淺析成安渝Ⅰ標C50混凝土配合比優(yōu)化設計及施工現(xiàn)場應用

1、淺析成安渝標C50混凝土配合比優(yōu)化設計及施工現(xiàn)場應用前言 成安渝高速公路施工第標段管區(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混凝土設計數(shù)量為246773.71立方，通過技術手段提高混凝土工作性能，合理優(yōu)化配合比設計，在保證工程質量的前提下精心施工發(fā)掘潛力，能夠取得可觀的經濟效益。一、C50混凝土配合比設計理念混凝土配合比的設計，首先應該考慮滿足現(xiàn)有施工機具及人工作業(yè)中等水平要求的工作性能，接下來才是混凝土的強度，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，密實的混凝土才能最大限度的體現(xiàn)它的強度及外觀質量；混凝土的強度還取決于其水膠比的大小，水膠

2、比越大，混凝土的強度就越低，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度，這樣才能達到既能滿足施工工作性，又能具有較高的強度，C50混凝土在滿足強度的基礎上，具有良好的工作性、耐久性是混凝土現(xiàn)場施工生產和長期質量保證的必要條件，我們怎樣才能配制出具有較小水膠比、較大流動度的混凝土呢？主要因素羅列如下：1.1、水泥的選擇根據(jù)混凝土強度等級合理選用水泥品種及強度等級，一般水泥宜采用標準稠度用水量較小的普通硅酸鹽水泥，且初凝時間不宜過短，這個很重要。人們往往錯誤的認為C50強度等級以上的配合比設計一定要用52.5水泥，其原因就是52.5水泥比42.5水泥強度高，42.5的水泥配制不出來C

3、50的混凝土；試驗工作者都知道，水泥試驗都是在同一個水灰比（0.5）下完成的，對于強度來說這樣才有可比性；我們搞配合比設計時就不會采用相同的水灰比來設計了，那樣不論水泥的強度等級高與低，最后得出來的結果都不會有太大的差別，因為水灰比是決定了混凝土的強度的重要指標，不同強度等級的混凝土水膠比肯定是不一樣的，這是強度等級的要求，也是混凝土耐久性的要求；如果選擇了水泥的標準稠度用水量較小，這樣在配制相同坍落度時就減小了混凝土的單位用水量，降低了水膠比，也就是提高了強度；采用峨勝與峨勝水泥相比較前者標準稠度用水量為125g，后者為133g，我們在試配C50配合比時采用相同摻量的外加劑，標準稠度用水量較

4、大的水泥的配合比坍落度太小不能滿足設計要求，必須增加外加劑的摻量以達到要求的坍落度，達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度；P.O42.5R與P.O52.5R峨勝水泥各項指標對照表水泥強度等級標準稠度用水量標準稠度凝結時間抗折強度抗壓強度初凝終凝3d28d3d28d42.5R12525.01572005.78.726.948.652.5R13326.61461766.19.332.957.81.2、選擇優(yōu)質外加劑為了使新拌混凝土具有較大的流動性和良好的

5、粘聚性能，采用優(yōu)質外加劑來增強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，要求外加劑廠商對外加劑的質量及性能的穩(wěn)定性進行整改，要求根據(jù)施工季節(jié)合理調整外加劑的緩凝時間，經過一年來的使用效果較好；1.3、采用機制砂摻加復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制砂普遍的特點，該地區(qū)機制砂來之于沱江河采集的卵石，石質致密堅硬，經過反擊破碎機破碎、水洗加工成碎石，再經制砂機二次破碎、水洗制成機制砂，生產過程中嚴格限制了機制砂中黏土含量，并使石粉含量得到

6、有效控制，通過亞甲藍試驗，符合要求；該機制砂優(yōu)點是質地堅硬、強度高、吸水量小、含泥量小，缺點是顆粒級配較天然砂略差，棱角性強；我們采用機制砂摻加復合粉煤灰的辦法彌補了機制砂棱角性強，拌制混凝土流動性差的缺陷，既節(jié)約了部分水泥又防止了水泥用量高帶來的水化熱作用，增加了混凝土的密實性、抗?jié)B性和混凝土的耐久性，使用一年來取得了良好的經濟效益；1.4、采用連續(xù)級配碎石我們采用525mm連續(xù)級配碎石，由510mm和1025mm兩種碎石通過篩分，按一定的百分比合成連續(xù)級配。拌合站現(xiàn)場要求碎石分粒徑、分倉堆放，排水暢通，嚴格控制進場材料含泥量；在施工混凝土時嚴格按照碎石分級比例分料斗供料，嚴格調配計量稱分級

7、碎石數(shù)量，使混凝土碎石級配達到預期的連續(xù)級配；1.5、選取合理的坍落度坍落度試驗是檢測新拌混凝土工作性的測試手段，C50混凝土我們設計140mm160mm的入模坍落度，在保持外加劑減水率為25%時，出盤坍落度為180mm195mm之間，結合氣溫等自然條件，選取上下限，保證澆筑現(xiàn)場混凝土施工的良好狀態(tài)。1.6、成安渝標C50配合比、材料來源：水泥：峨勝牌復合粉煤灰：簡陽煜達粉煤灰級（試驗結果如下）細度%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：簡陽匯宇砂石料場水：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、試驗結果對比2.1、試驗計劃：采用幾種不同的配合比經過強度、工作性、經濟性對比論證，選取優(yōu)化配合比的方法。試驗內容包括：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；、經過齡期為7、28、90天的標準養(yǎng)護與自然養(yǎng)護試件的抗壓強度、試件回彈法檢測強度的對比，檢驗兩種檢測方法不同齡期的強度差異，進一步認識回彈法檢測實體強度的適應性；、摻加粉煤灰混凝土后期強度增長幅度與不摻加粉煤灰的對比，探討粉煤灰作為C50混凝土摻合料的使用價值，為今

9、后配合比設計提供實踐依據(jù)，使我們更好的完成試驗檢測計劃，創(chuàng)造經濟效益。 、試驗采取監(jiān)理旁站，工地試驗室實施的辦法，保證試驗數(shù)據(jù)的真實性和客觀性，為施工提供數(shù)據(jù)支持，保證工程質量。、對比試驗結果統(tǒng)計列表如下：C50峨勝P.O42.5R水泥摻粉煤灰與純水泥配合比各項指標對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（元）大石小石粉煤灰C50450686895224505.01450.291.0190328.17純水泥C50498686895224-6.471450.291.3195346.39檢測指標試件抗壓強度MPa（標準養(yǎng)護）試件抗壓強度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檢測指標試件回彈值/推算強度MPa（標準養(yǎng)護）試件回彈值/推算強度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檢測指標試件抗壓強度與回彈法檢測

11、強度差值MPa（標準養(yǎng)護）試件抗壓強度與回彈法檢測強度差值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說明：C50摻加粉煤灰配合比為成安渝1標現(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配合比各項指標對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（元）大石小石42.5R粉煤灰450686895224505.01450.291.0190328.1752.5R468673

12、918229-5.621620.351.2190353.44檢測指標試件抗壓強度MPa（標準養(yǎng)護）試件抗壓強度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檢測指標試件回彈值/推算強度MPa（標準養(yǎng)護）試件回彈值/推算強度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檢測指標試件抗壓強度與回彈法檢測強度差值MPa（標準養(yǎng)護）試件抗壓強度與回彈法檢測強度差值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說明：C50摻加粉煤灰配合比為成安渝1標現(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配合比各項指標對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（元）大石小石42.5R粉煤灰450686895224505.01450.291.0190328.1752.5R468669912228-5.151730.371.1180350.25檢測指標試件抗壓強度MPa（標準養(yǎng)護）試件抗壓強度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（達不到要求）8.059.763.74.0檢測指標試件回彈值/推算強度MPa（標準養(yǎng)護）試件回彈值/推算強度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檢測指標試件抗壓強度與回彈法檢測強度差值MPa（標準養(yǎng)護）試件抗壓強度與回彈法檢測強度差值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說明：C50摻加粉煤灰配合比為成安渝1標現(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、的強度趨勢及數(shù)據(jù)分析；從強度趨勢圖可以直觀的看出，試驗方案中水泥水膠比為0.37的各個齡期的強度都低于其他配合比的強度；同標號水泥水膠比為0.35的配合比，在各個齡期的強度上幾乎與水膠比為0.37的強度呈平行曲線，強度相差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，強度下降3.0MPa；純水泥配合比，水泥用量雖然超過摻加粉煤灰的配合比48Kg，其7天強度高于摻加粉煤灰配合比5.1MPa，但是28天強度幾乎接近，在后期的90天齡期混凝土強度的增長上，明顯高于純水泥混凝土配合比，驗證了摻加粉煤灰混凝土后期強度增長較強的特點；不論是還是水泥，只要不摻加粉煤灰，在強度增長上三

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

18、度都達到設計要求。3.2、試驗中發(fā)現(xiàn)實體及試件回彈法檢測由于沒有專用和地區(qū)測強曲線，采用中華人民共和國行業(yè)標準JGJ/T23-2011的統(tǒng)一測強曲線推算強度結果與抗壓強度試件強度相比有些偏低，鑒于此，我們計劃積累一定的同期和標準養(yǎng)生試件回彈和抗壓強度數(shù)據(jù)來對預制梁回彈法現(xiàn)場檢測進行修正，建立自己的強度曲線來提高回彈法檢測強度精度，通過796對數(shù)具的各工程處標準養(yǎng)生28天試件的回彈法檢測的檢測值與試件立方體抗壓強度對比，存在一定的相關性，結果如（cay-2圖）。3.3、試驗室2011年度對峨勝水泥的抗壓強度統(tǒng)計（cay-3圖），從年度水泥供應質量狀況來分析水泥波動對混凝土強度的影響，指導下一年度由于季節(jié)變換摻合料變化在水泥使用中應該注意的一些問題（從圖上趨勢線可以看出，其不論是3d、28d強度都有下滑趨勢）。 Cay-1圖 Cay-2圖得出：y = 1.9485x - 24.566 R = 0.9921 y-抗壓強度 x-回彈值 有此專用測強曲線的指導，在回彈法檢測中更能通過無損檢測得到梁板的真實強度。Cay-3圖四、加強C50混凝土質量控制不論配合比設計的多么合理，還是需要物資部及試驗人員對進場原材料的質量加以嚴