關(guān)于C80高強(qiáng)度混凝土配比的初步探索

吳溪

摘 ? 要：高強(qiáng)混凝土是指以水泥、砂石，礦物摻合料為原材料，并摻一定量的高效或高性能減水劑，采用一般的制作工藝配置的混凝土。高強(qiáng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)在C60～C100之間，具有強(qiáng)度高，工作性能好、變形小、耐久性強(qiáng)、抗凍性好的特點(diǎn)，可用于小截面，大跨、重載的結(jié)構(gòu)。本文通過(guò)不同配比參數(shù)的比對(duì)試驗(yàn)，對(duì)試驗(yàn)件的差異及結(jié)果參數(shù)進(jìn)行分析，初步了解了C80高強(qiáng)混凝土的配比設(shè)計(jì)參數(shù)及高強(qiáng)度混凝土對(duì)原材料的要求。

關(guān)鍵詞：高強(qiáng)混凝土 ?材料 ?配比

中圖分類(lèi)號(hào)：TU52 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2019）10（b）-0007-02

1 ?高強(qiáng)混凝土配制的材料要求

1.1 高效減水劑

C60以上混凝土的水膠比對(duì)強(qiáng)度非常敏感，且數(shù)值很低（C80 的混凝土水膠比小于0.3），因而，如何合理?yè)接糜糜谡{(diào)節(jié)混凝土流動(dòng)性和坍落度的高效減水劑，如何保證在混凝土工作性及水泥用量不變的條件下，大幅度減少用水量對(duì)配制高強(qiáng)混凝土有著至關(guān)重要的作用。

1.2 水泥

對(duì)于C60等級(jí)及以上的高強(qiáng)混凝土而言，配置混凝土用的水泥應(yīng)采用標(biāo)號(hào)在42.5以上的普硅、硅酸鹽水泥配制（一般采用52.5標(biāo)號(hào)的硅酸鹽水泥），每立方米混凝土的水泥用量一般在450～550kg左右。

1.3 骨料

骨料的性質(zhì)直接影響混凝土的品質(zhì)。一般而言混凝土強(qiáng)度與骨料的強(qiáng)度成正比。因此多采用巖石抗壓強(qiáng)度在100MPa以上的石灰?guī)r和花崗巖作為混凝土用粗骨料，并且為了保證混凝土的密實(shí)，防止混凝土內(nèi)部有較大缺陷和空洞，宜選用小粒徑骨料作為配置材料（通常骨料最大粒徑不超過(guò)25mm）。細(xì)骨料應(yīng)選用干凈的、顆粒均勻的天然中粗河砂，細(xì)度模數(shù)宜在2.6～3.2。

1.4 摻合料

摻加礦物摻合料可提高混凝土拌合物工作性能，降低用水量，提高混凝土密實(shí)性，從而達(dá)到提高混凝土強(qiáng)度和抗?jié)B性能的效果，礦物摻合料摻量一般占膠凝材料總量的 10%～30%。

2 ?試驗(yàn)方案及設(shè)計(jì)

配比原材料信息：

砂：細(xì)度模數(shù)2.8～3.1，含泥量0.6，堆積密度1510kg/m3，表觀密度2610kg/m3。

碎石：分兩種，10～20mm一級(jí)（大石子），5～10一級(jí)（小石子），石子含泥量1.0%，壓碎指標(biāo)10%，針片狀含量7%使用時(shí)應(yīng)摻配，強(qiáng)度80MPa以上。

水泥：P.II52.5R水泥，28d強(qiáng)度61.2MPa。

外加劑：采用江西創(chuàng)久新型的LCX-9高性能標(biāo)準(zhǔn)型減水劑，在摻量為1.0%時(shí)，實(shí)測(cè)減水率為38%，摻量為1.1%時(shí)，實(shí)測(cè)減水率為40%。

粉煤灰：采用F類(lèi)II級(jí)灰，其細(xì)度為1.25，需水量比為97。

礦粉：采用7d活性指數(shù)為75%、28d活性指數(shù)為96%的礦粉。

混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C80，根據(jù)用水量，外加劑摻量及水膠比的不同，分別設(shè)計(jì)了以下混凝土配比，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

3 ?試驗(yàn)結(jié)果及原因分析

各批次混凝土坍落度，強(qiáng)度測(cè)定值見(jiàn)表2。

（1）石子摻配與混凝土強(qiáng)度關(guān)系分析。

從表3可知，在膠凝材料，外加劑摻量，水膠比大致相同的情況下A05強(qiáng)度明顯比A04，A06低一個(gè)等級(jí)，對(duì)比A05，A06破壞后的截面后，可以看出A05混凝土試件完全碎裂，A06混凝土試件只是表面剝落，整體性未破壞，觀察混凝土的截面構(gòu)造可知，A06大小石子相互交錯(cuò)，級(jí)配良好，大石子之間的間隙基本被填滿，且整體石子粒徑偏小。而A05石子偏大，劈裂面一般是在大石子破壞處，且大石子缺乏小石子填充。

由以上對(duì)比可知，對(duì)于高強(qiáng)混凝土，石子級(jí)配，粒徑大小是關(guān)鍵，宜選用連續(xù)級(jí)配，且石子粒徑小于20mm的石子。尤其是當(dāng)石子強(qiáng)度，粒型不滿足要求的情況下，應(yīng)減小大粒徑石子含量，提高小石子比例，增加混凝土密實(shí)性，減少混凝土內(nèi)部空洞和缺陷。從而降低粗骨料強(qiáng)度不足對(duì)混凝土強(qiáng)度的負(fù)面影響。

（2）水膠比與膠凝材料對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響。

對(duì)比表4的數(shù)據(jù)后可發(fā)現(xiàn)當(dāng)水膠比為0.23以下時(shí)，其強(qiáng)度可以達(dá)到80MPa以上，而且強(qiáng)度越高，水膠比越小。且外加劑摻量為1.1%左右。因而，可以得出結(jié)論：

（1）膠凝材料用量越多，水泥比重越大，混凝土強(qiáng)度越高。

（2）高性能外加劑摻量增加對(duì)混凝土的強(qiáng)度增加起到正面效應(yīng)。

故可得出結(jié)論，混凝土水膠比為0.23以下為宜，且外加劑摻量為1.1%左右。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)外加劑摻量為1.1%～1.2%時(shí)，用水量為140kg/m3左右，混凝土工作性能良好，且有較好的流動(dòng)性。由于高強(qiáng)混凝土配置強(qiáng)度是設(shè)計(jì)強(qiáng)度的1.15倍，即C80混凝土其配置強(qiáng)度應(yīng)為92MPa以上，故水膠比可降0.05，由0.23降至0.16，0.17左右。

針對(duì)上述結(jié)果，對(duì)配比進(jìn)行調(diào)整，試配混凝土A07，其配比信息見(jiàn)表5。

經(jīng)試驗(yàn)，A07的坍落度為230mm、混凝土的7d強(qiáng)度為71.7MPa，28d強(qiáng)度為93.2MPa，基本滿足C80高強(qiáng)混凝土的要求

4 ?結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)7組不同配比的混凝土進(jìn)行試驗(yàn)，以外加劑摻量、用水量、水膠比、膠凝材料用量、原材料性能作為分析因素，進(jìn)行高強(qiáng)度混凝土試配分析，可以確定以下配制C80高強(qiáng)混凝土要點(diǎn)：

（1）混凝土強(qiáng)度為80MPa以上時(shí)，水膠比宜選用0.16～0.20。

（2）高性能外加劑摻量應(yīng)為1.1%～1.2%（按照廠家推薦摻量），此時(shí)外加劑減水率可達(dá)40%以上。

（3）石子的強(qiáng)度宜為1.2倍的混凝土強(qiáng)度（即96MPa）左右，石子最大粒徑應(yīng)小于20mm，且配置時(shí)應(yīng)采用5～10mm石子與10～20mm石子摻配，已達(dá)到理想的級(jí)配效果。

參考文獻(xiàn)

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