高性能混凝土配合比設計與施工

余珺

摘 要：文中通過羅水梁廠實際生產需要，在綜合考慮混凝土的強度、耐久性和工作性的情況下 ，提出了高性能混凝土配合比設計思路，討論了原材料的選擇、配比參數的合理確定以及配比設計步驟。

關鍵詞：高性能混凝土；配合比；強度

0 前言

混凝土強度指標已不足以評價混凝土的使用性能，耐久性才是高性能混凝土的最重要性能指標，要求達100年以上。在鐵路行業跨越式發展的要求下，在鐵路客運專線預制梁施工中提出梁體混凝土采用高性能混凝土。所謂高性能：是指混凝土具有高強度、高流動性、優異的耐久性等多方面的優越性能。高性能混凝土試驗大都圍繞材料的使用性能、耐久性能和對環境的影響等而展開研究。

目前，配制高性能混凝土的技術途徑有：1、正確選擇原材料，2、合理的配合比參數，3、施工工藝的控制。其配合比設計過程中應考慮施工和生產中的因素，同時應滿足混凝土耐久性的要求。在原材料選擇上，高效減水劑和活性超細摻合料的選取十分重要。在混凝土中摻入高效減水劑及摻入活性摻合料，使得水泥和其它材料拌和而成的混合料既能在大幅度降低用水量的同時，改善混凝土的和易性和粘度，改善水泥漿硬化后的水化產物的組成，又能提高水泥膠凝物質的質量，提高了混凝土的密實性，增強了混凝土的抗滲透能力和抗氯離子通過能力，進而滿足了混凝土的耐久性和強度等方面的要求。

在我公司承接的武廣客專及福廈線工程施工中，預制梁采用的是高性能混凝土，根據客專預制梁技術條件、鐵路混凝土耐久性補充規定及鐵路混凝土簡支梁取證細則等要求，混凝土的耐久性的具體指標為：預防堿骨料反應、抗凍性、抗滲性、抗氯離子滲透、耐腐蝕性、護筋性、抗裂性。在混凝土強度方面應滿足混凝土強度及彈性模量的要求。根據以上混凝土方面的要求，針對武廣客運專線羅水制梁場C50高性能混凝土配合比從設計到施工談一些自己的想法。

1 配合比所用材料

水 泥：印山臺P.O 42.5級（R28：48.7MPa，細度：4.2%）

細骨料：汩羅江黃砂；（? x=2.8，含泥量：1.2%）

粗骨料：臨湘白云碎石，分兩級：5-10mm和10-20mm；

粉煤灰：湖南湘潭火電廠I級灰；（細度：7.5%，燒失量：2.8%）

礦 粉：安徽朱家橋S95礦粉（比表面積：450m2/kg，活性指數：97%）

減水劑：湖南株橋TQN聚羧酸減水劑（減水率：28%，含氣量：4%）

2 混凝土配合比初步設計

根據以上材料，我們進行初步試驗，對材料的基本性能進行一定

的了解，在最初的配合比設計中，我們考慮混凝土的和易性、坍落度損失值及強度等方面的因素，進行了以下試驗。

備注：1、以上試驗配合比在梁家灣工地進行；

2、在以上配合比中，部份配合比實際用水量沒有用完。

3、由于在最初的選料中，沒有確定用臨湘的碎石，以上配合比用岳陽的5-20mm碎石，級配良好。

4、在以上配合比中，部份配合比和易性不太好，砂率偏小。

同時，我們試配過程中，考慮對混凝土所用材料進行適當的調整對混凝土的強度及和易性的影響，在以上的混凝土試配工作中，我們根據試配出來混凝土的和易性以及坍落度等情況，對下一步指導混凝土配合比有一定的幫助。

根據對羅水梁場所用原材料的檢驗結果，以及在生產施工過程中具體情況及一些要求。預制梁混凝土采用混凝土工廠集中供應、攪拌車輸送，混凝土出攪拌機時的坍落度控制在160mm～200mm，混凝土出機后2小時的坍落度應≥140 mm，混凝土初凝時間為8～10小時，混凝土入模前含氣量控制在2～4%。混凝土的力學性能：3d達到脫模強度要求（≥33.5 MPa）≥，4d能達到初張拉的要求（≥43.5 MPa），10d能達到終張拉要求的強度（≥53.5MPa）和彈模（≥35.8GPa），以達到加快現場模板周轉的要求，28d強度滿足設計要求。針對以上的情況，我們對混凝土的配合比作出了一定的調整。調整后的混凝土配合比以及混凝土的拌合物性能如下：

混凝土拌和物性能：

混凝土的坍落度：195mm，2h后混凝土坍落度為170mm；混凝土的和易性能良好，無抓底現象，混凝土的初凝時間為9h左右。混凝土的含氣量為2.8%（骨料的含氣量0.6%），混凝土無泌水現象。混凝土有點粘。如調整減水劑摻量到0.9%，混凝土的坍落度為170mm。

混凝土的力學性能：3d強度為37.5MPa，4d強度為43.7MPa，10d強度為53.8MPa，彈性模量為38.5 GPa，28d強度為63.5MPa，彈性模量為

3 存在的問題及解決思路

在上述理論配合比確定后，于2006年9月8日試生產第一片箱梁，總結到目前為止生產的箱梁的情況，對混凝土配合比的情況、施工中存在的問題以及原材料質量控制中的一些問題，筆者認為還存在有以下的問題：

1、在施工過程中，混凝土的坍落度偏大，在調整混凝土坍落度后，混凝土在下料中，不容易下到攪拌車中去，因攪拌車進料口偏小，混凝土全部集中到攪拌車進料口，容易把進料口堵死。經調整后混凝土的坍落度能滿足要求，混凝土在澆灌底板兩端部時，混凝土坍落度適當偏大，因端頭鋼筋密集。澆灌腹板混凝土時，應適當減小坍落度，以免底板翻漿過多。在現場施工過程中，采用兩臺攪拌機，兩邊的混凝土陷度不太一樣，用水量不好控制，造成混凝土在灌注過程中不能完全在要求的范圍內。

2、在前期生產的箱梁中，3天脫模強度達到38.5MPa，4天初張強度達到45.2MPa。11-12天終張拉強度可達60MPa，彈性模量為39.2 GPa。28天強度最高可達到75MPa，彈性模量為42.5 GPa。對梁體配合比應還有期待改進的地方，混凝土的粘度大，可適當的減少減水劑摻量，在混凝土強度有保證的情況下，增加用水量。通過采用最佳砂率，可適當減小膠凝材料用量，也可以降低混凝土的粘度，以便施工，同時可以降低混凝土成本。在配合比試配時應細化，考慮配合比的性能對梁體外觀質量的影響，尤其是在控制混凝土的氣泡、色澤等方面，應和現場施工人員拌和站操作人員一起對混凝土的和易性等問題進行溝通，以便指導生產和施工。

3、在混凝土及原材料檢驗過程中，依據預制梁技術條件、混凝土耐久性補充規定、客運專線混凝土施工技術指南等標準，相互之間有銜接不上的地方，對試驗室的工作造成一定難度。目前客專預制梁的要求很高，但有些材料基本上不容易達到要求，如砂石骨料的泥塊含量≤0.1%指標。