關于C80高強度混凝土配比的初步探索

吳溪

摘 ? 要：高強混凝土是指以水泥、砂石，礦物摻合料為原材料，并摻一定量的高效或高性能減水劑，采用一般的制作工藝配置的混凝土。高強混凝土強度等級在C60～C100之間，具有強度高，工作性能好、變形小、耐久性強、抗凍性好的特點，可用于小截面，大跨、重載的結構。本文通過不同配比參數的比對試驗，對試驗件的差異及結果參數進行分析，初步了解了C80高強混凝土的配比設計參數及高強度混凝土對原材料的要求。

關鍵詞：高強混凝土 ?材料 ?配比

中圖分類號：TU52 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）10（b）-0007-02

1 ?高強混凝土配制的材料要求

1.1 高效減水劑

C60以上混凝土的水膠比對強度非常敏感，且數值很低（C80 的混凝土水膠比小于0.3），因而，如何合理摻用用于調節混凝土流動性和坍落度的高效減水劑，如何保證在混凝土工作性及水泥用量不變的條件下，大幅度減少用水量對配制高強混凝土有著至關重要的作用。

1.2 水泥

對于C60等級及以上的高強混凝土而言，配置混凝土用的水泥應采用標號在42.5以上的普硅、硅酸鹽水泥配制（一般采用52.5標號的硅酸鹽水泥），每立方米混凝土的水泥用量一般在450～550kg左右。

1.3 骨料

骨料的性質直接影響混凝土的品質。一般而言混凝土強度與骨料的強度成正比。因此多采用巖石抗壓強度在100MPa以上的石灰巖和花崗巖作為混凝土用粗骨料，并且為了保證混凝土的密實，防止混凝土內部有較大缺陷和空洞，宜選用小粒徑骨料作為配置材料（通常骨料最大粒徑不超過25mm）。細骨料應選用干凈的、顆粒均勻的天然中粗河砂，細度模數宜在2.6～3.2。

1.4 摻合料

摻加礦物摻合料可提高混凝土拌合物工作性能，降低用水量，提高混凝土密實性，從而達到提高混凝土強度和抗滲性能的效果，礦物摻合料摻量一般占膠凝材料總量的 10%～30%。

2 ?試驗方案及設計

配比原材料信息：

砂：細度模數2.8～3.1，含泥量0.6，堆積密度1510kg/m3，表觀密度2610kg/m3。

碎石：分兩種，10～20mm一級（大石子），5～10一級（小石子），石子含泥量1.0%，壓碎指標10%，針片狀含量7%使用時應摻配，強度80MPa以上。

水泥：P.II52.5R水泥，28d強度61.2MPa。

外加劑：采用江西創久新型的LCX-9高性能標準型減水劑，在摻量為1.0%時，實測減水率為38%，摻量為1.1%時，實測減水率為40%。

粉煤灰：采用F類II級灰，其細度為1.25，需水量比為97。

礦粉：采用7d活性指數為75%、28d活性指數為96%的礦粉。

混凝土設計強度等級為C80，根據用水量，外加劑摻量及水膠比的不同，分別設計了以下混凝土配比，具體數據見表1。

3 ?試驗結果及原因分析

各批次混凝土坍落度，強度測定值見表2。

（1）石子摻配與混凝土強度關系分析。

從表3可知，在膠凝材料，外加劑摻量，水膠比大致相同的情況下A05強度明顯比A04，A06低一個等級，對比A05，A06破壞后的截面后，可以看出A05混凝土試件完全碎裂，A06混凝土試件只是表面剝落，整體性未破壞，觀察混凝土的截面構造可知，A06大小石子相互交錯，級配良好，大石子之間的間隙基本被填滿，且整體石子粒徑偏小。而A05石子偏大，劈裂面一般是在大石子破壞處，且大石子缺乏小石子填充。

由以上對比可知，對于高強混凝土，石子級配，粒徑大小是關鍵，宜選用連續級配，且石子粒徑小于20mm的石子。尤其是當石子強度，粒型不滿足要求的情況下，應減小大粒徑石子含量，提高小石子比例，增加混凝土密實性，減少混凝土內部空洞和缺陷。從而降低粗骨料強度不足對混凝土強度的負面影響。

（2）水膠比與膠凝材料對混凝土強度的影響。

對比表4的數據后可發現當水膠比為0.23以下時，其強度可以達到80MPa以上，而且強度越高，水膠比越小。且外加劑摻量為1.1%左右。因而，可以得出結論：

（1）膠凝材料用量越多，水泥比重越大，混凝土強度越高。

（2）高性能外加劑摻量增加對混凝土的強度增加起到正面效應。

故可得出結論，混凝土水膠比為0.23以下為宜，且外加劑摻量為1.1%左右。

通過實驗發現，當外加劑摻量為1.1%～1.2%時，用水量為140kg/m3左右，混凝土工作性能良好，且有較好的流動性。由于高強混凝土配置強度是設計強度的1.15倍，即C80混凝土其配置強度應為92MPa以上，故水膠比可降0.05，由0.23降至0.16，0.17左右。

針對上述結果，對配比進行調整，試配混凝土A07，其配比信息見表5。

經試驗，A07的坍落度為230mm、混凝土的7d強度為71.7MPa，28d強度為93.2MPa，基本滿足C80高強混凝土的要求

4 ?結語

通過對7組不同配比的混凝土進行試驗，以外加劑摻量、用水量、水膠比、膠凝材料用量、原材料性能作為分析因素，進行高強度混凝土試配分析，可以確定以下配制C80高強混凝土要點：

（1）混凝土強度為80MPa以上時，水膠比宜選用0.16～0.20。

（2）高性能外加劑摻量應為1.1%～1.2%（按照廠家推薦摻量），此時外加劑減水率可達40%以上。

（3）石子的強度宜為1.2倍的混凝土強度（即96MPa）左右，石子最大粒徑應小于20mm，且配置時應采用5～10mm石子與10～20mm石子摻配，已達到理想的級配效果。

參考文獻

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