c50砼配合比设计心得

C50混凝土配合比设计中的体会强化对减水剂定性、定量分析以及W/C—F曲线研究，可以有效减少工作量、节省时间，优化混凝土配合比设计。关键词：关键词：减水剂；分析；W/C—F曲线研究；配合比设计C50混凝土配合比设计中，试验人员依据设计要求确定用水量WO和Sp等指标进行试验，但也存在“一前一后”两点不足：一前是试验开始前缺乏对减水剂的“定性、定量”的试验；一后是试验完成后对W/C—F曲线认识不足。目前试验人员在进行掺有减水剂的混凝土配合比设计时，通常不对减水剂进行定性试验而直接选取减水剂的推荐掺量点作为混凝土配比的最佳掺量点，其结果造成工作量的增加或减水剂的不经济。另外C50混凝土主要依据《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55—2000来设计的。该设计方法是以基准配合比为基础，水灰比上下浮动0.02～0.03共3组配合进行试拌，按工作性好坏，对Sp、WO及外加剂等作适当调节；最后利用W/C—F的线性关系进行强度调节确定配合比，这方法以其简单易行，也是我们目前主要的试验方法，但是已显不足。现以C50混凝土配合比设计为例来说明上述问题。1原材料选择a)碎石最好选用连续级配，这样更容易使混凝土达到最佳密实，骨料的最大粒径宜选用小于25mm.最好选用取质地坚硬、洁净的碎石。b)砂对C50以上混凝土的拌和物和易性的影响比碎石要大。优先选取级配良好的江砂或河砂，其细度模数宜控制在2.6～3.1.c)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%.d)选择配比时，水泥一般采用大于或等于P.O42.5，如果其保证系数很低需要用外加剂来提高其强度。e)减水剂同时具有增加混凝土强度和流动性，在高标号混凝土中掺入一定量的减水剂或高效减水剂，能够起能提高混凝土的强度的作用。2原材料检验a)碎石产地为沁水宋庄石料厂，规格为10～20mm和5～15mm两种。b)砂采用天然河砂，产地湖北，细度模数为2.92.c)水泥采用符合国家标准的河南坚固P.O42.5，3d抗压强度20.4MPa；28d抗压强度48.4MPa.原材料指标汇总如表1.表1碎石、砂原材料主要指标碎石10～mm（35%）10～20mm（35%）含泥量0.2%针片状含量3.3%mm（65%）5～15mm（65%）含泥量0.4%针片状含量2.8%砂含泥量0.8%细度模数为2.92级配良好，其他指标合格级配良好，级配良好，其他指标合格级配良好，d)外加剂有上海PHEOPLUS25混凝土高效减水剂（液体），掺量范围为0.8%～1.5%，推荐掺量为0.8%；郑州浩源FDN-1高效减水剂（粉状），掺量范围为0.3%～1.5%，推荐掺量为0.5%～1.0%；山西黄腾UNF-1高效减水剂（粉状），掺量范围为0.5%～1.0%，推荐掺量为0．75%.减水剂的“定性、定量”分析，所谓“定性”指选择适合于做该混凝土配合比的减水剂，我们主张必须使用高效减水剂，因为如果使用普通减水剂，对水泥混凝土有三大害处：⑴砼强度增加幅度少⑵不便于养护，如果高温养护时，普通减水剂易发生分解失效，产生裂缝或表面起鼓膨胀⑶水化生成结构粗大。所谓“定量”指对某一确定减水剂的准确掺量，如果减水剂太少，减水效果不显著；太多，超过减水剂饱和掺量点后，不仅流动性不再增加，砼还会产生离析，影响砼质量，同时还增加成本。良好的减水剂不仅能够增加混凝土的流动性，利于混凝土的搅拌、成型，而且在保证一定的流动性时,还要求混凝土坍落度损失不要太快,即经时损失率要小，因此作为定性分析水泥与减水剂相容性的参数不应是1个,而应是流动性、经时损失2个参数。通过试验可知上海PHEOPLUS25混凝土高效减水剂与坚固P.O42.5相容性最好。之后要对PHEOPLUS25混凝土高效减水剂进行定量分析，也就是寻找该减水剂的饱和掺量点，伴随着减水剂掺量的增大，水泥浆的流动度开始时逐渐增大，当达到一定掺量点后，水泥浆流动性不再随减水剂的掺量增大而增大，这一掺量点称为“饱和掺量点”。如果从经济成本的角度考虑，饱和掺量点应为减水剂的最佳掺量点，因为此时是达到最大流动度时减水剂的最小掺量。从掺量与成本两个方面考虑，本配合比试验选择的掺量为1.0%.其试验结果如表2.表23种减水剂的定性检测减水剂上海PHEOPLUS25指标减水剂掺量（采用推荐掺量）减水剂掺量（采用推荐掺量）%开始时流动度(cm)开始时流动度(cm)后流动度(cm)经0.5h后流动度(cm)后流动度(cm)经1h后流动度(cm)匹配性0.829.529.128.5良好1.022.521.118.3一般0.7518.117.515.4最差FDN郑州浩源FDN-1UNF山西黄腾UNF-1表3PHEOPLUS25减水剂定量检测减水剂掺量0.85流动度(cm)流动度(cm)29.无泌水减水剂掺量1.236.0流动度(cm)流动度(cm)少泌水0.91.01.133.035.435.8无泌水无泌水少泌水1.31.41.536.836.235.7较多泌水较多泌水多泌水3配合比的设计过程a)试配强度的确定通常C50混凝土施工配制强度要求大于等于59.9MPa，其计算式如下：fcu,0=fcu,k+1.645×σ,式中:fcu,0为混凝土的施工配制强度；Fcu,k为混凝土的设计配制强度；σ为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6.0MPa.b）水灰比的确定为了更好的比较混凝土强度与水灰比之间的相互关系，我们在设计C50混凝土时采用以下0.31、0.33、0.35、0.37、0.39、0.41、0.43七个水灰比进行试拌，来确定最佳水灰比。本试验采用0.35作为基准水灰比。c）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综合确定，本设计坍落度为100～120mm,本配比用水量选用160kg/m.具体试验数据如表4.3d）砂率为34%±1%.e）砂、石用量按绝对体积法计算。f）PHEOPLUS25混凝土高效减水剂，其掺量为水泥重量的1.0%.具体试验数据如下：表4不同水灰比下各组混凝土试验数据28d水灰比序号W/C123450.430.410.390.370.35Sp3635353434W:C:S:G强度160:372:690:1228160:390:665:1235160:410:658:1222160:432:632:1226160:457:623:12101.0%1.0%1.0%1.0%1.0%10812011211810649.653.057.061.667.5砂率各材料组成比例减水剂坍落度抗压670.333333160:485:596:1209160:516:585:11891.0%1.0%11510364.759.70.31由上图我们可以看出W/C～F不是真正意义上的线性关系，我们进行配合比设计所依据的前题就出现了偏差，为什么会出现这种现象？我们在进行这类配合比设计时应注意什么，怎样才能选择出最优的混凝土配合比？通过强度与水灰比曲线，水灰比减小到一定值时，其强度值会下降，其主要原因有：a)水灰比影响根据混凝土强度水灰比定则指出：“对于一定材料，强度取决于一个因素，即水灰比。”由此看来，水灰比与强度成正比关系。如果W/C小于最小水灰比用量，浆体将自我干燥，强度反而下降b)集灰比影响混凝土强度大于35MPa时，集灰比的影响就较为明显地表现出来。在相同水灰比时，混凝土强度随着集灰比的增大而提高。这是因为：集料数量增大，吸水量也增大，从而有效水灰比降低；混凝土内孔隙总体积减小；集料对混凝土强度所引起的作用更好地发挥。上述两个原因导致了在相同的用水量的情况下并不是水泥含量越多越好，在某一界限后，水泥含量过多，不仅不会增加该混凝土的强度，反而会降低混凝土的强度。因此在设计低标号的混凝土时，混凝土强度与水灰比的关系为线性关系，我可以采用W/C—F曲线来找到最佳水灰比，而在设计高标号混凝土时，如果水灰比过小时，W/C—F的关系反常，不主张通过曲线来找最佳水灰比。4结语在进行此类水泥混凝土配合比设计时，我们关键要注意以下3个问题：a)用P.O42.5水泥来配制C50混凝土时，最重要的环节是减水剂的选择，适宜的减水剂掺量不但能够提高流动性能，而且还能节省水泥用量，所以在实际生产中减水剂的掺量应控制在饱和点附近为宜。b)C50混凝土依照普通混凝土配合比来设计的，其配制强度的确定、水灰比的计算、砂率及单位用水量的选取都是以鲍罗公式为依据的，即认为混凝土的强度与水灰比成线性关系，水灰比越小，强度越高。但我们发现混凝土强度超过C50以后，这个线性关系就不复存在。但是实际配比过程中，如果水灰比过小，C50混凝土配比会不准确。c)C50混凝土配合比确定后，必须对配合比进行多次的重复试验进行验证，其平均值不应低于配制的强度值，确保其稳定性。加强混凝土配合比设计过程中的“一前一后”的控制，能够减少试验的工作量，才能使混凝土配合比设计工作更加科学、准确，从而获得最经济和适用的混凝土。参考文献：参考文献：[1]中国建筑科学研究院.JGJ/T55—2000混凝土配合比设计规程[S].北京：中国建筑工业出版社,2001.[2]杨永民，林永权，林东，等.减水剂饱和点与水泥浆体流动性及硬化性能关系的研究[J].混凝土,2007(3):42-45.