C60混凝土配合比设计及实际应用效果分析

陈杰，刘秀芳，周林

（1. 营口开发区建设工程质量监督站，辽宁 营口 115007；2. 营口市鲅鱼圈区盛源混凝土构件有限公司，辽宁 营口 115007）

0 前言

随着经济建设的发展，高层建筑越来越多，对混凝土设计强度等级要求越来越高，C60 混凝土经常被应用于混凝土工程中。我公司 2016 年承接了辽宁营口财富海景项目，其中 6# 楼层高 33 层，1～12 层柱子混凝土设计强度等级为 C60，数量总共 4000 多方，泵送施工；2017 年又承接了营口鲅鱼圈熊岳第二人民医院项目，主楼柱子和电梯井墙混凝土设计强度等级为 C60。试验室设计了多套 C60 混凝土配合比方案，通过试验对比，终于找出了针对高强高性能混凝土特点的混凝土配合比方案，用于实际生产中效果良好。以下是我公司试验室对 C60 混凝土配合比试验过程、试验结果及实际生产应用效果，分享给同行，作为参考。

1 C60 混凝土配合比设计思路

工作性能不理想泵送困难，所以设计时主要针对其特点，在保证强度的前提下，适当减少水泥用量加入混凝土用掺合料和高性能减水剂，使其能达到良好的使用效果。

2 原材料基本性能指标

（1）水泥：选用营口天瑞水泥厂生产的 P·O52.5水泥。天瑞水泥厂生产的水泥性能稳定，对外加剂适应性强，各项性能指标见表 1。

表1 水泥的基本性能

（2）粉煤灰：优质粉煤灰具有三大效应，形态效应、火山灰效应和微集料效应，利用粉煤灰的三大效应优化混凝土拌合物的和易性，提高混凝土耐久性，降低成本。选用的是营口鲅鱼圈华能电厂生产的 F 类Ⅰ级粉煤灰，各项性能指标见表2。

表2 粉煤灰性能指标

（3）矿渣粉：矿渣粉可以部分取代水泥，延缓水化速度降低水化热，改善工作性，对混凝土的后期强度有提高作用，降低成本。选用的是五矿营口中板有限责任公司生产的矿渣粉，各项性能指标见表3。

表3 矿渣粉性能指标

（4）硅灰：混凝土中的矿物掺合料粉煤灰和矿渣粉使用的比较普遍，硅灰的使用率比较低。硅灰通常被用于高强高性能混凝土中。硅灰颗粒直径是水泥颗粒直径的 1/100，颗粒形状是球状，表面光滑，通过延长搅拌时间，使硅灰颗粒高度分散于混凝土中填充在水泥颗粒之间而提高密实度；硅灰的颗粒形状优势可改善高强高性能混凝土拌合物的粘附性和凝聚性，从而增加混凝土拌合物柔性，提高工作性能；同时硅灰具有很高的活性，能更全面的与水泥水化产生的氢氧化物反应，提高混凝土后期强度和混凝土耐久性。项目选用的是营口仙人岛泰和硅业经销的硅灰，各项性能指标见表4。

（5）细骨料：选用符合高强高性能混凝土用砂标准的李官砂厂生产的河砂，各项性能指标见表5。

料场立标志牌，专料专用，严把质量关。

表4 硅灰性能指标 %

表5 河砂性能指标

（6）粗骨料：为增加混凝土密实性，粗骨料选规格 5～20mm 连续粒级的大石桥砂石厂生产的碎石，各项性能指标符合高强高性能混凝土用石标准，详见表6。

表6 碎石性能指标

（7）高性能减水剂：C60 混凝土胶凝材料多容重大，为了使减水剂充分、均匀地分散于混凝土拌合物中，可以按降低浓度、提高掺量的原则复配减水剂，同时延长混凝土搅拌时间。选用锦州凌云建材有限公司生产的聚羧酸系高性能减水剂，各项性能指标见表7。

表7 减水剂性能指标

3 实验室设计配合比及试验结果

3.1 配合比设计方案

胶凝材料 530～550kg/m3，砂率 40%～42%，硅灰设计为外掺法，水胶比 0.26～0.28。配合比见表8。

表8 配合比设计表 kg/m3

3.2 混凝土拌合物各项性能（表9）

表9 混凝土工作性能 mm

3.3 硬化混凝土力学性能

现如今搅拌站试验室混凝土试模尺寸通常都是(100×100×100)mm3的试模，高强度等级混凝土试块宜用标准尺寸试模制作，由于拌合物坍落度扩展度大不宜使用混凝土振动台振捣，人工插捣即可。硬化混凝土力学性能指标见表10。

表10 混凝土抗压强度 MPa

3.4 配合比方案选择

高强高性能混凝土的特点是强度高，拌合物工作性能较难控制，所以重点是保证强度、把握混凝土拌合物工作性，然后控制成本。对表8～10 试验结果对比分析，最终决定选用方案 8 作为生产用配合比。

4 实际生产中抽样混凝土性能检测结果

4.1 混凝土拌合物性能检测

由于 C60 混凝土的特殊性，每次生产 C60 混凝土都做开盘鉴定，调整的原则是水胶比保持不变的前提下，适当调整各种材料用量使混凝土拌合物的工作性能利于泵送，同时又能保证混凝土硬化后强度。选几次到达现场后等待不同时间的混凝土拌合物，开盘鉴定的结果、调整的结果及到达现场入泵前的工作性能检测结果列于表11～13。

表11 混凝土拌合物开盘鉴定结果

表12 混凝土拌合物开盘调整后结果

表13 混凝土拌合物入泵前工作性能检测结果

4.2 硬化后混凝土力学性能检测

每次生产 C60 混凝土站里和施工现场同时抽样制作试块，站里制作的试块进行标准养护，施工现场制作的试块进行同条件养护。不便将所有的抽样试块抗压强度全部列出，只列出部分强度数值于表14。

4.3 实际生产中注意事项

（1）严格把控原材料质量，用于 C60 混凝土的砂石专门堆放并做好标识。

（2）每次生产 C60 混凝土时砂子从多个部位取样，测砂子含水率。

（3）延长搅拌时间，使硅灰和减水剂高度分散于混凝土拌合物中。

（4）严格执行实验室根据砂子含水率给出的用水量，共同做开盘鉴定，由技术负责人根据开盘鉴定结果适当调整使拌合物工作性满足要求。

（5）时时跟踪工地施工进展情况，控制发车密度，避免工地压车等待时间过长。

表14 抽样试块标养和同条件养护条件下强度值

5 结语

强度等级为 C60 的混凝土为高强高性能混凝土，特点突出，水泥用量较高，早期强度发展更快，水化热高，为避免收缩裂缝产生，督促施工单位按规范要求对混凝土进行养护。为保障混凝土硬化强度，必须使用高质量的原材料。混凝土拌合物的工作性能较难控制，所以特殊配制适用于 C60 混凝土的高性能减水剂，通过试验（多做试验）找出最合适的掺合料掺量，特别是外掺硅灰（3%～5%），能够很好的解决混凝土拌合物粘黏僵硬的问题，起到软化混凝土拌合物的作用，大大改善混凝土拌合物的工作性能，同时对硬化混凝土的后期强度有帮助。总之，从原材料进场到实验室配合比的给出到生产搅拌到运输到工地入泵，整个过程每个环节都要严格把控，这样才能万无一失，才能生产出高质量的C60 混凝土。