淺析成安渝Ⅰ標(biāo)C50混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)及施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

1、淺析成安渝標(biāo)C50混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)及施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用前言 成安渝高速公路施工第標(biāo)段管區(qū)56.041km，其中特大橋4座，大橋19座，中橋1座，互通立交6處，C50混凝土設(shè)計(jì)數(shù)量為246773.71立方，通過(guò)技術(shù)手段提高混凝土工作性能，合理優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)，在保證工程質(zhì)量的前提下精心施工發(fā)掘潛力，能夠取得可觀的經(jīng)濟(jì)效益。一、C50混凝土配合比設(shè)計(jì)理念混凝土配合比的設(shè)計(jì)，首先應(yīng)該考慮滿足現(xiàn)有施工機(jī)具及人工作業(yè)中等水平要求的工作性能，接下來(lái)才是混凝土的強(qiáng)度，混凝土工作性能的好壞直接影響著混凝土能不能夠被振搗密實(shí)，密實(shí)的混凝土才能最大限度的體現(xiàn)它的強(qiáng)度及外觀質(zhì)量；混凝土的強(qiáng)度還取決于其水膠比的大小，水膠

2、比越大，混凝土的強(qiáng)度就越低，反之就越高，理想的混凝土是具有較小的水膠比和較大的流動(dòng)度，這樣才能達(dá)到既能滿足施工工作性，又能具有較高的強(qiáng)度，C50混凝土在滿足強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，具有良好的工作性、耐久性是混凝土現(xiàn)場(chǎng)施工生產(chǎn)和長(zhǎng)期質(zhì)量保證的必要條件，我們?cè)鯓硬拍芘渲瞥鼍哂休^小水膠比、較大流動(dòng)度的混凝土呢？主要因素羅列如下：1.1、水泥的選擇根據(jù)混凝土強(qiáng)度等級(jí)合理選用水泥品種及強(qiáng)度等級(jí)，一般水泥宜采用標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量較小的普通硅酸鹽水泥，且初凝時(shí)間不宜過(guò)短，這個(gè)很重要。人們往往錯(cuò)誤的認(rèn)為C50強(qiáng)度等級(jí)以上的配合比設(shè)計(jì)一定要用52.5水泥，其原因就是52.5水泥比42.5水泥強(qiáng)度高，42.5的水泥配制不出來(lái)C

3、50的混凝土；試驗(yàn)工作者都知道，水泥試驗(yàn)都是在同一個(gè)水灰比（0.5）下完成的，對(duì)于強(qiáng)度來(lái)說(shuō)這樣才有可比性；我們搞配合比設(shè)計(jì)時(shí)就不會(huì)采用相同的水灰比來(lái)設(shè)計(jì)了，那樣不論水泥的強(qiáng)度等級(jí)高與低，最后得出來(lái)的結(jié)果都不會(huì)有太大的差別，因?yàn)樗冶仁菦Q定了混凝土的強(qiáng)度的重要指標(biāo)，不同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土水膠比肯定是不一樣的，這是強(qiáng)度等級(jí)的要求，也是混凝土耐久性的要求；如果選擇了水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量較小，這樣在配制相同坍落度時(shí)就減小了混凝土的單位用水量，降低了水膠比，也就是提高了強(qiáng)度；采用峨勝與峨勝水泥相比較前者標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量為125g，后者為133g，我們?cè)谠嚺銫50配合比時(shí)采用相同摻量的外加劑，標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量較

4、大的水泥的配合比坍落度太小不能滿足設(shè)計(jì)要求，必須增加外加劑的摻量以達(dá)到要求的坍落度，達(dá)到基本上相同的坍落度前者水膠比為0.29，后者為0.350.37（不同外加劑摻量），結(jié)果使用峨勝水泥配制的C50配合比得到了較小的水膠比，能夠最大限度的發(fā)揮其水泥膠凝材料本身的強(qiáng)度；P.O42.5R與P.O52.5R峨勝水泥各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)照表水泥強(qiáng)度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量標(biāo)準(zhǔn)稠度凝結(jié)時(shí)間抗折強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度初凝終凝3d28d3d28d42.5R12525.01572005.78.726.948.652.5R13326.61461766.19.332.957.81.2、選擇優(yōu)質(zhì)外加劑為了使新拌混凝土具有較大的流動(dòng)性和良好的

5、粘聚性能，采用優(yōu)質(zhì)外加劑來(lái)增強(qiáng)新拌混凝土的工作性能，才能使硬化后的混凝土發(fā)揮其良好的強(qiáng)度及耐久性能。我們采用高性能減水劑(聚羧酸DJ-96高效減水劑)，生產(chǎn)廠家為山西博益化工有限公司，減水率25%；在業(yè)主大力支持下，要求外加劑廠商對(duì)外加劑的質(zhì)量及性能的穩(wěn)定性進(jìn)行整改，要求根據(jù)施工季節(jié)合理調(diào)整外加劑的緩凝時(shí)間，經(jīng)過(guò)一年來(lái)的使用效果較好；1.3、采用機(jī)制砂摻加復(fù)合粉煤灰摻合料根據(jù)成都地區(qū)合格的天然河砂缺乏而機(jī)制砂普遍的特點(diǎn)，該地區(qū)機(jī)制砂來(lái)之于沱江河采集的卵石，石質(zhì)致密堅(jiān)硬，經(jīng)過(guò)反擊破碎機(jī)破碎、水洗加工成碎石，再經(jīng)制砂機(jī)二次破碎、水洗制成機(jī)制砂，生產(chǎn)過(guò)程中嚴(yán)格限制了機(jī)制砂中黏土含量，并使石粉含量得到

6、有效控制，通過(guò)亞甲藍(lán)試驗(yàn)，符合要求；該機(jī)制砂優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)地堅(jiān)硬、強(qiáng)度高、吸水量小、含泥量小，缺點(diǎn)是顆粒級(jí)配較天然砂略差，棱角性強(qiáng)；我們采用機(jī)制砂摻加復(fù)合粉煤灰的辦法彌補(bǔ)了機(jī)制砂棱角性強(qiáng)，拌制混凝土流動(dòng)性差的缺陷，既節(jié)約了部分水泥又防止了水泥用量高帶來(lái)的水化熱作用，增加了混凝土的密實(shí)性、抗?jié)B性和混凝土的耐久性，使用一年來(lái)取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益；1.4、采用連續(xù)級(jí)配碎石我們采用525mm連續(xù)級(jí)配碎石，由510mm和1025mm兩種碎石通過(guò)篩分，按一定的百分比合成連續(xù)級(jí)配。拌合站現(xiàn)場(chǎng)要求碎石分粒徑、分倉(cāng)堆放，排水暢通，嚴(yán)格控制進(jìn)場(chǎng)材料含泥量；在施工混凝土?xí)r嚴(yán)格按照碎石分級(jí)比例分料斗供料，嚴(yán)格調(diào)配計(jì)量稱分級(jí)

7、碎石數(shù)量，使混凝土碎石級(jí)配達(dá)到預(yù)期的連續(xù)級(jí)配；1.5、選取合理的坍落度坍落度試驗(yàn)是檢測(cè)新拌混凝土工作性的測(cè)試手段，C50混凝土我們?cè)O(shè)計(jì)140mm160mm的入模坍落度，在保持外加劑減水率為25%時(shí)，出盤坍落度為180mm195mm之間，結(jié)合氣溫等自然條件，選取上下限，保證澆筑現(xiàn)場(chǎng)混凝土施工的良好狀態(tài)。1.6、成安渝標(biāo)C50配合比、材料來(lái)源：水泥：峨勝牌復(fù)合粉煤灰：簡(jiǎn)陽(yáng)煜達(dá)粉煤灰級(jí)（試驗(yàn)結(jié)果如下）細(xì)度%需水量比%燒失量%含水量%三氧化硫%12.41025.20.43.1外加劑：山西博益化工有限公司DJ-96高效減水劑（減水率25%）砂石料：簡(jiǎn)陽(yáng)匯宇砂石料場(chǎng)水：飲用水配合比如下：C50配合比摻粉煤

8、灰水泥砂碎石525（80/20）粉煤灰外加劑水水膠比外加劑摻量%坍落度mm大石小石450686895224505.01450.291.0190二、試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比2.1、試驗(yàn)計(jì)劃：采用幾種不同的配合比經(jīng)過(guò)強(qiáng)度、工作性、經(jīng)濟(jì)性對(duì)比論證，選取優(yōu)化配合比的方法。試驗(yàn)內(nèi)容包括：摻加粉煤灰的配合比，不摻加粉煤灰的配合比，水泥不同水膠比的配合比；、經(jīng)過(guò)齡期為7、28、90天的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)與自然養(yǎng)護(hù)試件的抗壓強(qiáng)度、試件回彈法檢測(cè)強(qiáng)度的對(duì)比，檢驗(yàn)兩種檢測(cè)方法不同齡期的強(qiáng)度差異，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)回彈法檢測(cè)實(shí)體強(qiáng)度的適應(yīng)性；、摻加粉煤灰混凝土后期強(qiáng)度增長(zhǎng)幅度與不摻加粉煤灰的對(duì)比，探討粉煤灰作為C50混凝土摻合料的使用價(jià)值，為今

9、后配合比設(shè)計(jì)提供實(shí)踐依據(jù)，使我們更好的完成試驗(yàn)檢測(cè)計(jì)劃，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。 、試驗(yàn)采取監(jiān)理旁站，工地試驗(yàn)室實(shí)施的辦法，保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)的真實(shí)性和客觀性，為施工提供數(shù)據(jù)支持，保證工程質(zhì)量。、對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)列表如下：C50峨勝P.O42.5R水泥摻粉煤灰與純水泥配合比各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)比配合比水泥砂碎石525（80/20）粉煤灰外加劑水水膠比外加劑摻量%坍落度mm每立方砼材料造價(jià)（元）大石小石粉煤灰C50450686895224505.01450.291.0190328.17純水泥C50498686895224-6.471450.291.3195346.39檢測(cè)指標(biāo)試件抗壓強(qiáng)度MPa（標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)）試件抗壓強(qiáng)度MP

10、a（自然養(yǎng)生）7d28d增幅28d90d增幅粉煤灰C5058.573.815.377.384.97.6純水泥C5063.674.110.576.682.45.8檢測(cè)指標(biāo)試件回彈值/推算強(qiáng)度MPa（標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)）試件回彈值/推算強(qiáng)度MPa（自然養(yǎng)生）7d28d增幅7d28d90d增幅粉煤灰C5044.2/50.847.7/59.23.5/8.443.7/49.645.7/54.449.0/62.54.1/4.83.3/8.1純水泥C5044.4/51.349.2/63.04.8/11.742.1/46.143.9/50.147.6/59.01.8/4.03.7/8.9檢測(cè)指標(biāo)試件抗壓強(qiáng)度與回彈法檢測(cè)

11、強(qiáng)度差值MPa（標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)）試件抗壓強(qiáng)度與回彈法檢測(cè)強(qiáng)度差值MPa（自然養(yǎng)生）7d28d28d90d粉煤灰C50+7.7+14.6+22.9+22.4純水泥C50+12.3+11.1+26.5+23.4說(shuō)明：C50摻加粉煤灰配合比為成安渝1標(biāo)現(xiàn)用配合比，相比C50純水泥監(jiān)理建議配合比每方節(jié)約18.22元。C50峨勝P.O42.5R水泥摻粉煤灰與純水泥水膠比0.35配合比各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)比配合比水泥砂碎石525（80/20）粉煤灰外加劑水水膠比外加劑摻量%坍落度mm每立方砼材料造價(jià)（元）大石小石42.5R粉煤灰450686895224505.01450.291.0190328.1752.5R468673

12、918229-5.621620.351.2190353.44檢測(cè)指標(biāo)試件抗壓強(qiáng)度MPa（標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)）試件抗壓強(qiáng)度MPa（自然養(yǎng)生）7d28d增幅28d90d增幅42.5R粉煤灰58.573.815.377.384.97.652.5R56.463.57.162.470.48.0檢測(cè)指標(biāo)試件回彈值/推算強(qiáng)度MPa（標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)）試件回彈值/推算強(qiáng)度MPa（自然養(yǎng)生）7d28d增幅7d28d90d增幅42.5R粉煤灰44.2/50.847.7/59.23.5/8.443.7/49.645.7/54.449.0/62.54.1/4.83.3/8.152.5R40.7/45.243.2/48.52.5/3.3

13、38.8/39.141.6/45.044.6/51.72.8/5.93.0/6.7檢測(cè)指標(biāo)試件抗壓強(qiáng)度與回彈法檢測(cè)強(qiáng)度差值MPa（標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)）試件抗壓強(qiáng)度與回彈法檢測(cè)強(qiáng)度差值MPa（自然養(yǎng)生）7d28d28d90d42.5R粉煤灰+7.7+14.6+22.9+22.452.5R+11.2+15.0+17.4+18.7說(shuō)明：C50摻加粉煤灰配合比為成安渝1標(biāo)現(xiàn)用配合比，相比P.O52.5R純水泥水膠比0.35配合比每方節(jié)約25.27元。C50峨勝P.O42.5R水泥摻粉煤灰與純水泥水膠比0.37配合比各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)比配合比水泥砂碎石525（80/20）粉煤灰外加劑水水膠比外加劑摻量%坍落度mm每立方砼

14、材料造價(jià)（元）大石小石42.5R粉煤灰450686895224505.01450.291.0190328.1752.5R468669912228-5.151730.371.1180350.25檢測(cè)指標(biāo)試件抗壓強(qiáng)度MPa（標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)）試件抗壓強(qiáng)度MPa（自然養(yǎng)生）7d28d增幅28d90d增幅42.5R粉煤灰58.573.815.377.384.97.652.5R49.857.8（達(dá)不到要求）8.059.763.74.0檢測(cè)指標(biāo)試件回彈值/推算強(qiáng)度MPa（標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)）試件回彈值/推算強(qiáng)度MPa（自然養(yǎng)生）7d28d增幅7d28d90d增幅42.5R粉煤灰44.2/50.847.7/59.23.5/8

15、.443.7/49.645.7/54.449.0/62.54.1/4.83.3/8.152.5R40.0/41.642.3/44.32.3/2.737.5/36.541.0/43.744.7/52.03.5/7.23.7/8.3檢測(cè)指標(biāo)試件抗壓強(qiáng)度與回彈法檢測(cè)強(qiáng)度差值MPa（標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)）試件抗壓強(qiáng)度與回彈法檢測(cè)強(qiáng)度差值MPa（自然養(yǎng)生）7d28d28d90d42.5R粉煤灰+7.7+14.6+22.9+22.452.5R+8.2+13.5+16.0+11.7說(shuō)明：C50摻加粉煤灰配合比為成安渝1標(biāo)現(xiàn)用配合比，相比P.O52.5R純水泥水膠比0.37配合比每方節(jié)約22.08元。、C50混凝土各齡期

16、的強(qiáng)度趨勢(shì)及數(shù)據(jù)分析；從強(qiáng)度趨勢(shì)圖可以直觀的看出，試驗(yàn)方案中水泥水膠比為0.37的各個(gè)齡期的強(qiáng)度都低于其他配合比的強(qiáng)度；同標(biāo)號(hào)水泥水膠比為0.35的配合比，在各個(gè)齡期的強(qiáng)度上幾乎與水膠比為0.37的強(qiáng)度呈平行曲線，強(qiáng)度相差6.0MPa左右，由此初步推斷水泥用量相同的條件下水膠比每增大0.1，強(qiáng)度下降3.0MPa；純水泥配合比，水泥用量雖然超過(guò)摻加粉煤灰的配合比48Kg，其7天強(qiáng)度高于摻加粉煤灰配合比5.1MPa，但是28天強(qiáng)度幾乎接近，在后期的90天齡期混凝土強(qiáng)度的增長(zhǎng)上，明顯高于純水泥混凝土配合比，驗(yàn)證了摻加粉煤灰混凝土后期強(qiáng)度增長(zhǎng)較強(qiáng)的特點(diǎn)；不論是還是水泥，只要不摻加粉煤灰，在強(qiáng)度增長(zhǎng)上三

17、條曲線幾乎呈現(xiàn)平行趨勢(shì)，只有摻加了粉煤灰的配合比在后期的強(qiáng)度增長(zhǎng)上明顯有抬頭的趨勢(shì)。三、C50配合比各個(gè)施工處強(qiáng)度檢測(cè)情況3.1、成安渝1標(biāo)C50混凝土配合比于2010年8月6日經(jīng)總監(jiān)辦批復(fù)以來(lái)，在2011年4月17日施工第一片預(yù)制箱梁成洛高架橋左20-2，一年多時(shí)間的使用，梁板的試件強(qiáng)度全部合格，現(xiàn)場(chǎng)也對(duì)梁板混凝土多次取芯驗(yàn)證強(qiáng)度，都滿足設(shè)計(jì)要求，列舉一工區(qū)第二施工處C50梁板生產(chǎn)強(qiáng)度趨勢(shì)統(tǒng)計(jì)圖如下（cay-1圖），由該圖可見質(zhì)量控制較好的第二施工處，預(yù)制梁板強(qiáng)度保持平穩(wěn)，預(yù)制箱梁能夠在澆筑5天齡期進(jìn)行張拉，28天強(qiáng)度都在60MPa左右，滿足設(shè)計(jì)要求，其他施工處的預(yù)制梁質(zhì)量控制也比較良好，強(qiáng)

18、度都達(dá)到設(shè)計(jì)要求。3.2、試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)實(shí)體及試件回彈法檢測(cè)由于沒(méi)有專用和地區(qū)測(cè)強(qiáng)曲線，采用中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ/T23-2011的統(tǒng)一測(cè)強(qiáng)曲線推算強(qiáng)度結(jié)果與抗壓強(qiáng)度試件強(qiáng)度相比有些偏低，鑒于此，我們計(jì)劃積累一定的同期和標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)生試件回彈和抗壓強(qiáng)度數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)預(yù)制梁回彈法現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)進(jìn)行修正，建立自己的強(qiáng)度曲線來(lái)提高回彈法檢測(cè)強(qiáng)度精度，通過(guò)796對(duì)數(shù)具的各工程處標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)生28天試件的回彈法檢測(cè)的檢測(cè)值與試件立方體抗壓強(qiáng)度對(duì)比，存在一定的相關(guān)性，結(jié)果如（cay-2圖）。3.3、試驗(yàn)室2011年度對(duì)峨勝水泥的抗壓強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)（cay-3圖），從年度水泥供應(yīng)質(zhì)量狀況來(lái)分析水泥波動(dòng)對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響，指導(dǎo)下一年度由于季節(jié)變換摻合料變化在水泥使用中應(yīng)該注意的一些問(wèn)題（從圖上趨勢(shì)線可以看出，其不論是3d、28d強(qiáng)度都有下滑趨勢(shì)）。 Cay-1圖 Cay-2圖得出：y = 1.9485x - 24.566 R = 0.9921 y-抗壓強(qiáng)度 x-回彈值 有此專用測(cè)強(qiáng)曲線的指導(dǎo)，在回彈法檢測(cè)中更能通過(guò)無(wú)損檢測(cè)得到梁板的真實(shí)強(qiáng)度。Cay-3圖四、加強(qiáng)C50混凝土質(zhì)量控制不論配合比設(shè)計(jì)的多么合理，還是需要物資部及試驗(yàn)人員對(duì)進(jìn)場(chǎng)原材料的質(zhì)量加以嚴(yán)