C50混凝土配比設計的問題透析

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摘要：本文論述了c50混凝土在原材料的選擇及配合比確定時注意的要點,供C50混凝土配合比設計時參考。

關鍵詞：原材料的選擇配合比的確定注意問題

一、原材料

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大,所以集料的質量對混凝土的TRANBBS技術性能和生產成本均產生一定的影響,在配制C50混凝土時,對集料的強度、級配、表面特征、顆粒形狀、雜質的含量、吸水率等,必須認真檢驗,嚴格選材。

(1)細集料。砂材質的好壞,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化軟弱顆粒。砂的細度模數宜控制在2.6以上,細度模數小于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,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術性能,如混凝土的耐久性、收縮裂縫等。砂也不宜太粗,細度模數在3.3以上時,容易引起新拌混凝土的運輸澆筑過程中離析及保水性能差,從而影響混凝土的內在質量及外觀質量。C50泵送混凝土細度模數控制在2.6-2.8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的含量。

(2)粗集料。粗集料的強度、顆粒形狀、表面特征、級配、雜質的含量、吸水率對C50混凝土的強度有著重要的影響。

級配是集料的一項重要的技術指標,對混凝土的和易性及強度有著很大的影響。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440-500kg/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,其與砂漿的粘結面積相應要小,其粘結力要低,且混凝土的均質性差,所以大粒徑集料不可能配制出高強度混凝土。集料的級配要符合要求且集料的空隙要小,通常采用二種規格的石子進行摻配。如5-31.5mm連續極配采用5-16mm和16-31.5mm二種規格的碎石進行摻配。5-25mm連續級配采用5-16mm和10-25mm二種規格進行摻配。摻配時符合級配要求的范圍內,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,其摻配結果均符合級配范圍要求,測定二者的體積密度,前者大,則應選取摻配比例為30:70的使用。

2.水泥

優先選取旋窯生產其強度等級42.5的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥,旋窯生產的水泥質量穩定。水泥的質量越穩定,強度波動越小。對未用過的水泥廠要進行認真調研。

3.外加劑

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度,增加后期強度,減少混凝土坍落度的損失,與水泥的相容性,外加劑的穩定性。通常選用高效減水劑、高效緩凝減水劑,高效早強減水劑。

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,摻量大時凝結時間相應增長,但摻量過大時會降低早期強度。根據施工季節來調節摻量。宜在夏季或,結構復雜配筋密集的構件中使用,這樣可避免形成冷縫,方便施工的安排。

高效早強減水劑一般不用,除非對早期強度有特殊要求。一般在冬季使用,來提高混凝土的早期強度,使用時要慎重,因為高效早強減水劑能加快早期強度的發展,但一般會降低混凝土的后期強度。在試配時要認真做好驗證工作。

二、配合比的設計

1.配合比的計算

(1)試配強度的確定。通常C50混凝土施工配制強度要求≥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度,MPa

fcu,k——混凝土的設計配制強度,MPa

σ——施工單位的混凝土強度標準差,如無近期同一品種混凝土的統計資料取6MPa

(2)水灰比的確定。C50混凝土宜采用以下0.30、0.32、0.34、0.36、0.38五個水灰比進行試拌,來確定最佳水灰比。通常采用0.34作為基準水灰比。

(3)用水量的確定。根據石料的粒徑,高效減水劑的減水率及摻量來確定,一般坍落度為75~90mm時,用水量宜控制在145-160Kg/m3,坍落度在170-200mm時,用水量宜控制在160~170Kg/m3。

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

(5)砂、石用量。按絕對體積法計算。

2.試拌調整

使用試拌機前,應用與試配時混凝土配合比相同的水灰比及灰砂比進行涮膛,以免正式試拌時水泥砂漿粘附桶壁。試拌量應不小于試拌機額定量的1/4,混凝土的攪拌方式及加料,宜與生產時使用的方法相同,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,應保證水灰比不變的條件下,相應的調整水量和外加劑的摻量或砂率,用水量調整的幅度不能過大,因C50混凝土的水灰比低,增加用水量相應水泥用量的增大幅度較大。如通過以上調整,混凝土拌和物仍不能滿足混凝土運輸、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,或聯系減水劑生產廠家調整好減水劑與水泥的適應性。

3.配合比的確定

當拌和物實測密度與計算值之差的絕對值不超過計算值2%時,可不調整。大于2%時按《普通混凝土配合比設計規程》JGJ55—2000規定進行相應的調整。

C50混凝土配合比確定后,應對配合比進行6-8次的重復試驗進行驗證,其平均值不應低于配制的強度值,確保其穩定性,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。

三、結語

配制C50橋梁混凝土應選用優質原材料,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;細集料要求細度模數2.6以上、含泥量低;外加劑應根據季節要求優選高效減水劑或緩凝高效減水劑,以滿足施工需要和強度要求。