張鍵，廖紹鋒，陶良敬，許煒，桑迪

（安徽建工建筑材料有限公司，安徽 合肥 230001）

超厚、超大體量底板、大體積混凝土的難點主要在于膠凝材料用量較高，膠凝材料水化熱會引起混凝土澆筑體內(nèi)部溫度劇烈變化產(chǎn)生的溫度應(yīng)力，同時混凝土干燥收縮會產(chǎn)生收縮應(yīng)力，當兩者共同作用產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過混凝土當前齡期抗拉強度，便會產(chǎn)生貫穿性危害裂縫[1]。

大量研究結(jié)果證明使用礦物摻合料可減少混凝土水化放熱和降低水化放熱速率[2-3]，在對混凝土膠凝材料優(yōu)化基礎(chǔ)上，采用摻有緩凝組分的聚羧酸高效減水劑，在保證混凝土具有很好的工作性能的基礎(chǔ)上，調(diào)控水化放熱速率，實現(xiàn)消峰降溫?，F(xiàn)代混凝土技術(shù)的進步在很大程度上加快了大體積混凝土底板的施工速率，提高了工程質(zhì)量，并降低了材料成本和施工成本。

下文結(jié)合實際工程案例來分析大體積混凝土的配制與質(zhì)量控制。

1 工程概況

蚌埠市錦繡香堤 1-2 地塊 1# 辦公樓項目位于蚌埠市東海大道與圈堤路交叉口處，為超高層辦公樓建筑，總建筑面積 91682.05m2，主體地上 41 層，地下 4 層，結(jié)構(gòu)體系為鋼筋混凝土框架—核心筒結(jié)構(gòu)，建筑高度為145.8m，主體辦公屋面最高點高度為 153.9m。工程筏板基礎(chǔ)板厚度 2600mm，混凝土強度等級為 C40，澆筑方量為 6750m3。

2 原材料選擇

2.1 水泥

水泥選擇中、低熱，強度適中，產(chǎn)品性能穩(wěn)定的水泥，本試驗選用風陽中都水泥有限公司生產(chǎn)的“皖珍珠”牌 P·O42.5 級水泥，物理性能見表 1。

表1 水泥的基本性能

2.2 礦物摻合料

選用江蘇淮龍新型建材有限公司生產(chǎn)的 S95 礦粉，其物理性能見表 2。選用淮南平圩電廠生產(chǎn)的Ⅱ級粉煤灰，其物理性能見表 3。

表2 礦粉的基本性能

表3 粉煤灰的基本性能

2.3 粗骨料

選用蚌埠市本地生產(chǎn)的 5～25mm 連續(xù)級配碎石，其性能指標見表 4。

表4 碎石的基本性能

2.4 細骨料

細骨料分為兩種，一種是來自淮河細砂，一種是蚌埠某石料廠生產(chǎn)機制砂，其基本性能分別見表 5 和表6。

表5 河砂的基本性能

表6 機制砂的基本性能

2.5 外加劑

選用合肥市廬江縣明達外加劑廠生產(chǎn)的聚羧酸減水劑，其性能指標見表 7。適當添加緩凝組分調(diào)整緩凝時間，能延緩水化熱的釋放，降低水化熱放熱峰值[4]。

表7 減水劑性能指標

3 配合比設(shè)計與結(jié)果分析

結(jié)合安徽蚌埠市地區(qū)砂石材料和膠凝材料，根據(jù)前期生產(chǎn)與應(yīng)用經(jīng)驗，確定膠凝材料總量為 440kg/m3。在此基礎(chǔ)上，在保證工作性能和力學性能符合要求的情況下，以降低混凝土水化溫升、改善大體積混凝土抗裂性能為原則，采用大摻量礦物摻合料取代水泥，降低膠凝材料早期水化速率和水化熱總量。在大體積混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部，膠凝材料水化放出的熱量不易散失，長期維持較高溫度，可促使礦物摻合料的水化反應(yīng)，激發(fā)其潛在活性，使混凝土的強度發(fā)展迅速。

設(shè)計一系列試驗配合比，其中水膠比為 0.38，砂率為 39%，膠凝材料總量為 440kg/m3，礦粉和粉煤灰總摻量占膠凝材料的 35%～45%，具體配合比見表 8，混凝土性能結(jié)果見表 9。

表8 試驗混凝土配合比k g/m3

表9 混凝土性能

對比表 9 中 A1 和 A4，可以看出：粉煤灰占膠凝材料的 15% 增加到 25%，拌合物初始坍落度和擴展度有明顯的提高，說明粉煤灰能明顯改善拌合物性能；但混凝土 7d 強度下降了 16.6%，28d 強度下降了 11.6%，早期抗壓強度下降明顯。對比表 9 中 A1 和 A2，可以看出：礦粉占膠凝材料的 15% 增加到 25%，混凝土 7d 強度和 28d 強度基本相同，說明礦粉有較好的早期火山灰效應(yīng)。粉煤灰的“形態(tài)效應(yīng)”，能增大拌合物的流動性，改善由于摻入礦粉導(dǎo)致混凝土粘聚性較高、泌水性增加的趨勢，使拌合物具有較好的流動性和粘聚性；礦粉較好的早期火山灰效應(yīng)，能彌補粉煤灰滯后的活性效應(yīng)，二者具有較好的“強度互補效益”?？梢姺勖夯液偷V粉形態(tài)差異產(chǎn)生“工作性能互補效益”和二次水化活性差異產(chǎn)生“強度互補”，具有較好的耦合作用[5]。

4 混凝土實際應(yīng)用

本工程筏板混凝土配合比采用 A4 進行生產(chǎn)，混凝土在 3 月份澆筑，環(huán)境溫度適中，混凝土入模溫度控制在 20℃ 左右，入模坍落度控制在 (180±20)mm?；炷潦┕み^程中合理安排施工程序，控制混凝土在澆筑過程中均勻上升；采取分層澆筑混凝土，以放松約束程度，減少每次澆筑長度的蓄熱量；過程中加強混凝土振搗，提高混凝土的密實度和抗拉強度，保證施工質(zhì)量。在該工程的施工階段，為了控制混凝土的內(nèi)外溫差，加強測溫和溫度監(jiān)測與管理，隨時觀測混凝土內(nèi)的溫度變化，內(nèi)外溫差控制在 20℃ 以內(nèi)?；炷两K凝后立即對覆蓋表面塑料薄膜一層，然后鋪一層土工布，防止混凝土表面失水及散熱過快而引起裂縫，同時在混凝土表面蓄 2cm 厚的水來保溫保濕養(yǎng)護。

生產(chǎn)過程中試驗室一共取樣 20 組，其試驗數(shù)據(jù)見表 10，標準養(yǎng)護下混凝土 28d 平均抗壓強度和 60d 平均抗壓強度分別達到設(shè)計強度的 113.0% 和 126.5%?；炷翝仓?60d 后，現(xiàn)場回彈強度為 49.0MPa?，F(xiàn)場對混凝土澆筑體里表溫度和降溫速率進行現(xiàn)場監(jiān)測，如圖 1所示，溫度最高值為 58.3℃。

表1 0 混凝土取樣試驗數(shù)據(jù)（平均值）

5 結(jié)論

（1）通過大體積混凝土的配合比優(yōu)化，控制混凝土的內(nèi)外溫差，采用合適的施工養(yǎng)護措施，能使大體積混凝土的質(zhì)量得到有效的保證。

（2）粉煤灰和礦粉配制混凝土形成的“工作性能互補效益”和“強度互補”具有較好的耦合作用。

圖1 筏板實測溫度曲線