C50混凝土配比设计的问题透析

摘要：本文论述了C50混凝土在原材料的选择及配合比确定时注意的要点,供C50混凝土配合比设计时参考。

关键词：原材料的选择配合比的确定注意问题

一、原材料

1.集料

混凝土中集料体积大约占混凝土体积的3/4,由于所占的体积相当大,所以集料的质量对混凝土的TRANBBS技术性能和生产成本均产生一定的影响,在配制C50混凝土时,对集料的强度、级配、表面特征、颗粒形状、杂质的含量、吸水率等,必须认真检验,严格选材。

(1)细集料。砂材质的好坏,对C50以上混凝土的拌和物和易性的影响比粗集料要大。优先选取级配良好的江砂或河砂。因为江砂或河砂比较干净,含泥量少,砂中石英颗粒含量较多,级配一般都能符合要求。山砂一般不能使用,山砂中含泥量较大且含有较多的风化软弱颗粒。砂的细度模数宜控制在2.6以上,细度模数小于2.5时,拌制的混凝土拌和物显得太粘稠,施工中难于振捣,且由于砂细,在满足相同和易性要求时,增大水泥用量。这样不但增加了混凝土的成本,而且影响混凝土的技术性能,如混凝土的耐久性、收缩裂缝等。砂也不宜太粗,细度模数在3.3以上时,容易引起新拌混凝土的运输浇筑过程中离析及保水性能差,从而影响混凝土的内在质量及外观质量。C50泵送混凝土细度模数控制在2.6-2.8之间最佳,普通混凝土控制在3.3以下。另外还要注意砂中杂质的含量。

(2)粗集料。粗集料的强度、颗粒形状、表面特征、级配、杂质的含量、吸水率对C50混凝土的强度有着重要的影响。

级配是集料的一项重要的技术指标,对混凝土的和易性及强度有着很大的影响。配制C50混凝土最大粒径不超过31.5mm,因为C50混凝土一般水泥用量在440-500kg/m3,水泥浆较富余,由于大粒径集料比同重量的小粒径集料表面积要小,其与砂浆的粘结面积相应要小,其粘结力要低,且混凝土的均质性差,所以大粒径集料不可能配制出高强度混凝土。集料的级配要符合要求且集料的空隙要小,通常采用二种规格的石子进行掺配。如5-31.5mm连续极配采用5-16mm和16-31.5mm二种规格的碎石进行掺配。5-25mm连续级配采用5-16mm和10-25mm二种规格进行掺配。掺配时符合级配要求的范围内,可能有二种或三种掺配方案,选取其中体积密度较大者使用,因体积密度大则空隙率小。如有二种掺配方案分别为30:70和20:80,其掺配结果均符合级配范围要求,测定二者的体积密度,前者大,则应选取掺配比例为30:70的使用。

2.水泥

优先选取旋窑生产其强度等级42.5的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,旋窑生产的水泥质量稳定。水泥的质量越稳定,强度波动越小。对未用过的水泥厂要进行认真调研。

3.外加剂

选用外加剂因着重从以下几个方面考虑:延缓混凝土的初凝时间,提高混凝土的早期强度,增加后期强度,减少混凝土坍落度的损失,与水泥的相容性,外加剂的稳定性。通常选用高效减水剂、高效缓凝减水剂,高效早强减水剂。

高效缓凝减水剂有利于控制早期水化,混凝土拌和物坍落度损失小。一般来说,掺量大时凝结时间相应增长,但掺量过大时会降低早期强度。根据施工季节来调节掺量。宜在夏季或,结构复杂配筋密集的构件中使用,这样可避免形成冷缝,方便施工的安排。

高效早强减水剂一般不用,除非对早期强度有特殊要求。一般在冬季使用,来提高混凝土的早期强度,使用时要慎重,因为高效早强减水剂能加快早期强度的发展,但一般会降低混凝土的后期强度。在试配时要认真做好验证工作。

二、配合比的设计

1.配合比的计算

(1)试配强度的确定。通常C50混凝土施工配制强度要求≥60MPa,其计算式如下:

fcu,0=fcu,k+1.645

式中fcu,0——混凝土的施工配制强度,MPa

fcu,k——混凝土的设计配制强度,MPa

σ——施工单位的混凝土强度标准差,如无近期同一品种混凝土的统计资料取6MPa

(2)水灰比的确定。C50混凝土宜采用以下0.30、0.32、0.34、0.36、0.38五个水灰比进行试拌,来确定最佳水灰比。通常采用0.34作为基准水灰比。

(3)用水量的确定。根据石料的粒径,高效减水剂的减水率及掺量来确定,一般坍落度为75~90mm时,用水量宜控制在145-160Kg/m3,坍落度在170-200mm时,用水量宜控制在160~170Kg/m3。

(4)砂率。坍落度在75-90mm时,宜取0.28-0.33。坍落度在170-200mm时,宜取0.37-0.40。

(5)砂、石用量。按绝对体积法计算。

2.试拌调整

使用试拌机前,应用与试配时混凝土配合比相同的水灰比及灰砂比进行涮膛,以免正式试拌时水泥砂浆粘附桶壁。试拌量应不小于试拌机额定量的1/4,混凝土的搅拌方式及加料,宜与生产时使用的方法相同,特别是外加剂的掺法,是同时掺还是后掺。

试拌得出的拌和物坍落度不能满足要求或粘聚性和保水性不好时,应保证水灰比不变的条件下,相应的调整水量和外加剂的掺量或砂率,用水量调整的幅度不能过大,因C50混凝土的水灰比低,增加用水量相应水泥用量的增大幅度较大。如通过以上调整,混凝土拌和物仍不能满足混凝土运输、泵送等施工工艺的要求或混凝土的性能要求,则要考虑重新选择水泥或外加剂,或联系减水剂生产厂家调整好减水剂与水泥的适应性。

3.配合比的确定

当拌和物实测密度与计算值之差的绝对值不超过计算值2%时,可不调整。大于2%时按《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55—2000规定进行相应的调整。

C50混凝土配合比确定后,应对配合比进行6-8次的重复试验进行验证,其平均值不应低于配制的强度值,确保其稳定性,因有些因素对普通混凝土(C40以下)影响不大,但对C50混凝土(C50以上)的影响往往比较显著。

三、结语

配制C50桥梁混凝土应选用优质原材料,水泥要求42.5级以上的旋窑水泥;粗集料要求最大粒径31.5mm、堆积密度大、含泥量少、针片状少;细集料要求细度模数2.6以上、含泥量低;外加剂应根据季节要求优选高效减水剂或缓凝高效减水剂,以满足施工需要和强度要求。