C60混凝土配合比設計及實際應用效果分析

陳杰，劉秀芳，周林

（1. 營口開發區建設工程質量監督站，遼寧 營口 115007；2. 營口市鲅魚圈區盛源混凝土構件有限公司，遼寧 營口 115007）

0 前言

隨著經濟建設的發展，高層建筑越來越多，對混凝土設計強度等級要求越來越高，C60 混凝土經常被應用于混凝土工程中。我公司 2016 年承接了遼寧營口財富海景項目，其中 6# 樓層高 33 層，1～12 層柱子混凝土設計強度等級為 C60，數量總共 4000 多方，泵送施工；2017 年又承接了營口鲅魚圈熊岳第二人民醫院項目，主樓柱子和電梯井墻混凝土設計強度等級為 C60。試驗室設計了多套 C60 混凝土配合比方案，通過試驗對比，終于找出了針對高強高性能混凝土特點的混凝土配合比方案，用于實際生產中效果良好。以下是我公司試驗室對 C60 混凝土配合比試驗過程、試驗結果及實際生產應用效果，分享給同行，作為參考。

1 C60 混凝土配合比設計思路

工作性能不理想泵送困難，所以設計時主要針對其特點，在保證強度的前提下，適當減少水泥用量加入混凝土用摻合料和高性能減水劑，使其能達到良好的使用效果。

2 原材料基本性能指標

（1）水泥：選用營口天瑞水泥廠生產的 P·O52.5水泥。天瑞水泥廠生產的水泥性能穩定，對外加劑適應性強，各項性能指標見表 1。

表1 水泥的基本性能

（2）粉煤灰：優質粉煤灰具有三大效應，形態效應、火山灰效應和微集料效應，利用粉煤灰的三大效應優化混凝土拌合物的和易性，提高混凝土耐久性，降低成本。選用的是營口鲅魚圈華能電廠生產的 F 類Ⅰ級粉煤灰，各項性能指標見表2。

表2 粉煤灰性能指標

（3）礦渣粉：礦渣粉可以部分取代水泥，延緩水化速度降低水化熱，改善工作性，對混凝土的后期強度有提高作用，降低成本。選用的是五礦營口中板有限責任公司生產的礦渣粉，各項性能指標見表3。

表3 礦渣粉性能指標

（4）硅灰：混凝土中的礦物摻合料粉煤灰和礦渣粉使用的比較普遍，硅灰的使用率比較低。硅灰通常被用于高強高性能混凝土中。硅灰顆粒直徑是水泥顆粒直徑的 1/100，顆粒形狀是球狀，表面光滑，通過延長攪拌時間，使硅灰顆粒高度分散于混凝土中填充在水泥顆粒之間而提高密實度；硅灰的顆粒形狀優勢可改善高強高性能混凝土拌合物的粘附性和凝聚性，從而增加混凝土拌合物柔性，提高工作性能；同時硅灰具有很高的活性，能更全面的與水泥水化產生的氫氧化物反應，提高混凝土后期強度和混凝土耐久性。項目選用的是營口仙人島泰和硅業經銷的硅灰，各項性能指標見表4。

（5）細骨料：選用符合高強高性能混凝土用砂標準的李官砂廠生產的河砂，各項性能指標見表5。

料場立標志牌，專料專用，嚴把質量關。

表4 硅灰性能指標 %

表5 河砂性能指標

（6）粗骨料：為增加混凝土密實性，粗骨料選規格 5～20mm 連續粒級的大石橋砂石廠生產的碎石，各項性能指標符合高強高性能混凝土用石標準，詳見表6。

表6 碎石性能指標

（7）高性能減水劑：C60 混凝土膠凝材料多容重大，為了使減水劑充分、均勻地分散于混凝土拌合物中，可以按降低濃度、提高摻量的原則復配減水劑，同時延長混凝土攪拌時間。選用錦州凌云建材有限公司生產的聚羧酸系高性能減水劑，各項性能指標見表7。

表7 減水劑性能指標

3 實驗室設計配合比及試驗結果

3.1 配合比設計方案

膠凝材料 530～550kg/m3，砂率 40%～42%，硅灰設計為外摻法，水膠比 0.26～0.28。配合比見表8。

表8 配合比設計表 kg/m3

3.2 混凝土拌合物各項性能（表9）

表9 混凝土工作性能 mm

3.3 硬化混凝土力學性能

現如今攪拌站試驗室混凝土試模尺寸通常都是(100×100×100)mm3的試模，高強度等級混凝土試塊宜用標準尺寸試模制作，由于拌合物坍落度擴展度大不宜使用混凝土振動臺振搗，人工插搗即可。硬化混凝土力學性能指標見表10。

表10 混凝土抗壓強度 MPa

3.4 配合比方案選擇

高強高性能混凝土的特點是強度高，拌合物工作性能較難控制，所以重點是保證強度、把握混凝土拌合物工作性，然后控制成本。對表8～10 試驗結果對比分析，最終決定選用方案 8 作為生產用配合比。

4 實際生產中抽樣混凝土性能檢測結果

4.1 混凝土拌合物性能檢測

由于 C60 混凝土的特殊性，每次生產 C60 混凝土都做開盤鑒定，調整的原則是水膠比保持不變的前提下，適當調整各種材料用量使混凝土拌合物的工作性能利于泵送，同時又能保證混凝土硬化后強度。選幾次到達現場后等待不同時間的混凝土拌合物，開盤鑒定的結果、調整的結果及到達現場入泵前的工作性能檢測結果列于表11～13。

表11 混凝土拌合物開盤鑒定結果

表12 混凝土拌合物開盤調整后結果

表13 混凝土拌合物入泵前工作性能檢測結果

4.2 硬化后混凝土力學性能檢測

每次生產 C60 混凝土站里和施工現場同時抽樣制作試塊，站里制作的試塊進行標準養護，施工現場制作的試塊進行同條件養護。不便將所有的抽樣試塊抗壓強度全部列出，只列出部分強度數值于表14。

4.3 實際生產中注意事項

（1）嚴格把控原材料質量，用于 C60 混凝土的砂石專門堆放并做好標識。

（2）每次生產 C60 混凝土時砂子從多個部位取樣，測砂子含水率。

（3）延長攪拌時間，使硅灰和減水劑高度分散于混凝土拌合物中。

（4）嚴格執行實驗室根據砂子含水率給出的用水量，共同做開盤鑒定，由技術負責人根據開盤鑒定結果適當調整使拌合物工作性滿足要求。

（5）時時跟蹤工地施工進展情況，控制發車密度，避免工地壓車等待時間過長。

表14 抽樣試塊標養和同條件養護條件下強度值

5 結語

強度等級為 C60 的混凝土為高強高性能混凝土，特點突出，水泥用量較高，早期強度發展更快，水化熱高，為避免收縮裂縫產生，督促施工單位按規范要求對混凝土進行養護。為保障混凝土硬化強度，必須使用高質量的原材料。混凝土拌合物的工作性能較難控制，所以特殊配制適用于 C60 混凝土的高性能減水劑，通過試驗（多做試驗）找出最合適的摻合料摻量，特別是外摻硅灰（3%～5%），能夠很好的解決混凝土拌合物粘黏僵硬的問題，起到軟化混凝土拌合物的作用，大大改善混凝土拌合物的工作性能，同時對硬化混凝土的后期強度有幫助。總之，從原材料進場到實驗室配合比的給出到生產攪拌到運輸到工地入泵，整個過程每個環節都要嚴格把控，這樣才能萬無一失，才能生產出高質量的C60 混凝土。