C50混凝土配合比設(shè)計注意事項

1、.C50混凝土配合比設(shè)計注意事項 在橋梁的上部結(jié)構(gòu)中，如梁板等混凝土的設(shè)計強(qiáng)度基本上采用C50混凝土或大于C50的混凝土。所以對C50以上混凝土的原材料的選擇、配合比的設(shè)計、混凝土的施工是至關(guān)重要的。下面就對C50以上混凝土的原材料選擇、配合比的設(shè)計、混凝土的施工需注意的事項，結(jié)合本人多年來對橋梁上預(yù)應(yīng)力C50預(yù)制25m、30m組合箱梁、預(yù)制45mT型梁、現(xiàn)澆箱梁及懸澆箱梁配合比的設(shè)計及原材的選擇注意要點(diǎn)作如下簡述。1、 原材料1.1 集料混凝土中集料體積大約占混凝土體積的3/4，由于所占的體積相當(dāng)大，所以集料的質(zhì)量對混凝土的技術(shù)性能和生產(chǎn)成本均產(chǎn)生一定的影響，在配制C50混凝土?xí)r，對集料的強(qiáng)

2、度、級配、表面特征、顆粒形狀、雜質(zhì)的含量、吸水率等，必須認(rèn)真檢驗，嚴(yán)格選材。這樣才能配制出滿足技術(shù)性能要求的C50混凝土，同時又能降低混凝土的生產(chǎn)成本。1.1.1 細(xì)集料砂材質(zhì)的好壞，對C50以上混凝土的拌和物和易性的影響比粗集料要大。優(yōu)先選取級配良好的江砂或河砂。因為江砂或河砂比較干凈，含泥量少，砂中石英顆粒含量較多，級配一般都能符合要求。山砂一般不能使用，山砂中含泥量較大且含有較多的風(fēng)化軟弱顆粒。砂的細(xì)度模數(shù)宜控制在2.6以上，細(xì)度模數(shù)小于2.5時，拌制的混凝土拌和物顯得太粘稠，施工中難于振搗，且由于砂細(xì)，在滿足相同和易性要求時，增大水泥用量。這樣不但增加了混凝土的成本，而且影響混凝土的技

3、術(shù)性能，如混凝土的耐久性、收縮裂縫等。砂也不宜太粗，細(xì)度模數(shù)在3.3以上時，容易引起新拌混凝土的運(yùn)輸澆筑過程中離析及保水性能差，從而影響混凝土的內(nèi)在質(zhì)量及外觀質(zhì)量。C50泵送混凝土細(xì)度模數(shù)控制在2.62.8之間最佳，普通混凝土控制在3.3以下。另外還要注意砂中雜質(zhì)的含量，比如云母、泥的含量過高，不但影響混凝土拌和物的和易性，而且影響混凝土的強(qiáng)度、耐久性，引起混凝土的收縮裂縫等其他性能。含泥量不超過2%,云母含量小于1%。1.1.2 粗集料粗集料的強(qiáng)度、顆粒形狀、表面特征、級配、雜質(zhì)的含量、吸水率對C50混凝土的強(qiáng)度有著重要的影響。配制C50以上混凝土對粗集料的強(qiáng)度的選取是十分重要的，高強(qiáng)度的集

4、料才能配制出高強(qiáng)度的混凝土。應(yīng)選取質(zhì)地堅硬、潔凈的碎石。其強(qiáng)度可用巖石立方體強(qiáng)度或碎石的壓碎指標(biāo)值來測定，巖石的抗壓強(qiáng)度應(yīng)比配制的混凝土強(qiáng)度高50%。一般用碎石的壓碎指標(biāo)值來間接判定巖石的強(qiáng)度是否滿足要求。碎石的壓碎指標(biāo)值水成巖（石灰?guī)r、砂巖等）小于10%、變質(zhì)巖（片麻巖、石英巖等）或深層火成巖（花崗巖等）小于12%、噴出巖火成巖（玄武巖等）小于13%。粗集料的顆粒形狀、表面特征對C50以上混凝土的粘結(jié)性能有著較大的影響。應(yīng)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%。影響C50以上混凝土的強(qiáng)度重要因素有集料的強(qiáng)度、水泥石、水泥石與集料之間的粘結(jié)強(qiáng)度，而混凝土中最薄弱的環(huán)節(jié)

5、是水泥石和集料界面的粘結(jié)。由于粗集料的表面粗糙、粒徑適中，這樣提高了混凝土的粘結(jié)性能，從而提高了混凝土的抗壓強(qiáng)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(shù)指標(biāo)，對混凝土的和易性及強(qiáng)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440500kg/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(jié)面積相應(yīng)要小，其粘結(jié)力要低，且混凝土的均質(zhì)性差，所以大粒徑集料不可能配制出高強(qiáng)度混凝土。集料的級配要符合要求且集料的空隙要小，通常采用二種規(guī)格的石子進(jìn)行摻配。如531.5mm連續(xù)極

6、配采用516mm和1631.5mm二種規(guī)格的碎石進(jìn)行摻配。525mm連續(xù)級配采用516mm和1025mm二種規(guī)格進(jìn)行摻配。摻配時符合級配要求的范圍內(nèi)，可能有二種或三種摻配方案，選取其中體積密度較大者使用，因體積密度大則空隙率小。如有二種摻配方案分別為30：70和20：80，其摻配結(jié)果均符合級配范圍要求，測定二者的體積密度，前者大，則應(yīng)選取摻配比例為30：70的使用。集料中的泥土、石粉的含量要嚴(yán)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(qiáng)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 水泥優(yōu)先選取旋窯生產(chǎn)其強(qiáng)度等級42.5的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽

7、水泥,旋窯生產(chǎn)的水泥質(zhì)量穩(wěn)定。水泥的質(zhì)量越穩(wěn)定，強(qiáng)度波動越小。對未用過的水泥廠要進(jìn)行認(rèn)真調(diào)研。1.3 外加劑因C50混凝土的水泥用量比較大,水灰比低,強(qiáng)度要求高,混凝土拌和物較粘稠,這樣給混凝土的施工提出了更高的要求,為了滿足混凝土的性能及施工要求,改善混凝土的和易性及提高性能,同時降低水泥用量,減少工程成本,外加劑的選擇尤為重要。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(qiáng)度，增加后期強(qiáng)度，減少混凝土坍落度的損失，與水泥的相容性，外加劑的穩(wěn)定性。通常選用高效減水劑、高效緩凝減水劑，高效早強(qiáng)減水劑。如NF、UNF、JC等。高效減水劑同時具有增加混凝土強(qiáng)度和流動性

8、。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810時，高效減水劑雖能增加和易性，但增加強(qiáng)度的作用大大降低。所以高效減水劑宜在春秋季節(jié)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(jié)時間相應(yīng)增長，但摻量過大時會降低早期強(qiáng)度。根據(jù)施工季節(jié)來調(diào)節(jié)摻量。宜在夏季或，結(jié)構(gòu)復(fù)雜配筋密集的構(gòu)件中使用，這樣可避廡緯衫浞歟獎閌陌才擰?br /> 高效早強(qiáng)減水劑一般不用，除非對早期強(qiáng)度有特殊要求。一般在冬季使用，來提高混凝土的早期強(qiáng)度，使用時要慎重，因為高效早強(qiáng)減水劑能加快早期強(qiáng)度

9、的發(fā)展，但一般會降低混凝土的后期強(qiáng)度。在試配時要認(rèn)真做好驗證工作2 、 配合比的設(shè)計2.1配合比的計算1）試配強(qiáng)度的確定 通常C50混凝土施工配制強(qiáng)度要求60MPa，其計算式如下：fcu，0 =fcu，k+1.645式中 fcu，0混凝土的施工配制強(qiáng)度，MPafcu，k混凝土的設(shè)計配制強(qiáng)度，MPa施工單位的混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差，如無近期同一品種混凝土的統(tǒng)計資料取6MPa2）水灰比的確定 C50混凝土宜采用以下0.30 、0.32、0.34、0.36、0.38五個水灰比進(jìn)行試拌，來確定最佳水灰比。通常采用0.34作為基準(zhǔn)水灰比。3）用水量的確定 根據(jù)石料的粒徑，高效減水劑的減水率及摻量來確定，一般坍

10、落度為7590mm時，用水量宜控制在145 160Kg/m3，坍落度在170 200 mm時，用水量宜控制在160 170Kg/m3。4）砂率 坍落度在7590mm時，宜取0.280.33。坍落度在170200mm時，宜取0.370.40。5）砂、石用量 按絕對體積法計算。2.2 試拌調(diào)整使用試拌機(jī)前，應(yīng)用與試配時混凝土配合比相同的水灰比及灰砂比進(jìn)行涮膛，以免正式試拌時水泥砂漿粘附桶壁。試拌量應(yīng)不小于試拌機(jī)額定量的1/4，混凝土的攪拌方式及加料，宜與生產(chǎn)時使用的方法相同，特別是外加劑的摻法，是同時摻還是后摻。試拌得出的拌和物坍落度不能滿足要求或粘聚性和保水性不好時，應(yīng)保證水灰比不變的條件下，相

11、應(yīng)的調(diào)整水量和外加劑的摻量或砂率，用水量調(diào)整的幅度不能過大，因C50混凝土的水灰比低，增加用水量相應(yīng)水泥用量的增大幅度較大。如通過以上調(diào)整，混凝土拌和物仍不能滿足混凝土運(yùn)輸、泵送等施工工藝的要求或混凝土的性能要求，則要考慮重新選擇水泥或外加劑，或聯(lián)系減水劑生產(chǎn)廠家調(diào)整好減水劑與水泥的適應(yīng)性。混凝土拌和物坍落度的檢驗，應(yīng)測定0min、30min、60min、90min的坍落度。因拌出的混凝土要經(jīng)過運(yùn)輸才入模，如果混凝土的坍落度損失過大，導(dǎo)致運(yùn)至現(xiàn)場的混凝土無法入模澆注。因此配合比設(shè)計時要認(rèn)真考慮，混凝土在運(yùn)輸、泵送等施工工藝過程中的坍落度的損失，確保混凝土入模時的坍落度。2.3 配合比的確定當(dāng)拌

12、和物實(shí)測密度與計算值之差的絕對值不超過計算值2%時，可不調(diào)整。大于2%時按普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程JGJ552000規(guī)定進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。C50混凝土配合比確定后，應(yīng)對配合比進(jìn)行68次的重復(fù)試驗進(jìn)行驗證，其平均值不應(yīng)低于配制的強(qiáng)度值，確保其穩(wěn)定性，因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。2.4 C50混凝土配合比參考(表1)碎石粒徑(mm)水灰比水(Kg/m3)水泥(Kg/m3)黃砂(Kg/m3)石子(Kg/m3)減水劑(Kg/m3)坍落度(mm)強(qiáng)度(MPa)備注5160.341654854.122565普通混凝土5160.3417551

13、55.150150泵送混凝土5250.341584653.95258562.5普通混凝土5250.341684944.94170泵送混凝土531.50.3415846557912303.7210060.4普通混凝土531.50.341684944.693190泵送混凝土3、 結(jié)語配制C50橋梁混凝土應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)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(xì)集料要求細(xì)度模數(shù)2.6以上、含泥量低；外加劑應(yīng)根據(jù)季節(jié)要求優(yōu)選高效減水劑或緩凝高效減水劑，以滿足施工需要和強(qiáng)度要求。供同行們參考C50普通混凝土配合比設(shè)計記錄試驗日期:2005年8月

14、26日                設(shè)計編號:HNTPB2005020   1JGJ552000普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程；  2JTG E302005公路工程水泥及水泥混凝土試驗規(guī)程；  3JTJ0412000公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范。二、工程要求：  1強(qiáng)度等級：C50普通混凝土;  2混凝土坍落度：7090mm（考慮夏季施工及

15、罐車運(yùn)輸，SL可稍大些）；  3拌和方法：機(jī)械  搗實(shí)方法：機(jī)械.三、使用部位：威烏線辛莊子至鄧王段高速公路K11+300K22+700段橋涵工程（主要構(gòu)件預(yù)制）。四、材料要求：  1水泥：山水集團(tuán)東營分公司，東岳牌·O42.5R；   2砂：臨朐彌河砂場，中砂；  3石子：青州五里鎮(zhèn)，碎石， 最大粒徑31.5mm， 1631.5mm單級配（1號碎石）與1020mm單級配（2號碎石）合成為531.5mm連續(xù)級配， 1號碎石占40%， 2

16、號碎石占60%。  4水：飲用水。  5外加劑：淄博華偉NOF1C高效緩凝減水劑，摻量為水泥重量的0.8%，減水率25%。東辰建筑科技有限公司DCI-1型阻銹劑，摻量為水泥重量的1.5%。五、混凝土配合比設(shè)計：1、基準(zhǔn)配合比設(shè)計：試配強(qiáng)度：  fcu.0= fcu.k+1.645=50+1.645×6=59.9(MPa)計算水灰比:  W/C=aa·fce/(fcu0+aa·ab·fce)      

17、60;               =0.46×42.5/(59.9+0.46×0. 07×42.5)=0.32根據(jù)經(jīng)驗，水灰比取0.31，該水灰比符合規(guī)范要求，故W/C=0.31計算用水量:  mw0按經(jīng)驗選取205（kg/m3） 摻高效減水劑0.8%，減水率25%，則mw0=205×（125%）=154 (kg/m3)計算水泥用量: mc=&#

18、160;mw0÷W/C=154÷0.31=497 (kg/m3)該水泥用量滿足規(guī)范要求計算減水劑用量：mj=497×0.8%=3.976(kg/m3)計算阻銹劑用量：mz=497×1.5%=7.455(kg/m3)計算砂率：  s0按經(jīng)驗選取36%計算砂石重量，設(shè)混凝土密度為2460kg/m3。     497+ms0+mg0+154+3.976+7.455=2460     36%=ms0/（ms0+mg0）×10

19、0%解之得：ms0=647(kg/m3)           mg0=1151(kg/m3)1號碎石料: 1151×40%=460(kg/m3)2號碎石料: 1151×60%=691(kg/m3)初步配合比：       水泥：砂：1號碎石：2號碎石：水：減水劑：阻銹劑        497：

20、60;647 ： 460： 691： 154： 3.976 ：  7.4551 ： 1.30： 0.93：1.39： 0.31： 0.008 ：  0.015試拌30L，則各檔材料用量為：材料名稱 試拌用量（kg） 校正用量（kg）水泥 14.91 無砂 19.41 無1號碎石 13.8 無2號碎石 20.73 無水 4.62 無減水劑 0.1193 無阻銹劑 0.2236 無實(shí)測拌和物性能良好，坍落度90mm；實(shí)測混凝土密度為：（14

21、.151.091）/5.30×1000=2460kg/m3；計算密度=49764711511543.9767.455=2460 kg/m3；則：24602460/2460=0根據(jù)JGJ552000混凝土配合比設(shè)計規(guī)程，當(dāng)混凝土表觀密度實(shí)測值與計算值之差的絕對值與計算值的比值不超過2%時，該配合比可不做調(diào)整。則基準(zhǔn)配合比確定為（編號為020-1）：水泥：砂：1號碎石：2號碎石：水：減水劑：阻銹劑         497： 647 ： 460： 69

22、1： 154： 3.976 ：  7.4551 ： 1.30： 0.93：1.39： 0.31： 0.008 ：  0.015水灰比W/C=0.31，砂率s0=36%；2、調(diào)整配合比（編號為020-2），在基準(zhǔn)配合比020-1的基礎(chǔ)上水灰比增加0.02，砂率增加1%，則：水灰比：W1/C1=W/C0.02=0.310.02=0.33；砂率:    s1=36%1%=37%；用水量:  mw0=154(kg/

23、m3) ； 計算水泥用量: mc= mw0÷W/C=154÷0.33=467(kg/m3)根據(jù)規(guī)范要求，該水泥用量滿足規(guī)范要求。計算減水劑用量：mj=467×0.8%=3.736(kg/m3)計算阻銹劑用量：mz=467×1.5%=7.005(kg/m3)計算砂石重量，設(shè)混凝土密度為2460kg/m3。     467+ms0+mg0+154+3.736+7.005=2460     37%=ms0/（ms0+mg0

24、）×100%解之得：ms0=676(kg/m3)           mg0=1152(kg/m3)1號碎石料: 1152×40%=461(kg/m3)2號碎石料: 1152×60%=691(kg/m3)則020-2配合比確定為：水泥：砂：1號碎石：2號碎石：水：減水劑：阻銹劑467： 676 ： 461： 691： 154： 3.736 ：  7

25、.0051 ： 1.45： 0.99：1.48： 0.33： 0.008 ：  0.015試拌30L，則各檔材料用量為：材料名稱 試拌用量（kg） 校正用量（kg）水泥 14.01 無砂 20.28 無1號碎石 13.83 無2號碎石 20.73 無水 4.62 無減水劑 0.11208 無阻銹劑 0.21015 無3、調(diào)整配合比（020-3），在基準(zhǔn)配合比020-1的基礎(chǔ)上水灰比減少0.02，砂率減少1%，則：水灰比：W2/C2=W/C0.02=0.310.02=0.29；砂率：   

26、;S2=36%1%=35%；用水量： mw2=154(kg/m3)；計算水泥用量： mc2= mw2÷W2/C2=154÷0.29=531(kg/m3)；該水泥用量滿足規(guī)范要求計算減水劑用量：mj=531×0.8%=4.248(kg/m3)計算阻銹劑用量：mz=531×1.5%=7.965(kg/m3)計算砂石重量，設(shè)混凝土密度為2460kg/m3。     531+ms0+mg0+154+4.248+7.965=2460    

27、60;35%=ms0/（ms0+mg0）×100%解之得：ms0=617(kg/m3)           mg0=1146(kg/m3)1號碎石料: 1146×40%=458(kg/m3)2號碎石料: 1146×60%=688(kg/m3)則020-3配合比確定為：水泥：砂：1號碎石：2號碎石：水：減水劑：阻銹劑531： 617 ： 458： 688： 154： 4.248 ：  7.9651 ： 1.16： 0.86：1.30： 0.29： 0.008 ：  0.015試拌30L，則各檔材料用量為：材料名稱 試拌用量