C50混凝土配合比设计需要注意那些？98%的人都还不知道

在桥梁的上部结构中，如T梁、箱梁、梁板等混凝土的设计强度基本上采用C50混凝土或大于C50的混凝土。所以对C50以上混凝土的原材料的选择、配合比的设计、混凝土的施工是至关重要的。下面就对C50以上混凝土的原材料选择、配合比的设计、混凝土的施工需注意的事项，结合具体工程文例简要论述预应力C50混凝土预制30m的T形梁、现浇箱梁及悬浇箱梁配合比的设计及原材料的选择注意要点。

1.1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，严格混凝土选材。

1.1.1细集料

砂子质量的好坏，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河砂。因为河砂比较干净，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，因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，拌制的混凝土拌合物显得太粘稠，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)。砂子也不宜太粗，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，比如云母、泥的含量过高，不但影响混凝土拌和物的和易性，而且影响混凝土的强度、耐久性，引起混凝土的收缩裂缝等其他性能。含泥量不超过1％，云母含量小于0.5％。   

1.1.2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。配制C50以上混凝土对粗集料的强度的选取是十分重要的，高强度的集料才能配制出高强度的混凝土。应选取质地坚硬、洁净的碎石。其强度可用岩石立方体强度或碎石的压碎指标值来测定，岩石的抗压强度应比配制的混凝土强度高1.0～1.2倍。一般用碎石的压碎指标值来间接判定岩石的强度是否满足要求。碎石的压碎指标值：水成岩(石灰岩、砂岩等)小于10％；变质岩(片麻岩、石英岩等)或深层火成岩(花岗岩等)小于12％；喷出火成岩(玄武岩等)小于13％。粗集料的颗粒形状、表面特征对C50以上混凝土的粘结性能有着较大的影响。应选取近似立方体的碎石，其表面粗糙且多棱角，针片状总含量不超过8％。影响C50以上混凝土的强度重要因素有集料的强度、水泥石、水泥石与集料之间的粘结强度。而混凝土中最薄弱的环节是水泥石和集料界面的粘结，由于粗集料的表面粗糙、粒径适中，这样提高了混凝土的粘结性能，从而提高了混凝土的抗压强度。集料的级配是指各粒径集料相互搭配所占的比例，其检验的方法是筛分。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连续级配，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16～25mm二种规格进行掺配。掺配时在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，因体积密度大则其空隙率小。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。集料中的泥土、石粉的含量要严格控制。其含量大，不但影响混凝土拌和物的和易性，而且降低混凝土的强度，影响混凝土的耐久性，引起混凝土的收缩裂缝等。其含泥量要小于1％。另外项目进场后，首先要选择供应充足、材质好的采石场的块石到有资质的检测单位进行岩石抗压检测，检测合格后才可以使用。    

1.2水泥

优先选取旋窑生产其强度等级42.5MPa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。对未用过的水泥厂厂家要进行认真调研。

1.3外加荆

因C50混凝土的水泥用量比较大，水灰比低，强度要求高，混凝土拌和物较粘稠，这样给混凝土的施工提出了更高的要求。为了满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，同时降低水泥用量，减少工程成本，外加剂的选择尤为重要。选用外加剂应侧重从以下几方面考虑：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，减少混凝土的坍落度的损失，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(如NF、UNF、JC)等。高效减水剂同时具有增加混凝土强度和流动性的效果。掺高效减水剂的混凝土的坍落度损失一般较快，施工时最好采用后掺法，这样可使高效减水剂减水作用增高，使混凝土的流动性增加。在温度低于8℃～10℃时，高效减水剂虽能增加和易性，但增加强度的作用大大降低。所以高效减水剂宜在春秋季节使用。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。 

1.4水

凡是可以饮用的水均可用于拌制和养护混凝土。而未经处理的工业废水、污水及沼泽水不能使用，对于钢筋混凝土及预应力混凝土工程不允许使用海水。进场后，及时调查水源，另外，混凝土施工过程中要定期将水池彻底清理，杜绝混浊的河水用于混凝土施工。

2.1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大于或等于60MPa，其计算式为：

fcu,0=fcu,k+1.6450σ

式中：fcu,0为混凝土的施工配制强度，MPa；fcu,k为混凝土的设计强度，MPa；σ为施工单位的混凝土强度标准差，如无近期同一品种混凝土强度的统计资料则取6MPa。

(2)水灰比的确定：C50混凝土宜采用水灰比为0.30、0.32、0.34、0.36、0.38进行试拌，确定最佳水灰比，且常用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170～200mm时取0.37～0.40。

(5)砂、石用量：按质量法计算。

2.2试拌调整

试拌量应不小于试拌机额定量的1/3，混凝土的搅拌方式及加料，特别是外加剂的掺法，是同时掺还是后掺，宜与生产时使用的方法相同。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。混凝土拌和物坍落度的检验，应测定即时和30min、60min、90min的坍落度。因拌出的混凝土要经过运输才能人模，如果混凝土的坍落度损失过大，导致运至现场的混凝土无法人模浇筑。因此配合比设计时要认真考虑，混凝土在运输、泵送等施工工艺过程中的坍落度的损失，确保混凝土入模时的坍落度。 

2.3配合比的确定

当拌合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，应对该配合比进行6～10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。

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；外加剂剂应根据季节要求优选用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。具体实例：阳平高速公路，恭城河概况：K91+245.05，平乐恭城河大桥为19×30m的T形梁，桥长580.1m，桥面宽度全幅为23m，总计T梁230余片，在施工中严格控制原材料及配合比，收到了良好的质量及经济效益。