C50混凝土配合比设计注意事项探析

王小蕾

（新疆路桥总公司第一工程处，新疆 喀什 844000）

0 引言

桥梁上部诸多结构构造，比如梁板，其对应的混凝土，在设计层面上的强度为C50及以上。故而对于施工来讲，C50及以上强度的混凝土有着至关重要的作用，从选材到配比，再到具体的工程应用，可以说各个层面都有着相当重要的制约。下文结合中国桥梁建设中的具体实践经验，对C50及以上强度的混凝土进行详细分析和重点论述，尤其是在选材、配比与施工三个方面。

1 原材料的选择

1.1 集料的重要意义

集料对于混凝土而言，仅就体积方面考量，其占据了混凝土大约百分之七十五左右的体积，可以说相当庞大。对于混凝土来讲，无论是在技术性能层面，还是在生产成本层面，集料均发挥着相当重大的影响，进行C50混凝土具体配置的过程中，一定要严格检查集料的用材，从强度、形状、级配、杂质的含有状况等诸多方面进行分析比对，严格选择，以保证配制出来的混凝土符合技术和设计的具体要求，有效控制和降低生产成本。

1.1.1 细集料环节

和粗集料相比，对C50及以上强度混凝土产生较大影响的另外一个原材料就是砂材质，也就是常说的细集料。在选择细集料的时候，优先选取的类别为级配比较高的江河砂。无论是江砂，还是河砂，干净度都比较高，不含有较高的泥量，石英颗粒比较多，能够较好满足具体的要求。在材质方面，严禁使用山砂，相比较而言，山砂含泥量比较大，而且颗粒多被风化，比较软弱。在细度模数方面，砂应该高于2.6。如果该参数低于2.5，那么拌合物就会过于粘稠，进行施工的时候，很难振捣。因为如果砂比较细，要使和易性得到很好的满足，水泥用量无疑就需要大比例的增加，这样成本就会被提高，技术性能比如耐久性、收缩性能等会受到较大影响。如果砂太粗的话，比如细度模数这一参数超过3.3，那么运输浇筑的进程中，新拌的混凝土无论是保水性能，还是离析性能都比较低，混凝土内在质量与外在观感，都会受到影响。

总之，泵送混凝土，如果强度在C50以上，对应的细度模数参数最佳的区间范围为2.6到2.8；如果为普通类型的混凝土，那么对应参数区间范围应该在3.3之下。这个过程中，杂质含量也不能太高，这样和易性才不会受到很大的影响，耐久性和强度也能够符合要求，不至于引发混凝土出现或者发生收缩裂缝。一般来讲，含泥量的比例应该控制在2%以下，云母的含量应该控制在1%以下。

1.1.2 粗集料环节

对于C50强度等级的混凝土来讲，粗集料也是一个重要的影响因素，其强度、杂质含量、形状、特征、吸水率等等都会对C50混凝土产生影响。

进行C50混凝土的具体配制，粗集料对应的强度需要得到很好的保证。粗集料的强度如果比较高，配制出来的混凝土对应的强度才会比较高。在配置C50混凝土的时候，应该尽可能选择洁净并且质地比较坚硬的碎石。测定这些粗集料的指标可以是压碎碎石的指标，也可以是压碎岩石的立方体强度。相比较而言，岩石在强度方面是混凝土的1.5倍。压碎指标上，石灰岩和砂岩会在10%以下；石英岩和片麻岩以及花岗岩在12%以下，玄武岩低于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%。粗集料表面粗糙、粒径适中，能提高混凝土的粘结性能，提高混凝土的抗压强度。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，通常采用两种规格的石子进行掺配。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%。

1.2 水泥筛选环节

优先选取旋窑生产、强度等级为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。对初次合作的水泥厂要进行认真调研。

1.3 外加剂环节

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、高效缓凝减水剂和高效早强减水剂，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特点。掺高效减水剂的混凝土的坍落度损失一般较快，最好施工时采用后掺法，这样可使高效减水剂的减水作用增高，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。

2 C50混凝土配合比的设计

2.1 C50混凝土比配合比的计算

2.1.1 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+1.645σ

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。

2.1.2 水灰比的确定

C50混 凝 土 宜 采 用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。

2.1.3 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。

2.1.4 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。

2.1.5 砂、石用量

按绝对体积法计算。

2.2 试拌混凝土基准配合比的确定

当拌合物实测密度与计算值之差的绝对值不超过计算值的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）的规定进行相应调整。

C50混凝土配合比确定后，应对配合比进行6~8次重复试验进行验证，其平均值不应低于配制的强度值，确保其稳定性，因为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。

2.3 C50混凝土配合比参考

表1 C50混凝土配合比参考表

3 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。以上仅为本人在实际施工中的点滴经验，与大家分享。

[1]徐文瑞，王建波.沥青混凝土配合比设计的研究[J].科技风， 2009， （15）： 1.