C50混凝土配合比設計注意事項探析

王小蕾

（新疆路橋總公司第一工程處，新疆 喀什 844000）

0 引言

橋梁上部諸多結構構造，比如梁板，其對應的混凝土，在設計層面上的強度為C50及以上。故而對于施工來講，C50及以上強度的混凝土有著至關重要的作用，從選材到配比，再到具體的工程應用，可以說各個層面都有著相當重要的制約。下文結合中國橋梁建設中的具體實踐經驗，對C50及以上強度的混凝土進行詳細分析和重點論述，尤其是在選材、配比與施工三個方面。

1 原材料的選擇

1.1 集料的重要意義

集料對于混凝土而言，僅就體積方面考量，其占據了混凝土大約百分之七十五左右的體積，可以說相當龐大。對于混凝土來講，無論是在技術性能層面，還是在生產成本層面，集料均發揮著相當重大的影響，進行C50混凝土具體配置的過程中，一定要嚴格檢查集料的用材，從強度、形狀、級配、雜質的含有狀況等諸多方面進行分析比對，嚴格選擇，以保證配制出來的混凝土符合技術和設計的具體要求，有效控制和降低生產成本。

1.1.1 細集料環節

和粗集料相比，對C50及以上強度混凝土產生較大影響的另外一個原材料就是砂材質，也就是常說的細集料。在選擇細集料的時候，優先選取的類別為級配比較高的江河砂。無論是江砂，還是河砂，干凈度都比較高，不含有較高的泥量，石英顆粒比較多，能夠較好滿足具體的要求。在材質方面，嚴禁使用山砂，相比較而言，山砂含泥量比較大，而且顆粒多被風化，比較軟弱。在細度模數方面，砂應該高于2.6。如果該參數低于2.5，那么拌合物就會過于粘稠，進行施工的時候，很難振搗。因為如果砂比較細，要使和易性得到很好的滿足，水泥用量無疑就需要大比例的增加，這樣成本就會被提高，技術性能比如耐久性、收縮性能等會受到較大影響。如果砂太粗的話，比如細度模數這一參數超過3.3，那么運輸澆筑的進程中，新拌的混凝土無論是保水性能，還是離析性能都比較低，混凝土內在質量與外在觀感，都會受到影響。

總之，泵送混凝土，如果強度在C50以上，對應的細度模數參數最佳的區間范圍為2.6到2.8；如果為普通類型的混凝土，那么對應參數區間范圍應該在3.3之下。這個過程中，雜質含量也不能太高，這樣和易性才不會受到很大的影響，耐久性和強度也能夠符合要求，不至于引發混凝土出現或者發生收縮裂縫。一般來講，含泥量的比例應該控制在2%以下，云母的含量應該控制在1%以下。

1.1.2 粗集料環節

對于C50強度等級的混凝土來講，粗集料也是一個重要的影響因素，其強度、雜質含量、形狀、特征、吸水率等等都會對C50混凝土產生影響。

進行C50混凝土的具體配制，粗集料對應的強度需要得到很好的保證。粗集料的強度如果比較高，配制出來的混凝土對應的強度才會比較高。在配置C50混凝土的時候，應該盡可能選擇潔凈并且質地比較堅硬的碎石。測定這些粗集料的指標可以是壓碎碎石的指標，也可以是壓碎巖石的立方體強度。相比較而言，巖石在強度方面是混凝土的1.5倍。壓碎指標上，石灰巖和砂巖會在10%以下；石英巖和片麻巖以及花崗巖在12%以下，玄武巖低于13%。

粗集料的顆粒形狀、表面特征對C50以上混凝土的粘結性能有著較大影響。應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%。粗集料表面粗糙、粒徑適中，能提高混凝土的粘結性能，提高混凝土的抗壓強度。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，其與砂漿的粘結面積相應要小，其粘結力要低，且混凝土的均質性差，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，通常采用兩種規格的石子進行摻配。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 水泥篩選環節

優先選取旋窯生產、強度等級為42.5的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，旋窯生產的水泥質量穩定。水泥的質量越穩定，強度波動越小。對初次合作的水泥廠要進行認真調研。

1.3 外加劑環節

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，外加劑的穩定性。通常選用高效減水劑、高效緩凝減水劑和高效早強減水劑，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的特點。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，摻量大時凝結時間相應增長，但摻量過大時會降低早期強度。根據施工季節來調節摻量。宜在夏季或結構復雜配筋密集的構件中使用，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展，但一般會降低混凝土的后期強度。

2 C50混凝土配合比的設計

2.1 C50混凝土比配合比的計算

2.1.1 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+1.645σ

式中：fcu，0——混凝土的施工配制強度，MPa；

fcu，k——混凝土的設計配制強度，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計資料，取6MPa。

2.1.2 水灰比的確定

C50混 凝 土 宜 采 用0.30、 0.32、 0.34、 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。

2.1.3 用水量的確定

根據石料的粒徑、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170~200mm時，用水量宜控制在160~170kg/m3。

2.1.4 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。

2.1.5 砂、石用量

按絕對體積法計算。

2.2 試拌混凝土基準配合比的確定

當拌合物實測密度與計算值之差的絕對值不超過計算值的2%時，可不調整；大于2%時按《普通混凝土配合比設計規程》（JGJ55—2000）的規定進行相應調整。

C50混凝土配合比確定后，應對配合比進行6~8次重復試驗進行驗證，其平均值不應低于配制的強度值，確保其穩定性，因為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。

2.3 C50混凝土配合比參考

表1 C50混凝土配合比參考表

3 結語

配制C50橋梁混凝土應選用優質原材料，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2.6以上、含泥量低；外加劑應根據季節要求優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驗，與大家分享。

[1]徐文瑞，王建波.瀝青混凝土配合比設計的研究[J].科技風， 2009， （15）： 1.