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【摘 要】 本文主要依托西安市二级路网G1标高陵鹿苑渭河公路特大桥工程来介绍现场预制50mT梁用C50混凝土配合比的设计过程及要点控制。
【关键词】 混凝土 耐久性 配合比 设计 要点控制
1、概述
由中铁十五局七公司承建的西安市二级路网G1标高陵鹿苑渭河公路特大桥。其中有120片50mT梁的预制任务。所用混凝土为C50泵送混凝土，如何保证混凝土的质量，使其满足桥梁设计的规范要求，对混凝土的选配和现场质量控制都提出了较高的要求。并根据现场的预制施工工艺，混凝土采用了混凝土运输车运送的短距离泵送的方案。
2、原材料的选择
根据设计图纸、业主要求及工程施工需要以及原材料质量、供应能力、资源等综合因素考虑，决定选用以下几种原材料进行C50混凝土的配制。
2.1、水泥
選用冀东海德堡（泾阳）水泥有限公司生产的P.O52.5R盾石牌水泥，其各项指标均符合现行国家标准。
2.2、细骨料
选用高陵柏言砂厂生产的渭河河砂，细度模数为Mx=2.81，堆积密度为1.512 g/cm3，表观密度为2.601 g/cm3，为Ⅱ区中砂。
2.3、粗骨料
选用富平龙光石料厂生产的人工碎石，最大公称粒径为26.5mm，5-25mm的连续级配，表观密度为2.710 g/cm3，细档碎石（5～16mm），粗档碎石（16～26.5mm）。试验搭配分析研究，具体结果见表2.3：
表1 粗骨料中不同粗细成分搭配时的
堆积密度
从上表可以看出：细档碎石与粗档碎石的比例为3：7时，粗骨料的堆积密度最大。因此，试验中主要采用此搭配的粗骨料。
2.4、外加剂
选用了西安华宏建筑工程科技有限公司生产的HY-PC型聚羧酸类高性能减水剂。并与盾石牌水泥进行了净浆流动度试验，减水剂掺量为1.1%。结果见下表：
表2 盾石牌水泥和华宏减水剂
适应性试验结果
3、配合比试验配制原则及方案的初步选择
工程应用时施工条件与试验室条件差异对混凝土的强度和有关参数指标的影响特别大，高性能混凝土尤为突出。我们充分考虑了上述因素，采用以下初步方案：
3.1、水泥用量的选择
根据经验，C50混凝土水泥用量450kg-520kg/m3能够满足强度要求，我们选择481kg/m3进行试验，实际施工中根据强度评定情况给予适当调整。
3.2、砂率的选择
混凝土常用砂率在33%-41%之间，但从泵送混凝土角度考虑，砂率过小，导致流变参数下降，对可泵性不利，容易堵塞管道。工程实践证明，使用中砂时，砂率一般控制在36%左右最佳。
3.3、坍落度的控制
T梁混凝土入模坍落度应不小于120mm。为确保其可泵性，考虑到环境温度和输送距离及混凝土在输送管内的坍落度损失，混凝土出机坍落度应该控制在180±20mm，30min经时损失不大于30mm。
3.4、含气量的控制
混凝土出机含气量控制在2-4%。
4、确定基准配合比
根据以上方案原则，我们将选定的原材料分两批进行配制。第一批配制了12组、平均强度R28=64.7MPa，运用12组试验结果进行回归分析，确定初步配合比。第二批运用初步配合比进行调试和验证制件9组、平均强度R28=66.8MPa，再次用9组试验结果进行回归分析和建立回归方程。通过对两批配制混凝土进行强度结果比较，并进行经济分析，确定基准配合比如下：
表4 混凝土基准配合比（kg/m3）
5、混凝土拌合性能试验
试验采用60L的搅拌机，搅拌采用二次搅拌工艺，其投料顺序为：投入砂→投入胶凝材料→预拌30s→投入液态材料→继续搅拌30s→投入粗骨料继续搅拌120s→出机。出机后立即进行初始坍落度、扩散度试验和含气量测试，静置30min，再做坍落度、扩散度和泌水率试验。所配制的C50高性能混凝土具有如下性能指标：
5.1 坍落度：180—200mm，不离析，不泌水，和易性良好；
5.2 坍落度损失：30min损失最大值为25mm；
5.3 扩展度：480—520mm；
5.4 含气量：2.8%—3.5%；
5.5 表观密度：2460—2480kg/m3
6、混凝土力学性能试验
由于混凝土配合比试验所处时间段为冬季，对所制混凝土试件进行了蒸汽养护和标准养护，其混凝土力学性能试验结果见表 6。后对混凝土夏季自然养护的力学性能试验和数据统计分析，其力学性能数据也基本能达到表 6的标准。
表6 混凝土力学性能试验结果
结果表明，试验混凝土强度具有稳定性和可行性，满足C50混凝土的配制要求， 富余系数合理，且强度发展情况良好，能够满足设计和施工要求。
7、混凝土耐久性试验
将试件送陕西西建科建筑工程材料检测有限公司进行耐久性试验。陕西西建科建筑工程材料检测有限公司对送检的配合比耐久性能试验出具合格报告，各项指标全部合格。
8、配合比的现场施工检验及调整和优化
通过现场施工的检验测试，混凝土的工作性能都能达到预期的要求，泵送流畅，强度和弹性模量的增长符合施工的节拍。并根据现场施工的一些特点，对混凝土配合比进行了进一步的调整和优化，其优化后的施工配合比见表8-1、8-2：
表8-1 混凝土配合比（kg/m3）
表8-2 混凝土配合比参数
9、要点控制
9.1、对混凝土配合比，原材料的选择尤为关键。选用干净、规格、指标性能好的原材料对混凝土强度的形成、拌合物的工作性都有很大的影响。
9.2、对相同的混凝土配合比，采用不同的原材料及不同的外加剂掺量对混凝土的强度、工作性能等有较大的影响，其中外加剂的影响尤为突出。
9.3、混凝土的配合比设计，应根据不同的应用环境和工艺来设计并优化得到。
9.4、在施工过程中，要动态观察各种原材料的波动变化，针对变化及时调整并优化配合比，以此来满足施工要求。
参考文献
[1] JGJ55-2011普通混凝土配合比设计规程 北京：人民交通出版社：2011
[2] JTG/T F50-2011公路桥涵施工技术规范 北京：人民交通出版社：2011
[3] JT/T523-2004 公路工程混凝土外加剂 北京：人民交通出版社：2004
[4] JGJ/T23-2011回弹法检测混凝土抗压强度技术规程 北京：中国建筑工业出版社：2011
【关键词】 混凝土 耐久性 配合比 设计 要点控制
1、概述
由中铁十五局七公司承建的西安市二级路网G1标高陵鹿苑渭河公路特大桥。其中有120片50mT梁的预制任务。所用混凝土为C50泵送混凝土，如何保证混凝土的质量，使其满足桥梁设计的规范要求，对混凝土的选配和现场质量控制都提出了较高的要求。并根据现场的预制施工工艺，混凝土采用了混凝土运输车运送的短距离泵送的方案。
2、原材料的选择
根据设计图纸、业主要求及工程施工需要以及原材料质量、供应能力、资源等综合因素考虑，决定选用以下几种原材料进行C50混凝土的配制。
2.1、水泥
選用冀东海德堡（泾阳）水泥有限公司生产的P.O52.5R盾石牌水泥，其各项指标均符合现行国家标准。
2.2、细骨料
选用高陵柏言砂厂生产的渭河河砂，细度模数为Mx=2.81，堆积密度为1.512 g/cm3，表观密度为2.601 g/cm3，为Ⅱ区中砂。
2.3、粗骨料
选用富平龙光石料厂生产的人工碎石，最大公称粒径为26.5mm，5-25mm的连续级配，表观密度为2.710 g/cm3，细档碎石（5～16mm），粗档碎石（16～26.5mm）。试验搭配分析研究，具体结果见表2.3：
表1 粗骨料中不同粗细成分搭配时的
堆积密度
从上表可以看出：细档碎石与粗档碎石的比例为3：7时，粗骨料的堆积密度最大。因此，试验中主要采用此搭配的粗骨料。
2.4、外加剂
选用了西安华宏建筑工程科技有限公司生产的HY-PC型聚羧酸类高性能减水剂。并与盾石牌水泥进行了净浆流动度试验，减水剂掺量为1.1%。结果见下表：
表2 盾石牌水泥和华宏减水剂
适应性试验结果
3、配合比试验配制原则及方案的初步选择
工程应用时施工条件与试验室条件差异对混凝土的强度和有关参数指标的影响特别大，高性能混凝土尤为突出。我们充分考虑了上述因素，采用以下初步方案：
3.1、水泥用量的选择
根据经验，C50混凝土水泥用量450kg-520kg/m3能够满足强度要求，我们选择481kg/m3进行试验，实际施工中根据强度评定情况给予适当调整。
3.2、砂率的选择
混凝土常用砂率在33%-41%之间，但从泵送混凝土角度考虑，砂率过小，导致流变参数下降，对可泵性不利，容易堵塞管道。工程实践证明，使用中砂时，砂率一般控制在36%左右最佳。
3.3、坍落度的控制
T梁混凝土入模坍落度应不小于120mm。为确保其可泵性，考虑到环境温度和输送距离及混凝土在输送管内的坍落度损失，混凝土出机坍落度应该控制在180±20mm，30min经时损失不大于30mm。
3.4、含气量的控制
混凝土出机含气量控制在2-4%。
4、确定基准配合比
根据以上方案原则，我们将选定的原材料分两批进行配制。第一批配制了12组、平均强度R28=64.7MPa，运用12组试验结果进行回归分析，确定初步配合比。第二批运用初步配合比进行调试和验证制件9组、平均强度R28=66.8MPa，再次用9组试验结果进行回归分析和建立回归方程。通过对两批配制混凝土进行强度结果比较，并进行经济分析，确定基准配合比如下：
表4 混凝土基准配合比（kg/m3）
5、混凝土拌合性能试验
试验采用60L的搅拌机，搅拌采用二次搅拌工艺，其投料顺序为：投入砂→投入胶凝材料→预拌30s→投入液态材料→继续搅拌30s→投入粗骨料继续搅拌120s→出机。出机后立即进行初始坍落度、扩散度试验和含气量测试，静置30min，再做坍落度、扩散度和泌水率试验。所配制的C50高性能混凝土具有如下性能指标：
5.1 坍落度：180—200mm，不离析，不泌水，和易性良好；
5.2 坍落度损失：30min损失最大值为25mm；
5.3 扩展度：480—520mm；
5.4 含气量：2.8%—3.5%；
5.5 表观密度：2460—2480kg/m3
6、混凝土力学性能试验
由于混凝土配合比试验所处时间段为冬季，对所制混凝土试件进行了蒸汽养护和标准养护，其混凝土力学性能试验结果见表 6。后对混凝土夏季自然养护的力学性能试验和数据统计分析，其力学性能数据也基本能达到表 6的标准。
表6 混凝土力学性能试验结果
结果表明，试验混凝土强度具有稳定性和可行性，满足C50混凝土的配制要求， 富余系数合理，且强度发展情况良好，能够满足设计和施工要求。
7、混凝土耐久性试验
将试件送陕西西建科建筑工程材料检测有限公司进行耐久性试验。陕西西建科建筑工程材料检测有限公司对送检的配合比耐久性能试验出具合格报告，各项指标全部合格。
8、配合比的现场施工检验及调整和优化
通过现场施工的检验测试，混凝土的工作性能都能达到预期的要求，泵送流畅，强度和弹性模量的增长符合施工的节拍。并根据现场施工的一些特点，对混凝土配合比进行了进一步的调整和优化，其优化后的施工配合比见表8-1、8-2：
表8-1 混凝土配合比（kg/m3）
表8-2 混凝土配合比参数
9、要点控制
9.1、对混凝土配合比，原材料的选择尤为关键。选用干净、规格、指标性能好的原材料对混凝土强度的形成、拌合物的工作性都有很大的影响。
9.2、对相同的混凝土配合比，采用不同的原材料及不同的外加剂掺量对混凝土的强度、工作性能等有较大的影响，其中外加剂的影响尤为突出。
9.3、混凝土的配合比设计，应根据不同的应用环境和工艺来设计并优化得到。
9.4、在施工过程中，要动态观察各种原材料的波动变化，针对变化及时调整并优化配合比，以此来满足施工要求。
参考文献
[1] JGJ55-2011普通混凝土配合比设计规程 北京：人民交通出版社：2011
[2] JTG/T F50-2011公路桥涵施工技术规范 北京：人民交通出版社：2011
[3] JT/T523-2004 公路工程混凝土外加剂 北京：人民交通出版社：2004
[4] JGJ/T23-2011回弹法检测混凝土抗压强度技术规程 北京：中国建筑工业出版社：2011