淺談C50混凝土配合比設(shè)計及要點控制

【摘 要】 本文主要依托西安市二級路網(wǎng)G1標高陵鹿苑渭河公路特大橋工程來介紹現(xiàn)場預(yù)制50mT梁用C50混凝土配合比的設(shè)計過程及要點控制。

【關(guān)鍵詞】 混凝土 耐久性 配合比 設(shè)計 要點控制

1、概述

由中鐵十五局七公司承建的西安市二級路網(wǎng)G1標高陵鹿苑渭河公路特大橋。其中有120片50mT梁的預(yù)制任務(wù)。所用混凝土為C50泵送混凝土，如何保證混凝土的質(zhì)量，使其滿足橋梁設(shè)計的規(guī)范要求，對混凝土的選配和現(xiàn)場質(zhì)量控制都提出了較高的要求。并根據(jù)現(xiàn)場的預(yù)制施工工藝，混凝土采用了混凝土運輸車運送的短距離泵送的方案。

2、原材料的選擇

根據(jù)設(shè)計圖紙、業(yè)主要求及工程施工需要以及原材料質(zhì)量、供應(yīng)能力、資源等綜合因素考慮，決定選用以下幾種原材料進行C50混凝土的配制。

2.1、水泥

選用冀東海德堡（涇陽）水泥有限公司生產(chǎn)的P.O52.5R盾石牌水泥，其各項指標均符合現(xiàn)行國家標準。

2.2、細骨料

選用高陵柏言砂廠生產(chǎn)的渭河河砂，細度模數(shù)為Mx=2.81，堆積密度為1.512 g/cm3，表觀密度為2.601 g/cm3，為Ⅱ區(qū)中砂。

2.3、粗骨料

選用富平龍光石料廠生產(chǎn)的人工碎石，最大公稱粒徑為26.5mm，5-25mm的連續(xù)級配，表觀密度為2.710 g/cm3，細檔碎石（5～16mm），粗檔碎石（16～26.5mm）。試驗搭配分析研究，具體結(jié)果見表2.3：

表1 粗骨料中不同粗細成分搭配時的

堆積密度

從上表可以看出：細檔碎石與粗檔碎石的比例為3：7時，粗骨料的堆積密度最大。因此，試驗中主要采用此搭配的粗骨料。

2.4、外加劑

選用了西安華宏建筑工程科技有限公司生產(chǎn)的HY-PC型聚羧酸類高性能減水劑。并與盾石牌水泥進行了凈漿流動度試驗，減水劑摻量為1.1%。結(jié)果見下表：

表2 盾石牌水泥和華宏減水劑

適應(yīng)性試驗結(jié)果

3、配合比試驗配制原則及方案的初步選擇

工程應(yīng)用時施工條件與試驗室條件差異對混凝土的強度和有關(guān)參數(shù)指標的影響特別大，高性能混凝土尤為突出。我們充分考慮了上述因素，采用以下初步方案：

3.1、水泥用量的選擇

根據(jù)經(jīng)驗，C50混凝土水泥用量450kg-520kg/m3能夠滿足強度要求，我們選擇481kg/m3進行試驗，實際施工中根據(jù)強度評定情況給予適當調(diào)整。

3.2、砂率的選擇

混凝土常用砂率在33%-41%之間，但從泵送混凝土角度考慮，砂率過小，導(dǎo)致流變參數(shù)下降，對可泵性不利，容易堵塞管道。工程實踐證明，使用中砂時，砂率一般控制在36%左右最佳。

3.3、坍落度的控制

T梁混凝土入模坍落度應(yīng)不小于120mm。為確保其可泵性，考慮到環(huán)境溫度和輸送距離及混凝土在輸送管內(nèi)的坍落度損失，混凝土出機坍落度應(yīng)該控制在180±20mm，30min經(jīng)時損失不大于30mm。

3.4、含氣量的控制

混凝土出機含氣量控制在2-4%。

4、確定基準配合比

根據(jù)以上方案原則，我們將選定的原材料分兩批進行配制。第一批配制了12組、平均強度R28=64.7MPa，運用12組試驗結(jié)果進行回歸分析，確定初步配合比。第二批運用初步配合比進行調(diào)試和驗證制件9組、平均強度R28=66.8MPa，再次用9組試驗結(jié)果進行回歸分析和建立回歸方程。通過對兩批配制混凝土進行強度結(jié)果比較，并進行經(jīng)濟分析，確定基準配合比如下：

表4 混凝土基準配合比（kg/m3）

5、混凝土拌合性能試驗

試驗采用60L的攪拌機，攪拌采用二次攪拌工藝，其投料順序為：投入砂→投入膠凝材料→預(yù)拌30s→投入液態(tài)材料→繼續(xù)攪拌30s→投入粗骨料繼續(xù)攪拌120s→出機。出機后立即進行初始坍落度、擴散度試驗和含氣量測試，靜置30min，再做坍落度、擴散度和泌水率試驗。所配制的C50高性能混凝土具有如下性能指標：

5.1 坍落度：180—200mm，不離析，不泌水，和易性良好；

5.2 坍落度損失：30min損失最大值為25mm；

5.3 擴展度：480—520mm；

5.4 含氣量：2.8%—3.5%；

5.5 表觀密度：2460—2480kg/m3

6、混凝土力學(xué)性能試驗

由于混凝土配合比試驗所處時間段為冬季，對所制混凝土試件進行了蒸汽養(yǎng)護和標準養(yǎng)護，其混凝土力學(xué)性能試驗結(jié)果見表 6。后對混凝土夏季自然養(yǎng)護的力學(xué)性能試驗和數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，其力學(xué)性能數(shù)據(jù)也基本能達到表 6的標準。

表6 混凝土力學(xué)性能試驗結(jié)果

結(jié)果表明，試驗混凝土強度具有穩(wěn)定性和可行性，滿足C50混凝土的配制要求， 富余系數(shù)合理，且強度發(fā)展情況良好，能夠滿足設(shè)計和施工要求。

7、混凝土耐久性試驗

將試件送陜西西建科建筑工程材料檢測有限公司進行耐久性試驗。陜西西建科建筑工程材料檢測有限公司對送檢的配合比耐久性能試驗出具合格報告，各項指標全部合格。

8、配合比的現(xiàn)場施工檢驗及調(diào)整和優(yōu)化

通過現(xiàn)場施工的檢驗測試，混凝土的工作性能都能達到預(yù)期的要求，泵送流暢，強度和彈性模量的增長符合施工的節(jié)拍。并根據(jù)現(xiàn)場施工的一些特點，對混凝土配合比進行了進一步的調(diào)整和優(yōu)化，其優(yōu)化后的施工配合比見表8-1、8-2：

表8-1 混凝土配合比（kg/m3）

表8-2 混凝土配合比參數(shù)

9、要點控制

9.1、對混凝土配合比，原材料的選擇尤為關(guān)鍵。選用干凈、規(guī)格、指標性能好的原材料對混凝土強度的形成、拌合物的工作性都有很大的影響。

9.2、對相同的混凝土配合比，采用不同的原材料及不同的外加劑摻量對混凝土的強度、工作性能等有較大的影響，其中外加劑的影響尤為突出。

9.3、混凝土的配合比設(shè)計，應(yīng)根據(jù)不同的應(yīng)用環(huán)境和工藝來設(shè)計并優(yōu)化得到。

9.4、在施工過程中，要動態(tài)觀察各種原材料的波動變化，針對變化及時調(diào)整并優(yōu)化配合比，以此來滿足施工要求。

參考文獻

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