配要符合

7、要求且集料的空隙率要小，通常采用二种规格的石子进行掺配。如531.5连续级配采用5-16和1631.5二种规格的碎石进行掺配。525连续级配采用516和1025二种规格进行掺配。掺配时在符合级配要求的范围内，可能有二种或三种掺配方案，选取其中体积密度较大者使用，因体积密度大则其空隙率小。如有二种掺配方案分别为30:70和20:80，其掺配结果均符合级配范围要求，测定二者的体积密度，前者大，则应选取掺配比例为30:70的使用。集料中的泥土、石粉的含量要严格控制，其含量大，不但影响混凝土拌和物的和易性，而且降低混凝土的强度，影响混凝土的耐久性，引起混凝土的收缩裂缝等。其含泥量小于1%。2：水泥优先

8、选取旋窑生产其强度等级42.5MPa的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，旋窑生产的水泥质量稳定。水泥的质量稳定,强度波动小。对末用过的水泥厂要进行认真调研。3：外加剂 因C50混凝土的水泥用量比较大，水灰比低，强度要求高，混凝土拌和物较粘稠，这样给混凝土的施工提出了更高的要求，为了满足混凝土的性能及施工要求，必需对混凝土的和易性及性能进行改善，同时降低混凝土组成材料中水泥的用量,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方面考虑，延缓混凝土的初凝时间，提高混凝土的早期强度，增加后期强度，减少混凝土的坍落度的损失，与水泥的相容性，外加剂的稳定性。通常选用高效减水剂、高效缓凝减水剂，高

9、效早强减水剂。如NF，UNF等。高效减水剂同时具有增加混凝土强度和流动性。掺高效减水剂的混凝土的坍落度损失一般较快，最好施工时采用后掺法，这样可使高效减水剂减水作用增高，使混凝土的流动性增加。在温度低于810时，高效减水剂虽能增加和易性，但增加强度的作用大大降低。所以高效减水剂宜在春秋季节使用。高效缓凝减水剂有利于控制早期水化，混凝土拌和物坍落度损失小。一般来说，掺量大时凝结时间相应增长，但掺量过大时会降低早期强度。根据施工季节来调节掺量。宜在夏季或结构复杂配筋密集的构件中使用，这样可避免形成冷缝，方便施工的按排。高效早强减水剂一般不用，除非对早期强度有特殊要求。一般在冬季使用，来提高混凝土的

10、早期强度，使用时要慎重，因为高效早强减水剂能加快早期强度的发展，但一般会降低混凝土的后期强度。在试配时要认真做好验证工作。二：配合的设计1：配合比的计算1）试配强度的确定 通常C50混凝土施工配制强度要求60 Mpa，其计算式如下：fcu.o=fcu.k+1.645fcu.o -混凝土的施工配制强度MPafcu.k -混凝土的设计强度MPa-施工单位的混凝土强度标准差，如无近期同一品种混凝土强度的统计资料取6 MPa2）水灰的确定 C50混凝土宜采用以下0.30、0.32、0.34、0.36、0.38五个水灰比进行试拌，来确定最佳水灰比。通常采用0.34作为基准水灰比。3）用水量的确定 根据石

11、料的粒径，高效减水剂的减水率及掺量来确定。一般坍落度为7590时，用水量宜控制在145160，坍落度在170200时，用水量控制在1601704）砂率 坍落度在7590时宜取0.280.33，坍落度在170200时0.370.40。5）砂、石用量 按绝对体积法计算。2：试拌调整使用试拌机前，应用与试配时混凝土配合比相同的水灰比及灰砂比进行涮膛，以免正式试拌时水泥砂浆粘附筒壁。试拌量应不小于试拌机额定量的1/4，混凝土的搅拌方式及加料，宜与生产时使用的方法相同，特别是外加剂的掺法，是同时掺还是后掺。试拌得出的拌和物坍落度不能满足要求或粘聚性和保水性不好时，应保证水灰比不变的条件下，相应的调整水量

12、和外加剂的掺量或砂率，用水量调整的幅度不能过大，因C50混凝土的水灰比低，增加用水量相应水泥用量的增大幅度较大。如通过以上调整，混凝土拌和物乃不能满足混凝土运输、泵送等施工工艺的要求或混凝土的性能要求，则要考虑重新选择水泥或外加剂，或联糸减水剂生产厂家调整好减水剂与水泥的适应性。混凝土拌和物坍落度的检验，应测定0 min、30min、60 min、90 min的坍落度。因拌出的混凝土要经过运输才能入模，如果混凝土的坍落度损失过大，导致运至现场的混凝土无法入模浇筑。因此配合比设计时要认真考虑，混凝土在运输、泵送等施工工艺过程中的坍落度的损失，确保混凝土入模时的坍落度。3：配合比的确当拌和物实测密度与计算值之差的绝对值不超过计算值2%时，可不调整。大于2%时按普通混凝土配合比设计计规程JGJ55-2000规定进行相应的调整。C50混凝土配合比确定后，应对该配合比进行610次的重复试验进行验证，其平均值不应低于配制的强度值，确保其稳定性。因有些因素对普通混凝土（C40以下）影响不大，但对C50混凝土（C50以上）的影响往往比较显著的。4:C50混凝土配合比参考碎石粒径mm水灰比水Kg/m3水泥Kg/m3黄砂Kg/m3石