关于C80高强度混凝土配比的初步探索

吴溪

摘   要：高强混凝土是指以水泥、砂石，矿物掺合料为原材料，并掺一定量的高效或高性能减水剂，采用一般的制作工艺配置的混凝土。高强混凝土强度等级在C60～C100之间，具有强度高，工作性能好、变形小、耐久性强、抗冻性好的特点，可用于小截面，大跨、重载的结构。本文通过不同配比参数的比对试验，对试验件的差异及结果参数进行分析，初步了解了C80高强混凝土的配比设计参数及高强度混凝土对原材料的要求。

关键词：高强混凝土  材料  配比

中图分类号：TU52                                  文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）10（b）-0007-02

1  高强混凝土配制的材料要求

1.1 高效减水剂

C60以上混凝土的水胶比对强度非常敏感，且数值很低（C80 的混凝土水胶比小于0.3），因而，如何合理掺用用于调节混凝土流动性和坍落度的高效减水剂，如何保证在混凝土工作性及水泥用量不变的条件下，大幅度减少用水量对配制高强混凝土有着至关重要的作用。

1.2 水泥

对于C60等级及以上的高强混凝土而言，配置混凝土用的水泥应采用标号在42.5以上的普硅、硅酸盐水泥配制（一般采用52.5标号的硅酸盐水泥），每立方米混凝土的水泥用量一般在450～550kg左右。

1.3 骨料

骨料的性质直接影响混凝土的品质。一般而言混凝土强度与骨料的强度成正比。因此多采用岩石抗压强度在100MPa以上的石灰岩和花岗岩作为混凝土用粗骨料，并且为了保证混凝土的密实，防止混凝土内部有较大缺陷和空洞，宜选用小粒径骨料作为配置材料（通常骨料最大粒径不超过25mm）。细骨料应选用干净的、颗粒均匀的天然中粗河砂，细度模数宜在2.6～3.2。

1.4 掺合料

掺加矿物掺合料可提高混凝土拌合物工作性能，降低用水量，提高混凝土密实性，从而达到提高混凝土强度和抗渗性能的效果，矿物掺合料掺量一般占胶凝材料总量的 10%～30%。

2  试验方案及设计

配比原材料信息：

砂：细度模数2.8～3.1，含泥量0.6，堆积密度1510kg/m3，表观密度2610kg/m3。

碎石：分两种，10～20mm一级（大石子），5～10一级（小石子），石子含泥量1.0%，压碎指标10%，针片状含量7%使用时应掺配，强度80MPa以上。

水泥：P.II52.5R水泥，28d强度61.2MPa。

外加剂：采用江西创久新型的LCX-9高性能标准型减水剂，在掺量为1.0%时，实测减水率为38%，掺量为1.1%时，实测减水率为40%。

粉煤灰：采用F类II级灰，其细度为1.25，需水量比为97。

矿粉：采用7d活性指数为75%、28d活性指数为96%的矿粉。

混凝土设计强度等级为C80，根据用水量，外加剂掺量及水胶比的不同，分别设计了以下混凝土配比，具体数据见表1。

3  试验结果及原因分析

各批次混凝土坍落度，强度测定值见表2。

（1）石子掺配与混凝土强度关系分析。

从表3可知，在胶凝材料，外加剂掺量，水胶比大致相同的情况下A05强度明显比A04，A06低一个等级，对比A05，A06破坏后的截面后，可以看出A05混凝土试件完全碎裂，A06混凝土试件只是表面剥落，整体性未破坏，观察混凝土的截面构造可知，A06大小石子相互交错，级配良好，大石子之间的间隙基本被填满，且整体石子粒径偏小。而A05石子偏大，劈裂面一般是在大石子破坏处，且大石子缺乏小石子填充。

由以上对比可知，对于高强混凝土，石子级配，粒径大小是关键，宜选用连续级配，且石子粒径小于20mm的石子。尤其是当石子强度，粒型不满足要求的情况下，应减小大粒径石子含量，提高小石子比例，增加混凝土密实性，减少混凝土内部空洞和缺陷。从而降低粗骨料强度不足对混凝土强度的负面影响。

（2）水胶比与胶凝材料对混凝土强度的影响。

对比表4的数据后可发现当水胶比为0.23以下时，其强度可以达到80MPa以上，而且强度越高，水胶比越小。且外加剂掺量为1.1%左右。因而，可以得出结论：

（1）胶凝材料用量越多，水泥比重越大，混凝土强度越高。

（2）高性能外加剂掺量增加对混凝土的强度增加起到正面效应。

故可得出结论，混凝土水胶比为0.23以下为宜，且外加剂掺量为1.1%左右。

通过实验发现，当外加剂掺量为1.1%～1.2%时，用水量为140kg/m3左右，混凝土工作性能良好，且有较好的流动性。由于高强混凝土配置强度是设计强度的1.15倍，即C80混凝土其配置強度应为92MPa以上，故水胶比可降0.05，由0.23降至0.16，0.17左右。

针对上述结果，对配比进行调整，试配混凝土A07，其配比信息见表5。

经试验，A07的坍落度为230mm、混凝土的7d强度为71.7MPa，28d强度为93.2MPa，基本满足C80高强混凝土的要求

4  结语

通过对7组不同配比的混凝土进行试验，以外加剂掺量、用水量、水胶比、胶凝材料用量、原材料性能作为分析因素，进行高强度混凝土试配分析，可以确定以下配制C80高强混凝土要点：

（1）混凝土强度为80MPa以上时，水胶比宜选用0.16～0.20。

（2）高性能外加剂掺量应为1.1%～1.2%（按照厂家推荐掺量），此时外加剂减水率可达40%以上。

（3）石子的强度宜为1.2倍的混凝土强度（即96MPa）左右，石子最大粒径应小于20mm，且配置时应采用5～10mm石子与10～20mm石子掺配，已达到理想的级配效果。

参考文献

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[2] 张应立.现代混凝土配合比设计手册[M].北京：人民交通出版社，2002.

[3] 赵丽萍.浅谈水泥混凝土配合比设计中值得注意的几个问题[J].科技信息：学术研究，2008（13）：52.