C50高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)和施工控制技術(shù)

1、C50高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)和施工控制技術(shù) 肖希新 屈文強(qiáng) 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，山區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)也隨社會(huì)大潮而突飛猛進(jìn)，山區(qū)高速公路的修建也是日新月異，質(zhì)量要求也越來越高。面對(duì)中國(guó)就樣一個(gè)多山國(guó)家，面對(duì)這樣一個(gè)前景廣闊的市場(chǎng)，我們深深感到這是路橋人的一種機(jī)遇，也是一種挑戰(zhàn)!混凝土是現(xiàn)代土建工程中最主要的建筑材料，據(jù)估計(jì)，我國(guó)每年的混凝土年用量達(dá)5億立方米以上。近幾年來，隨著工程發(fā)展的需要，在大高度，大跨度，大荷載等方面，混凝土發(fā)展呈現(xiàn)出由高強(qiáng)混凝土（HSC）向高性能混凝土（HPC）發(fā)展趨勢(shì)。這主要是因?yàn)楦邚?qiáng)度混凝土本身存在的缺點(diǎn)不符合和不能滿足工程的需要，其主要缺點(diǎn)包括：（1）脆性，易于開裂和突然

2、破壞；（2）由于水灰比小帶來的工作性（流動(dòng)性，可泵性，均勻性等）差；（3）單位水泥用量大帶來的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性問題；（4）由于體積穩(wěn)定性差（收縮，膨脹）帶來的耐久性問題。而高性能混凝土則克服了以上缺點(diǎn)，具有易于澆注，搗實(shí)而不離析，高超的、能長(zhǎng)期保持的力學(xué)性能，高早期強(qiáng)度，高韌性，體積穩(wěn)定，在嚴(yán)寒環(huán)境中使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。因此即使在不良的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)和施工條件下，高性能混凝土也能增強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的可靠性。高性能混凝土與高強(qiáng)度混凝土相比，從單一重視強(qiáng)度到工作性，耐久性與強(qiáng)度并重，還可根據(jù)工程要求，突出一二種性能，而這靠傳統(tǒng)的組分，普通的拌合，澆注與養(yǎng)護(hù)方法是不可能配制出的。高強(qiáng)高性能混凝土是混凝土技術(shù)的一個(gè)

3、重要發(fā)展方向，它適應(yīng)現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)向大跨、高聳、重載發(fā)展和承受惡劣環(huán)境條件的需要，符合現(xiàn)代施工技術(shù)采用工業(yè)化生產(chǎn)（工廠預(yù)拌混凝土，工廠預(yù)制構(gòu)件）的要求。然而，雖然目前高強(qiáng)高性能混凝土試驗(yàn)室的配制已達(dá)到一定的水平，但在實(shí)際工程中應(yīng)用的卻并不是太廣，究其原因主要有三點(diǎn)：一是各地水泥差異比較大，與外加劑之間的相融性、可摻性不一；二是施工現(xiàn)場(chǎng)與試驗(yàn)室環(huán)境相差太大，三是高強(qiáng)高性能混凝土在用料和配制技術(shù)上與低強(qiáng)混凝土之間存在根本差異?？紤]到以上原因及C50高性能混凝土對(duì)本項(xiàng)目的特殊意義，我部認(rèn)為研究C50高性能混凝土的配合比設(shè)計(jì)并對(duì)施工技術(shù)進(jìn)行總結(jié)，不僅能解決工程項(xiàng)目的就地取材的難題，對(duì)以后進(jìn)行類似橋梁項(xiàng)目

4、的施工也能提供一定的技術(shù)支撐和保障，而且具有較大的推廣前景和重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值并為工程設(shè)計(jì)人員提供參考和可資遵循意見。一、C50高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)1、水泥混凝土的形成原理及優(yōu)缺點(diǎn)1.1水泥混凝土強(qiáng)度形成原理水泥混凝土是由水泥及粗、細(xì)集料和水按適當(dāng)比例拌合，在需要時(shí)摻加適宜的外加劑、摻合料等配制而成。其中水泥起膠凝和填充作用，集料起骨架和密實(shí)作用，水泥與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生成具有膠凝作用的水化物（主要是3Cao·2SiO2·3H2O膠體），將集料顆粒緊密粘結(jié)在一起，經(jīng)過一定凝結(jié)、硬化后形成的人造石材。1.2水泥混凝土的優(yōu)點(diǎn)混凝土具有許多優(yōu)點(diǎn)，可以根據(jù)不同的而要求配制不同性能的混

5、凝土；在凝結(jié)前具有良好的可塑性，可以澆筑成各種形狀和大小的構(gòu)件或結(jié)構(gòu)物；與鋼筋有牢固的粘結(jié)力，能制作鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件；硬化后有比較高的強(qiáng)度和良好耐久性；其粗、細(xì)集料可以就地取材，便于降低成本。2、高強(qiáng)高性能混凝土的設(shè)計(jì)要求及原材料的設(shè)計(jì)參數(shù)2.1混凝土的設(shè)計(jì)要求混凝土強(qiáng)度等級(jí)必須滿足公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范及施工圖紙箱梁、T梁設(shè)計(jì)要求，28天立方體抗壓配制強(qiáng)度達(dá)到59.9MPa。混凝土在克服遠(yuǎn)距離運(yùn)輸?shù)臈l件下較好的滿足現(xiàn)場(chǎng)施工的要求，混凝土的塌落度應(yīng)控制在140mm以上，且新拌混凝土出廠后1h內(nèi)基本無塌落度損失。根據(jù)合同工期要求，箱梁、T梁的施工周期應(yīng)控制在7天左右，每片梁澆注養(yǎng)生5天后必須進(jìn)

6、行張拉作業(yè)，因此混凝土5天張拉強(qiáng)度必須達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90（45MPa）。考慮隆昌地區(qū)夏季炎熱、冬季寒冷的實(shí)際氣候條件，混凝土應(yīng)具有較好的溫差適應(yīng)性能。2.2原材料的設(shè)計(jì)參數(shù)2.2.1集料混凝土中集料體積大約占混凝土體積的70%，由于所占的體積相當(dāng)大，所以集料的質(zhì)量對(duì)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高性能混凝土?xí)r，對(duì)集料的強(qiáng)度、級(jí)配、表面特征、顆粒形狀、雜質(zhì)含量、吸水率等，必須認(rèn)真檢驗(yàn)，嚴(yán)格選材，特別對(duì)水泥與混凝土強(qiáng)度等級(jí)比值的選用關(guān)系到水灰比的大?。疵苛⒎矫姿嘤昧浚＿@樣才能配制出滿足技術(shù)性能要求的高強(qiáng)混凝土，同時(shí)又能降低混凝土的生產(chǎn)成本。 a、細(xì)集料砂材質(zhì)的好壞，

7、對(duì)高強(qiáng)混凝土的拌合物和易性的影響比粗集料要大。優(yōu)先選取級(jí)配良好的江砂和河砂比較干凈，含泥量少，砂中石英顆粒含量較多，級(jí)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2.6-3.3之間。試驗(yàn)中我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)砂的細(xì)度模數(shù)小于2.5時(shí)，在同等條件下拌制的混凝土拌合物顯得太粘稠，不利于施工中振搗，且細(xì)砂在滿足相同和易性要求時(shí)，增大了水泥用量。這樣不但增加了混凝土的成本，而且影響混凝土的技術(shù)性能，如混凝土的耐久性、收縮裂縫等;當(dāng)砂的細(xì)度模數(shù)在3.3以上時(shí)，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混凝土

8、細(xì)度模數(shù)控制在2.6-3.0之間最佳。另外還有注意砂中雜質(zhì)的含量，不如云母、泥的含量過高，不但影響混凝土拌合物的和易性，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%。根據(jù)以上指標(biāo)，結(jié)合隆昌地區(qū)實(shí)際情況，項(xiàng)目部決定采用瀘州小關(guān)門碼頭的中粗砂，其技術(shù)指標(biāo)見下表： 細(xì)集料技術(shù)指標(biāo)規(guī)格顆粒級(jí)配區(qū)中砂篩孔尺寸（mm）9.54.752.361.180.60.30.150.075累計(jì)篩余規(guī)范值（%）-0-100-2510-5041-7070-9090-100-累計(jì)篩余檢測(cè)值（%）02.716.732.257.985.296.899.4細(xì)度模數(shù)2.83其他物

9、理技術(shù)指標(biāo)表觀密度(kgm3)緊裝密度（Kgm3)堆積密度（kgm3）泥塊含量（%）含泥量（%）27501770165400.7b、粗集料粗集料的強(qiáng)度、顆粒形狀、表面特征、級(jí)配、雜質(zhì)的含量、吸水率對(duì)C50混凝土的強(qiáng)度有著重要影響。首先，配制C50混凝土對(duì)粗集料的強(qiáng)度的選取是十分重要的，高強(qiáng)度的集料才能配制出高強(qiáng)度的混凝土。應(yīng)選取質(zhì)地堅(jiān)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(cè)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)值應(yīng)（小于20%）。其次，粗集料的顆粒形狀、表面特征對(duì)C50混凝土的粘結(jié)性能有著較大的

10、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%.混凝土強(qiáng)度形成過程中最薄弱的環(huán)節(jié)就是水泥石和集料界面的粘結(jié)，只有當(dāng)集料的表面粗糙、粒徑適中，才能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。再者，集料的級(jí)配也是影響混凝土強(qiáng)度的一項(xiàng)重要因素。集料的級(jí)配是指各粒徑集料相互搭配所占的比例，其檢驗(yàn)的方法是篩分。級(jí)配是集料一項(xiàng)重要的技術(shù)指標(biāo)，對(duì)混凝土的和易性及強(qiáng)度有著很大的影響。研究表明，最大粒徑增大時(shí)，石子的總表面積減少，因此包裹其表面的所需的水泥漿體也減少，可節(jié)約水泥，且在一定的和易性及水泥用量下可減少用水量而提高強(qiáng)度，但當(dāng)需配制高強(qiáng)度混凝土（大于C40）時(shí)，使用粗集

11、料最大粒徑超過31.5mm時(shí)，對(duì)強(qiáng)度并沒有好處，因?yàn)榇藭r(shí)由于減少用水量而獲得的強(qiáng)度提高被大粒徑骨料造成的不均勻性和較少的粘結(jié)面積的不利影響所抵消。配制C50混凝土最大粒徑不宜超過25mm，因此C50高強(qiáng)度混凝土一般的水泥用量在420-500kg/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(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，所以一般情況下大粒徑集料不可能配制出高強(qiáng)高性能混凝土。集料的級(jí)配要符合要求且集料的空隙要小，盡量選取體積密度較大者使用。最后，集料中的泥土、石粉的含量要嚴(yán)格控制，其含量大，但不影響混凝土拌合物的和易性，而且降低混凝土的強(qiáng)度，影

12、響混泥土的耐久性，引起混凝土的收縮裂縫等。其含泥量要小于1%.根據(jù)以上指標(biāo)，項(xiàng)目部經(jīng)過認(rèn)真選擇料場(chǎng)，考慮到隆昌地區(qū)沒有高強(qiáng)巖石的特殊情況，決定采用永川石場(chǎng)（離項(xiàng)目部大約80公里左右）的5-20mm石灰?guī)r，其技術(shù)指標(biāo)見下表： 粗集料技術(shù)指標(biāo)規(guī)格顆粒級(jí)配5-20mm石灰?guī)r篩孔尺寸31.526.519169.54.752.36底累計(jì)篩余規(guī)范值()-00-10-40-8090-10095-100-累計(jì)篩余檢測(cè)值（%）004.621.746.297.299.1100其他物理技術(shù)指標(biāo)表觀密度（kg/m3）緊裝密度 （kg/m3）堆積密度（kg/m3）針片狀含量()含泥量 ()2730161715081.7

13、0.3泥塊含量()堅(jiān)固性 ()壓碎值指標(biāo)()吸水率 ()母料抗壓強(qiáng)度(MPa)01.69.60.51052.2.2水泥 優(yōu)先選取旋窯生產(chǎn)其強(qiáng)度等級(jí)不要低于42.5的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，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(dòng)越小。在C50高強(qiáng)混凝土調(diào)配過程中，我部發(fā)現(xiàn)用重龍P.O42.5標(biāo)號(hào)水泥拌合混凝土?xí)r往往需要更多的水，硬化后生成更多薄弱的氫氧化鈣，多余的水分蒸發(fā)后形成大量的孔隙，很大程度上影響混凝土的強(qiáng)度和耐久性，不利于高強(qiáng)混凝土的配制，且早期強(qiáng)度不能滿足現(xiàn)場(chǎng)施工要求。項(xiàng)目部通過認(rèn)真研究，決定采用質(zhì)量穩(wěn)定的拉法基P.O42.5R水泥。其主要技術(shù)指標(biāo)見下表： 水泥技術(shù)指標(biāo)

14、規(guī)格物理性能指標(biāo)拉法基P.O42.5R表觀密度（kg/m3） 細(xì)度 () 標(biāo)準(zhǔn)稠度 ()比表面積(m2/kg)31452.827.8391初凝時(shí)間（min）終凝時(shí)間（min）3天抗折強(qiáng)度(mpa)3天抗壓強(qiáng)度(mpa)1952565.931.228天抗折強(qiáng)度(mpa)28天抗壓強(qiáng)度(mpa)安定性（沸煮法）-8.650.6合格-2.2.3減水劑減水作用是表面活性劑對(duì)水泥水化過程所起的一種重要作用。減水劑是在不影響混凝土工作性的條件下，能使單位用水量減少；或在不改變單位用水量的情況下，可改善混凝土的工作性；或同時(shí)具有以上兩種效果，又不顯著改變含氣量的外加劑。目前，所使用的混凝土減水劑都是表面活性

15、劑，屬于陰離子表面活性劑。水泥和水?dāng)嚢韬?，產(chǎn)生水化反應(yīng)，出現(xiàn)一些絮凝狀結(jié)構(gòu)，它包裹著很多拌和水，從而降低了新拌混凝土的和易性（又稱工作性，主要是指新鮮混凝土在施工中，即在攪拌、運(yùn)輸、澆灌等過程中能保持均勻、密實(shí)而不發(fā)生分層離析現(xiàn)象的性能）。施工中為了保持所需的和易性，就必須相應(yīng)增加拌和水量，由于水量的增加會(huì)使水泥石結(jié)構(gòu)中形成過多的孔隙，從而嚴(yán)重影響硬化混凝土的物理力學(xué)性能，若能將這些包裹的水分釋放出來，混凝土的用水量就可大大減少。在制備混凝土的過程中，摻入適量減水劑，就能很好地起到這樣的作用?；炷林袚饺霚p水劑后，減水劑的憎水基團(tuán)定向吸附于水泥顆粒表面，而親水基團(tuán)指向水溶液，構(gòu)成單分子或多分子

16、層吸附膜。由于表面活性劑的定向吸附，使水泥膠粒表面帶有相同符號(hào)的電荷，于是在同性相斥的作用下，不但能使水泥水體系處于相對(duì)穩(wěn)定的懸浮狀態(tài)，而且，能使水泥在加水初期所形成的絮凝狀結(jié)構(gòu)分散解體，從而將絮凝結(jié)構(gòu)內(nèi)的水釋放出來，達(dá)到減水的目的。減水劑加入后，不僅可以使新拌混凝土的和易性改善，而且由于混凝土中水灰比有較大幅度的下降，使水泥石內(nèi)部孔隙體積明顯減少，水泥石更為致密，混凝土的抗壓強(qiáng)度顯著提高。減水劑的加入，還對(duì)水泥的水化速度、凝結(jié)時(shí)間都有影響。C50高性能混凝土除滿足必須的高強(qiáng)度和力學(xué)性能保證之外，早期水化溫升要低，以降低出現(xiàn)溫度裂縫的幾率；混凝土抗拉強(qiáng)度和極限拉伸值相對(duì)要高，以增加抵抗裂縫的能

17、力；另外新拌混凝土還應(yīng)具有良好的和易性和抗離析性以及能滿足大倉面連續(xù)澆筑施工要求的緩凝性。同時(shí)混凝土的配制要盡量降低水泥用量，減少工程成本。要滿足這些要求，就必須選擇一種高性能減水劑。聚羧酸系高性能減水劑是繼木鈣為代表的普通減水劑和以萘系為代表的高效減水劑之后發(fā)展起來的第三代高性能減水劑，是目前世界上最前沿、科技含量最高、應(yīng)用前景最好、綜合性能最優(yōu)的一種高效減水劑。我項(xiàng)目使用的YH-A就是一種聚羧酸系高性能減水劑，其優(yōu)點(diǎn)及技術(shù)指標(biāo)如下：a、 YH-A聚羧酸系高性能減水劑的優(yōu)點(diǎn)摻量低、減水率高：僅為膠凝材料的1.01.5%，按國(guó)標(biāo)GB8076-2008，坍落度為80mm時(shí)，減水率可高達(dá)25%以上

18、，坍落度為180mm時(shí)，減水率達(dá)到30%以上，可用于配制高強(qiáng)以及高性能混凝土。早強(qiáng)高強(qiáng)：早期強(qiáng)度提高70%以上，28天強(qiáng)度提高40%以上。坍落度損失低：按現(xiàn)場(chǎng)施工要求，預(yù)拌混凝土1h坍落度損失幾乎為零，對(duì)于混凝土的長(zhǎng)距離運(yùn)輸及現(xiàn)場(chǎng)施工極為有利?；炷凉ぷ餍院茫河镁埕人嵯蹈咝阅軠p水劑配制的混凝土即使在高坍落度情況下，也不會(huì)有明顯的離析、泌水現(xiàn)象，混凝土外觀顏色一致。對(duì)于配制高流動(dòng)性混凝土、自流平凝土、自密實(shí)混凝土、清水飾面混凝土極為有利。用于配制高標(biāo)號(hào)混凝土?xí)r，混凝土工作性好、粘聚性好，混凝土易于攪拌。與不同品種水泥和摻合料相容性好：與不用品種水泥和摻合料具有很好的相容性，解決了采用其它類減水劑

19、與膠凝材料相容性問題?；炷潦湛s?。嚎擅黠@降低混凝土收縮，顯著提高混凝土體積穩(wěn)定性及耐久性。堿含量極低：堿含量1%。產(chǎn)品穩(wěn)定性好：低溫時(shí)無沉淀析出。產(chǎn)品綠色環(huán)保：無傳統(tǒng)減水劑普遍存在的甲醛污染排放，產(chǎn)品無毒無害，是綠色環(huán)保產(chǎn)品，有利于可持續(xù)發(fā)展。經(jīng)濟(jì)效益好：工程綜合造價(jià)低于使用其它類型產(chǎn)品。b、YH-A聚羧酸系高性能減水劑勻質(zhì)性指標(biāo) YH-A聚羧酸系高性能減水劑勻質(zhì)性指標(biāo)項(xiàng)目指標(biāo)參數(shù)外觀黃色油質(zhì)感液體密度（g/ml）1.07固含量（%）16.31水泥凈漿流動(dòng)度（基準(zhǔn)水泥）（mm）240pH6.5氯離子含量（%）0.01堿含量（Na2O+0.658K2O）0.96減水率（%）30（摻量為膠凝材料

20、的1.1%）泌水率比（%）44坍落度增加值（mm）100坍落度保留值（1h）（mm）180含氣量（%）2.7凝結(jié)時(shí)間之差初凝20終凝100抗壓強(qiáng)度比1d/3d/7d15928d140鋼筋銹蝕無銹蝕危害常用摻量膠凝材料的1.01.5%3、C50高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，如果原材料情況比較穩(wěn)定，所配制的混凝土拌合物的容重將接近一個(gè)固定值，這就可以先假定一個(gè)混凝土拌合物表觀密度值，再根據(jù)各材料之間的質(zhì)量關(guān)系，計(jì)算出各材料之間的用量。這種方法節(jié)省了體積法中把質(zhì)量變成為絕對(duì)體積和把絕對(duì)體積變成質(zhì)量的繁瑣計(jì)算。另一方面，通過多次對(duì)比試驗(yàn)，我部發(fā)現(xiàn)用聚羧酸系高性能減水劑配制的混凝土含氣量是個(gè)變化較頻繁

21、的值，不利于用體積法進(jìn)行混凝土配合比的計(jì)算。因此，我部采用了假設(shè)質(zhì)量法進(jìn)行C50高性能混凝土配合比的設(shè)計(jì)。3.1配合比的計(jì)算3.1.1假設(shè)混凝土c,c的計(jì)算表觀密度新澆注混凝土表觀密度，可根據(jù)本單位累計(jì)的試驗(yàn)資料確定，在無資料時(shí)可按下表選用?；炷翉?qiáng)度等級(jí)C10C10C30C30計(jì)算表觀密度（kg/m3）236024002450本項(xiàng)目C50混凝土初擬計(jì)算表觀密度為2450 Kg/m3。3.1.2試配強(qiáng)度的確定 通常C50混凝土施工配制強(qiáng)度要求59.9MPa，其計(jì)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(jì)強(qiáng)度，MPa施工單位的混凝

22、土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差，如無近期同一品種混凝土 的統(tǒng)計(jì)資料時(shí)取6，MPa3.1.3水膠比W/C的確定根據(jù)fcu,0水泥實(shí)際強(qiáng)度及粗集料種類，利用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算水灰比，可按下列關(guān)系式計(jì)算（碎石混凝土）。 把a(bǔ)=0.53 b=0.20 fce=42.5Mpa帶入公式得 W/C=a×fce/( fcu,0+ab fce ) =0.53×42.5/(59.9+0.53×0.20×42.5) =0.35式中 a，b回歸系數(shù)，按JGJ55-2011規(guī)程第5.1.2條規(guī)定取值； C/W混凝土的灰水比； fce水泥強(qiáng)度等級(jí)值（MPa），本項(xiàng)目使用拉法基P.O42.5R水泥。 經(jīng)計(jì)算

23、和耐久性復(fù)核擬采用0.34作為基準(zhǔn)水膠比。3.1.4單位用水量mw0的確定由碎石最大公稱粒徑20mm和坍落度140180mm，根據(jù)試驗(yàn)選取用水量為 mw0213 kg/m3 減水劑的減水率為25.0，計(jì)算用水量 mw0213×（1-0.25）160kg/m3 3.1.5單位水泥用量mc0、減水劑用量Mj0的確定 根據(jù)每立方米混凝土用水量和水膠比計(jì)算水泥用量為 mc0=160/0.34471kg/m3 根據(jù)水泥用量計(jì)算減水劑用量為 Mj0=471×0.011=5.18kg/m3 3.1.6砂率s的確定 根據(jù)JGJ 55-2011混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程要求，由水膠比W/C=0.3

24、4和碎石最大公稱粒徑20mm查表，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)得：s38。 3.1.7單位河砂用量ms0、碎石mg0用量的確定根據(jù)擬定的混凝土表觀密度，然后根據(jù)以下兩個(gè)關(guān)系式（外加劑摻量較小，且已考慮其中的水成份，其單位質(zhì)量在混凝土單位質(zhì)量中可忽略不計(jì)）：計(jì)算砂（mso）、石（mgo）用量計(jì)算公式如下： mcp=mwo+mso+mco+mgo=2450 s=mso/(mso+mgo)×100%=38% 式中：mco(水泥)=471kg/m3 mwo(水)=160kg/m3 計(jì)算得：ms0(砂)=691kg/m3 mg0(石)=1128kg/m3 3.1.8計(jì)算基準(zhǔn)配合比將各種材料的用量除以水泥質(zhì)量即得以

25、水泥為1的質(zhì)量配合比 mc0：ms0：mg0：mw0 ：mj01：1.47：2.39：0.34：0.011 3.2試拌調(diào)整使用試拌機(jī)前，應(yīng)用與試配時(shí)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(shí)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(shí)使用的方法相同，特別是外加劑的摻法，是同時(shí)摻還是后摻。經(jīng)按計(jì)算出的初步配合比，稱取30L的用料量，拌制混凝土，測(cè)得其坍落度為180mm，一小時(shí)坍落度損失為0mm，粘聚性和保水性良好，實(shí)測(cè)新拌混凝土的含氣量為2.5%，初凝時(shí)間為5小時(shí)，實(shí)測(cè)新拌混凝土濕表觀密度為2460 kg/m3。其經(jīng)時(shí)坍落度損失如下表所示

26、： 混凝土坍落度損失記錄表時(shí)間（min）坍落度（mm）損失值（mm）工作性描述備注01800和易性良好氣溫25濕度65%301800和易性良好氣溫25濕度65%601800和易性良好氣溫26濕度65%9017010和易性良好氣溫25濕度65%注：因攪拌站拌出的混凝土要經(jīng)過運(yùn)輸、吊裝才能入模，如果混凝土的坍落度損失過大，導(dǎo)致運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)的混凝土無法入模澆注，這將造成巨大的損失。因此配合比設(shè)計(jì)時(shí)要認(rèn)真考慮混凝土在運(yùn)輸?shù)仁┕すに囘^程中的坍落度的損失，確保混凝土入模時(shí)的坍落度。以上檢測(cè)結(jié)果說明，混凝土的工作性滿足設(shè)計(jì)要求，即可做檢驗(yàn)抗壓強(qiáng)度的試塊。通過試件成型、拆模、標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)生、破型，我部得到混凝土在3d、

27、5d、7d、28天的強(qiáng)度數(shù)據(jù)如下： 混凝土抗壓強(qiáng)度和彈性模量記錄表混凝土齡期立方體抗壓強(qiáng)度（MPa）3d46.85d50.27d55.328d62.1綜上所述，混凝土配合比不僅工作性滿足要求，強(qiáng)度也符合設(shè)計(jì)要求，且拌和物實(shí)測(cè)密度與計(jì)算值之差的絕對(duì)值不超過計(jì)算值的2%，可不需再做調(diào)整。故確定試驗(yàn)室配合比為：mc0：ms0：mg0：mw0 ：mj047169111281605.18 1：1.47：2.39：0.34：0.011C50混凝土試驗(yàn)室配合比確定后，我們又對(duì)配合比進(jìn)行35次的重復(fù)試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)其性能穩(wěn)定，多次測(cè)得強(qiáng)度平均值都不低于配制的強(qiáng)度值，可以用于指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)。二、C50高性能混凝土

28、施工控制技術(shù)1、高性能混凝土施工時(shí)控制調(diào)整應(yīng)重視的問題1.1重視骨料含水狀態(tài)差異引起的試驗(yàn)效果與拌合樓實(shí)際拌和效果間的差異通常，在進(jìn)行高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)采用飽和面干的含水狀態(tài)下的骨料進(jìn)行試驗(yàn)比較理想，這樣做可以增加配合比的準(zhǔn)確性和配比結(jié)果重現(xiàn)性。飽和面干狀態(tài)下的骨料，與外界基本無水分交換，采用此狀態(tài)骨料拌出的混凝土配比更容易適應(yīng)攪拌樓對(duì)實(shí)際含水狀態(tài)的骨料拌和的混凝土拌合質(zhì)量掌控。如采用烘干骨料試驗(yàn)，試驗(yàn)室拌和的混凝土因骨料吸水的影響必然出現(xiàn)用水量把握不準(zhǔn)導(dǎo)致拌和情況的差異，由于高性能混凝土對(duì)用水量要求嚴(yán)格，并且對(duì)用水量敏感，尤其是低水膠比情況下，差異明顯，應(yīng)引起重視。過去由于不同行業(yè)

29、對(duì)混凝土的要求程度差異，對(duì)飽和面干狀態(tài)的把握除水利水電行業(yè)以外一般都經(jīng)驗(yàn)不足，因此，對(duì)高性能混凝土而言，至少應(yīng)采用自然風(fēng)干狀態(tài)骨料作為基準(zhǔn)進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)、試驗(yàn)，相對(duì)而言要準(zhǔn)確一些，拌和樓拌制混凝土在測(cè)定骨料表面含水率作為依據(jù)時(shí)應(yīng)注意烘干測(cè)試的狀態(tài)與風(fēng)干狀態(tài)間的差異，即充分考慮骨料吸水率的影響因素，合理考慮把握拌合用水量，減少掌控失誤。實(shí)際操作時(shí)，應(yīng)權(quán)衡試驗(yàn)時(shí)的采樣含水狀態(tài)基準(zhǔn)，結(jié)合實(shí)際表面含水率測(cè)定具體情況進(jìn)行拌合用水量的把握，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行烘干狀態(tài)骨料、自然風(fēng)干狀態(tài)骨料、表面含水狀態(tài)骨料拌合混凝土的比對(duì)，或者通過試驗(yàn)確定不同狀態(tài)骨料對(duì)混凝土用水的影響數(shù)據(jù)，對(duì)實(shí)際配合比加以校核，加強(qiáng)對(duì)混凝土拌合

30、質(zhì)量的控制。實(shí)際施工時(shí)，如骨料因暴曬過于干燥，還應(yīng)在施工前進(jìn)行表面濕潤(rùn)處理，減少因骨料吸水對(duì)混凝土施工性能的影響。1.2重視因攪拌機(jī)拌合效率引起的高性能混凝土在試驗(yàn)室與拌合樓實(shí)際拌和效果的差異試驗(yàn)充分的施工試驗(yàn)室在進(jìn)行不同拌合量的試驗(yàn)和攪拌樓試拌的過程中可以發(fā)現(xiàn)，同樣的配合比因拌合量的不同、拌和時(shí)間長(zhǎng)短的差異得到的結(jié)果有差異，這并不奇怪，根源在于攪拌機(jī)拌合效率的差異，對(duì)于低水膠比的高性能混凝土，其中存在的差異更為明顯，應(yīng)通過不同攪拌情況的比對(duì)掌握其中的差異，指導(dǎo)實(shí)際施工。1.3重視混凝土拌合物的實(shí)際表現(xiàn)，根據(jù)聚羧酸外加劑和高性能混凝土的特點(diǎn)進(jìn)行外加劑摻量和拌合水用量的調(diào)整應(yīng)根據(jù)入模拌合物的實(shí)際

31、表現(xiàn)，指導(dǎo)拌合樓調(diào)整拌合施工混凝土。拌和高性能混凝土?xí)r，監(jiān)測(cè)砂的表面含水率變化和實(shí)際拌合物表現(xiàn)十分重要，通常情況下，如試驗(yàn)室按照配合比拌合的混凝土沒有異常，而實(shí)際混凝土拌合物表面出現(xiàn)明顯泛漿和漿體流溢、漿體與骨料分離，首先應(yīng)適量減少用水量，如減少用水量后混凝土粘度明顯增大，此時(shí)應(yīng)適當(dāng)減少外加劑用量、維持或減少用水量，檢查砂含水情況的差異、甚至檢查砂的顆粒級(jí)配是否有明顯改變、檢查計(jì)量系統(tǒng)，根據(jù)具體情況調(diào)整；如出現(xiàn)拌合物明顯變干，首先應(yīng)考慮砂含水率的波動(dòng)影響，調(diào)整增加用水，必要時(shí)適量增加外加劑。如原材料相對(duì)穩(wěn)定，拌合物經(jīng)微調(diào)應(yīng)能立即改善，如經(jīng)微調(diào)仍無法解決，拌合物狀態(tài)持續(xù)惡化、偏離試驗(yàn)配比較大時(shí)，

32、應(yīng)取樣到試驗(yàn)室試驗(yàn)尋找原因，主要在原材料質(zhì)量控制中提到的幾個(gè)關(guān)鍵控制點(diǎn)和拌合樓計(jì)量系統(tǒng)可能存在的誤差影響因素中尋找、分析，根據(jù)實(shí)際情況，在維持水膠比基本不變的情況下進(jìn)行調(diào)整解決。應(yīng)重點(diǎn)注意的是，與以往第一、二代外加劑相比，聚羧酸外加劑對(duì)于特定的材料配比其可使用摻量范圍比較窄，除非水泥品質(zhì)明顯波動(dòng)，骨料發(fā)生明顯變化、用水量有明顯偏離、外加劑引氣量過低，聚羧酸外加劑的摻量調(diào)整應(yīng)采用微調(diào)原則，調(diào)整幅度每次不應(yīng)超過膠材用量的0.05%，以免因幅度過大對(duì)拌合物性能把握不準(zhǔn)引起判斷失誤。2、高性能混凝土施工時(shí)原材料控制技術(shù)2.1水泥的控制在水泥、粉煤灰、礦粉三類膠凝材料中，水泥的波動(dòng)對(duì)外加劑相容性影響最大

33、，因而對(duì)混凝土施工性能影響最為明顯，應(yīng)按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其加強(qiáng)監(jiān)控，尤其是比表面積、助磨劑種類和用量、石膏種類和用量、混合材料種類和用量、C3A、堿含量及其陳放時(shí)間等，因其配方組成復(fù)雜，控制難度非常大。因此水泥的品質(zhì)穩(wěn)定性應(yīng)作為一個(gè)關(guān)鍵控制點(diǎn)。 2.2骨料質(zhì)量控制通常，隆昌地區(qū)高性能混凝土的骨料來源受到所處環(huán)境條件制約，但對(duì)混凝土和易性有利的骨料性能在可能情況下應(yīng)盡量加以滿足。對(duì)于粗骨料而言，如花崗巖由于其巖性特點(diǎn)，破碎后粒形差，針片狀多，表面過于粗糙，配制高性能混凝土?xí)r需要的膠材用量大，而采用聚羧酸減水劑的混凝土由于單位用水量相對(duì)較低，需要降低粗骨料空隙率、增加膠材用量或提高混凝土的含氣量來提供足夠的裹漿量滿足施工和易性，同時(shí)，由于采用