C50泵送砼配合比设计重点分析

C50泵送砼配合比设计重点分析

李丽军

中国云南路建集团股份公司

摘要：在目前的公路桥梁的建设中，在一些特殊的施工环境需要采用C50泵送砼，但是，要想发挥砼的作用，提升交通工程桥梁结构的强度、牢固度等力学性能，必须要对砼的配合比进行有效的设计和试验，使其达到相关建设的需要，否则将会造成相关工程项目出现质量缺陷和增大生产成本。因此，笔者首先论述C50泵送砼的设计思路和原则，然后对C50砼配合比的设计重点进行分析，以期能促进相关工程对于C50砼的配合比选择，节省时间，保证工程建设质量。

关键词：C50泵送砼；配合比；设计重点

在近些年的交通道路建设高潮过程中，我国的交通工程施工行业施工工艺水平和技术水平都有较大程度的提升，但是，在这些交通工程发挥作用的过程中，一些桥梁出现了质量问题，经过仔细的研究和分析，发现这些问题中有一部分是由于泵送砼配合比的设计不合理导致的，主要体现在砼的强度不合格，出现收缩型的裂缝和不协调的外观颜色等质量缺陷，这些问题的存在，对于施工企业和砼的供应企业造成了不小的负面影响。砼作为一种悬浮密实结构的物品，要想有效的形成一定的强度，其主要原理是水泥发生有效的水化反应，从而获得足够的凝结力。对于砼而言，砼强度不仅服从水灰比定则，还需要符合密实定则。当前，应用于交通工程桥梁结构的泵送砼，对于其可泵性提出了更高的要求，需要砼的粘聚性能足够，使其在运输、泵送和施工中不会出现分离。因此，笔者结合自身工作经历，对C50砼的配合比进行分析，以期使大家认识到配合比对于C50砼质量的重要性。

一、C50泵送砼配合比设计原则及思路

（一）砼配合比设计原则

由于部分C50砼需要借助泵送至桥梁的主体进行浇筑，因此，本文在论述配合比设计时，不仅考虑使其强度、伸缩性能等得到保证，还结合泵送砼的工艺特点，综合确定其配合物质的组成及比例。具体而言，在设计时，需要遵循的基本原则如下：（1）对于原材料的选择、质量检验、砼泵的种类、输送砼的管道的直径、长度、浇筑生产现场的气候条件和浇筑工艺等应进行充分的考虑，需要结合建立稳定的骨架所需骨料的用量来决定，保证砼能够达到最大限度的填充原则。（2）配置的砼需要在经历砼泵的压送传输之后，依然能够具有和易性、均质性、强度和耐久性等方面的质量要求。（3）在砼的配合比的成分构成上，应适量添加一些减水型的塑化剂等外加剂，使构成的水灰比下降，从而在保证强度的前提下改善砼的可泵性。图一，为某桥梁建筑工地C50砼浇筑中使用的泵车。

图一C50砼泵送浇筑现场示意图

（二）配合比设计思路

首先选择粗骨料（5到40毫米）的数量，使其能够有效的形成密布均匀和力度适宜的空间骨架网格结构，然后再选择细骨料（小于5毫米）的数量，使这些细骨料添加之后能够最大限度的将整个空间骨架结构的缝隙填充完全，然后考虑适宜的凝胶材料，使这种材料的浆体能够有效满足粗骨料和细骨料之间的粘合和缝隙的填补，而且还能将各种骨料颗粒进行包裹，最终形成均匀密实的砼，实现强度可靠、耐久性能优良的建设用材要求。此外，由于泵送砼对粗骨料有着特殊的要求，在配合比设计时也应考虑。一般，125管径的输送管对于碎石直径应控制在30毫米以下，150管的碎石直径控制在40毫米以下。最后，对于骨料级别的选择也应作为配合比设计中需要考虑的。因为粗骨料的外形及粒径大小直接关系到其表面积及包裹物对其的附着力，从而影响细骨料和灰浆的使用量。

二、C50泵送砼配合比设计重点

按照前述的配合比设计思路和设计原则，在设计初期对砼的可泵性、坍落度、粘聚性等方面的性能列出了具体的要求，在配合比设计过程中，则依据相关参数对配合比进行计算分析，对配置出来的砼进行试验，检验上述相关参数是否达标。现以笔者亲自参与建设的文山至天保二级公路第8合同段K109+130.926-20m预应力T型连续梁桥，C50砼配合比设计为列，将对具体的配合比设计流程和设计重点进行论述。

图二文天公路K109+130.926-20m预应力T型连续梁桥

建设过程中

（一）设计情况：砼抗压强度等级为C50，使用部位：T梁预制、湿接缝等。

（二）原材料的基本情况

水泥：选择云南国资水泥红河有限公司生产的P.052.5水泥，表观密度为3100Kg/m3，对其3d和28d的抗压强度进行实际测试，分别为36.2MPa和57.8MPa，其他性能指标符合GB175-1999的要求。

细集料：选用弥勒江底河砂，细度模楼3.07，属于中砂，该砂表观密度为2673Kg/m3，堆积密度为1586Kg/m3，含泥量为0.8%，坚固性为1.8%，压碎值为13.5%。

粗集料：采用麻栗坡冬瓜石料场石灰岩材质的碎石，级配为4.75至31.5毫米连续粒级，碎石的表观密度为2730Kg/m3，堆积密度为1496Kg/m3，压碎值为11.2%，针片状含量为3.6%。

外加剂：采用马贝建筑材料（上海）有限公司SX-C16聚羧酸高性能减水剂，减水率为20%-30%，掺量为水泥用量的1%。

粉煤灰：所用粉煤灰为昆明电厂生产，质量等级为I级，取代率为15%，采用超量取代法，超量系数取1.3。

水：居民饮用水。

（三）配合比设计重点

1、水灰比的选择

在砼的实际使用过程中，从原料到最后的施工现场的使用，其中掺加的拌和水的用量和水泥灰的比例息息相关。因此，为了使得水泥能够有效的水化，而且方便砼在施工中的运输、浇筑和捣实，需要对水灰比进行有效的确定，从而保证整个砼能够达到实际使用要求。一般，对于水灰比的选择，只需在0.35到0.45之间考虑即可。如果水灰比小于0.35，则会出现砼的流动阻力显著增大的问题；而如果水灰比大于0.45，虽然流动阻力会快速降低，但是砼的拌和物在这个过程中比较容易离析，不便于进行泵送传输。

2、砂率的确定

由于C50砼主要是应用在桥梁工程上部结构中，因此，对于其流动性能要求较高。在实际的工作中，对于C50砼进行配合比设计时，砂率对砼的流动性能有着重要的影响，因此也是在设计时重点需要注意的问题。合理砂率应该是砼拌合物在工作性能（流动性、粘聚性、保水性）、强度、耐久性得到全部保证的情况下，水泥用量最小时的砂率。由于砂率受到骨料的种类、砂石粒径、粒度分布、水泥用量等因素的影响，因此，在实际的配合比设计时，往往需要结合其他方面的几个注意的事项进行综合考虑，从而确定其砂率。一般，砂率控制在40%左右。最佳的砂率需要借助试验进行确定。

3、最小水泥用量确定

如果只考虑砼在普通工地进行使用，不需要进行泵送，那么水泥用量可以依据设计要求强度和水灰比进行确定，然而，为了确保C50砼能够有效的应用于特殊施工环境，需要进行泵送，在这个过程中，就要求砼必须具有足够的水泥砂浆将骨料表面包裹，而且能够润滑管壁，克服砼输送过程中的摩擦阻力，因此，最小水泥用量在确定时，需要依据泵送的高度与距离、输送管道型式、泵送压力和骨料种类等进行综合确定。

（四）C50砼配合比试验

结合以上对配合比设计重点的分析，笔者结合实际情况，对C50砼的配合比进行如下的试验：本次采用50升砼搅拌机进行试拌，加料顺序为碎石～水泥～砂～水，外加剂采用同时掺，每个配合比均制作7d和28d两组试件，采用振动台振实成型，养护方法采用标准养护，粗细骨料均为干燥状态，具体试验结果如下表所示。

C50砼配合比试验结果

品种泵送泵送泵送水灰比0.330.350.37水（Kg/m³）170170170水泥（Kg/m³）438413390砂（Kg/m³）706718728碎石（Kg/m³）105910761093粉煤灰（Kg/m³）1009590高效减水剂（Kg/m³）5.385.084.8坍落度（mm）1781831967天抗压强度（MPa）62.758.447.828天抗压强度（MPa）69.662.353.7

通过试验数据，综合考虑砼的质量和性能以及经济性，我们最后选取了水灰比为0.35一组的配合比，并应用于工程实体，且取得较好的效果。

总结

对于C50砼，其配合比需要考虑的因素较多，在设计时，需要结合实际情况，确定最有效的配合比，节省物料、降低生产时长，提升使用性能，促进C50砼的应用。

参考文献：

[1]刘浩，邵腊庚.预应力T梁C50砼配合比设计[J].公路与汽运，2008，01：127-128+136.

[2]苏秀炼.C50砼配合比设计及现场施工质量控制[J].科技资讯，2008，21：58-59.