［摘要］C50混凝土普通運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)計不合理，引起混凝土的強度不合格、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注意的要點，供C50混凝土配合比設(shè)計時參考。
［關(guān)鍵詞］原材料的選擇；配合比的確定
［中圖分類號］TU528.04      ［文獻標識碼］B     ［文章編號］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)計強度基本上采用C50混凝土或大于C50的混凝土。所以對C50以上混凝土的原材料的選擇、配合比的設(shè)計、混凝土的TRANBBS施工是至關(guān)重要的。下面就對C50以上混凝土的原材料選擇、配合比的設(shè)計、混凝土的施工需注意的事項，結(jié)合本人多年來對橋梁上預(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)計及原材的選擇注意要點作如下簡述。
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大，所以集料的質(zhì)量對混凝土的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混凝土時，對集料的強度、級配、表面特征、顆粒形狀、雜質(zhì)的含量、吸水率等，必須認真檢驗，嚴格選材。這樣才能配制出滿足技術(shù)性能要求的C50混凝土，同時又能降低混凝土的生產(chǎn)成本。
1.1.1 細集料
砂材質(zhì)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。優(yōu)先選取級配良好的江砂或河砂。因為江砂或河砂比較干凈，含泥量少，砂中石英顆粒含量較多，級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化軟弱顆粒。砂的細度模數(shù)宜控制在2.6以上，細度模數(shù)小于2.5時，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，在滿足相同和易性要求時，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，細度模數(shù)在3.3以上時，容易引起新拌混凝土的運輸澆筑過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、泥的含量過高，不但影響混凝土拌和物的和易性，而且影響混凝土的強度、耐久性，引起混凝土的收縮裂縫等其他性能。含泥量不超過2%,云母含量小于1%。
1.1.2 粗集料
粗集料的強度、顆粒形狀、表面特征、級配、雜質(zhì)的含量、吸水率對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，高強度的集料才能配制出高強度的混凝土。應(yīng)選取質(zhì)地堅硬、潔凈的碎石。其強度可用巖石立方體強度或碎石的壓碎指標值來測定，巖石的抗壓強度應(yīng)比配制的混凝土強度高50%。一般用碎石的壓碎指標值來間接判定巖石的強度是否滿足要求。碎石的壓碎指標值水成巖（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8%。影響C50以上混凝土的強度重要因素有集料的強度、水泥石、水泥石與集料之間的粘結(jié)強度，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度。
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。級配是集料的一項重要的技術(shù)指標，對混凝土的和易性及強度有著很大的影響。配制C50混凝土最大粒徑不超過31.5mm，因為C50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度混凝土。集料的級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)格的碎石進行摻配。5~25mm連續(xù)級配采用5~16mm和10~25mm二種規(guī)格進行摻配。摻配時符合級配要求的范圍內(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)果均符合級配范圍要求，測定二者的體積密度，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)其強度等級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，強度波動越小。對未用過的水泥廠要進行認真調(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方面考慮：延緩混凝土的初凝時間，提高混凝土的早期強度，增加后期強度，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，高效早強減水劑。如NF、UNF、JC等。
高效減水劑同時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，這樣可使高效減水劑的減水作用增高，使混凝土的流動性增加。在溫度低于8~10℃時，高效減水劑雖能增加和易性，但增加強度的作用大大降低。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。一般來說，摻量大時凝結(jié)時間相應(yīng)增長，但摻量過大時會降低早期強度。根據(jù)施工季節(jié)來調(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。
高效早強減水劑一般不用，除非對早期強度有特殊要求。一般在冬季使用，來提高混凝土的早期強度，使用時要慎重，因為高效早強減水劑能加快早期強度的發(fā)展，但一般會降低混凝土的后期強度。在試配時要認真做好驗證工作。
2 、 配合比的設(shè)計
2.1配合比的計算
   1）試配強度的確定   通常C50混凝土施工配制強度要求≥60MPa，其計算式如下：
                   fcu，0 =fcu，k+1.645 
式中   fcu，0——混凝土的施工配制強度，MPa
       fcu，k——混凝土的設(shè)計配制強度，MPa
σ——施工單位的混凝土強度標準差，如無近期同一品種混凝土的統(tǒng)計資料取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、0.38五個水灰比進行試拌，來確定最佳水灰比。通常采用0.34作為基準水灰比。
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確定，一般坍落度為75~90mm時，用水量宜控制在145 ~160Kg/m3，坍落度在170 ~200 mm時，用水量宜控制在160 ~170Kg/m3。
4）砂率   坍落度在75~90mm時，宜取0.28—0.33。坍落度在170~200mm時，宜取0.37~0.40。
5）砂、石用量    按絕對體積法計算。
2.2  試拌調(diào)整
使用試拌機前，應(yīng)用與試配時混凝土配合比相同的水灰比及灰砂比進行涮膛，以免正式試拌時水泥砂漿粘附桶壁。試拌量應(yīng)不小于試拌機額定量的1/4，混凝土的攪拌方式及加料，宜與生產(chǎn)時使用的方法相同，特別是外加劑的摻法，是同時摻還是后摻。
試拌得出的拌和物坍落度不能滿足要求或粘聚性和保水性不好時，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。如通過以上調(diào)整，混凝土拌和物仍不能滿足混凝土運輸、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，應(yīng)測定0min、30min、60min、90min的坍落度。因拌出的混凝土要經(jīng)過運輸才入模，如果混凝土的坍落度損失過大，導(dǎo)致運至現(xiàn)場的混凝土無法入模澆注。因此配合比設(shè)計時要認真考慮，混凝土在運輸、泵送等施工工藝過程中的坍落度的損失，確保混凝土入模時的坍落度。
2.3 配合比的確定
當拌和物實測密度與計算值之差的絕對值不超過計算值2%時，可不調(diào)整。大于2%時按《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》JGJ55—2000規(guī)定進行相應(yīng)的調(diào)整。
C50混凝土配合比確定后，應(yīng)對配合比進行6~8次的重復(fù)試驗進行驗證，其平均值不應(yīng)低于配制的強度值，確保其穩(wěn)定性，因有些因素對普通混凝土（C40以下）影響不大，但對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
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;細集料要求細度模數(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，以滿足施工需要和強度要求。以上僅為本人在實際施工中的點滴經(jīng)驗，供同行們參考。

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