富利忠
上海建工材料工程有限公司 201400
摘要：四川某大厦基础筏板为一次性浇筑的大体积混凝土，设计标号为C40P12R60，为了满足设计要求，避免出现有害裂缝，公司试验室通过配合比设计、试配以及在生产中对混凝土质量进行控制，使得C40P12R60混凝土最终满足了施工设计要求。
关键词：大体积混凝土；配合比设计；试配
1 工程概况
根据我国GB50496-2009《大体积混凝土施工规范》里的规定：混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土，称之为大体积混凝土。大体积混凝土的最主要特点是混凝土浇筑面和浇筑量大，由于水泥产生水化热引起内外温差，在升温阶段和降温阶段，容易发生表面裂缝和收缩裂缝。大体积混凝土内出现的裂缝按深度的不同，分为贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝三种。一方面是混凝土的外部因素，比如大气或环境温度的变化情况等，或者外部约束和混凝土各质点间的约束，阻止混凝土收缩变形，混凝土抗压强度较大，但抗拉能力却很小，所以温度应力一旦超过混凝土能承受的抗拉强度时，也会出现裂缝。因此在混凝土浇筑过程中如果遇到大体积混凝土就必须采取措施以避免水化热引起的温差超过 2 5 ℃，因此合理的进行大体积混凝土的配合比设计以及采取适当的温控措施 ,是避免混凝土开裂的有效措施[1-3 ]。
四川某大厦位于成都市天府大道南延线，其基础筏板平均厚度为2.5m，最深处为6.4m，浇筑面积约为2400m2，混凝土的浇筑量约为6000m3，采用一次性浇筑方式，浇筑时间为60个小时。本文结合该项目，通过原材料选择、配合比设计、混凝土的搅拌、运输、浇注和后期养护等环节进行质量控制，成功研制出C40P12R60混凝土。
2 混凝土配合比设计
基础筏板的设计标号C40P12R60，其在设计上要考虑28天后的强度增长，同时为了避免大体积混凝土由于内部温升，温差过大从而产生有害裂缝，需要在掺合料的掺加比例上进行一定程度上的调整，这也是为了满足P12的抗渗要求。
2.1 原材料的选择
根据《混凝土结构耐久性设计指南》要求为了改善混凝土的体积稳定性和抗裂性能，因此要对原材料进行优选。在混凝土配合比设计阶段尽量选用低水化热的水泥，严格控制骨料级配。采用高性能减水剂，除了减少用水量，还能增强混凝土早期强度的作用，弥补了掺加粉煤灰的混凝土早期强度低的弱点；同时在施工可能的情况下适当延长混凝土的初凝时间，可以延长不同浇注层的混凝土水化热释放高峰期，更利于控制。
2.1.1 水泥
选用拉法基水泥厂生产的PO42.5R水泥，性能参数见表1。
通过上面的数据可以发现，C35配合比在混凝土和易性和强度基本满足要求，但是其抗渗性能无法满足设计所要求的P12等级。
C40的配合比在和易性、抗渗性方面都满足设计以及施工要求，但是其强度28天就达到C40设计强度，60天达到C45的设计强度要求，其首先不符合设计要求60天达到C40强度的要求，同时也不符合配合比设计所要求的经济性，与国家积极倡导的节能环保背道而驰。
C40P12R60的配合比不仅在和易性、抗渗性方面满足设计以及施工要求，同时其60天强度也符合设计所要求的强度。因此确定C40P12R60的配合比为实际生产配合比。
上述的试验结果中可以看出，不同胶凝材料的组成和用量的情况下可以明显影响混凝土的工作性能和强度。外加剂掺量一致的情况下，降低水泥量和总胶用量，可以明显降低混凝土的早龄期强度，提高粉煤灰和矿粉的掺量，能够改善混凝土的工作性能,同时混凝土的后期强度发展更好。试验表明了在大掺量矿物掺合料的情况下，能够成功配制满足后期强度要求、具有良好施工性能的大体积混凝土。其原因就是由于矿粉和粉煤灰在混凝土中的形态效应、微集料效应使得混凝土和易性能够得到改善，同时这两个效应使得混凝土的结构密实，孔隙率降低，而矿物掺合料的火山灰效应使得高碱性的水化硅酸钙在其作用下转变为低碱性的水化硅酸钙，水化产物交叉连接程度更好，使得混凝土的后期强度持续增长。
4 产品质量控制
4.1 原材料控制
4.1.1 对进场的所有原材料，均按国家相关标准、规范要求及时进行检验。
4.1.2除去常规检验还应增加60d龄期的水泥强度检验和矿粉活性检验。
4.1.3 机制砂每进场一次为一个检验批进行含水率的检测，以保证对实际生产用水量的掌控，每次检验批数量不能大于400m3。
4.1.4 严禁不合格原材料的进场。同时各种原材料名称、检验状态等标识明确。
4.2 混凝土生产控制
4.2.1混凝土在生产过程中应每200m3进行一次取样工作，对其工作性能进行检测，并制作一组抗压试块，每400 m3制作一组抗渗试块。
4.2.2混凝土的搅拌时间为30秒，在生产过程中操作工不得随意改变搅拌时间，不得随意手动加水。改变用水量需由试验室品控完成，并在改变后对混凝土坍落度进行检测。
4.3 施工现场控制
4.3.1混凝土在运输过程中，搅拌车必须保证搅拌筒转动。
4.3.2混凝土在入泵前，需在泵工监督下搅拌筒快速转动30秒后，方可进行泵送。
4.3.3如出现混凝土坍落度损失过大，无法进行泵送时，严禁向搅拌筒内添加生水，必须在前场工长监督下，采用二次添加外加剂的方式进行调整，如果仍然无法泵送施工要求，则返站处理。
4.3.4浇捣混凝土要正确浇筑与振捣，全面分层、分段分层、斜面分层。
4.3.5在混凝土初凝后，现场施工要及时做好养护措施。在混凝土上覆盖草袋或塑料薄膜，或涂刷养护液均可，以保证混凝土表面潮湿，不失水。
5 混凝土生产数据
在对实际生产的混凝土进行强度试验和抗渗试验后获得了表7 图1的试验数据。
图1 C40P12R60强度分布图
通过以上的图表数据，可以看到所设计的C40P12R60配合比满足设计要求。同时现场所浇筑的实体未出现有害裂缝。
6 结语
6.1 对于60天龄期的混凝土配合比设计，可以在原有低一个强度等级的配合比基础上进行调整、试配获得。
6.2 对于有高抗渗要求的大体积混凝土可以适当提高掺合料的比例，以满足其抗渗性能同时在配合比设计角度避免由于温差而产生的有害裂缝。
6.3 对于大体积混凝土的浇筑必须对原材料、混凝土生产、现场控制方面进行严格把关，才能够保证混凝土的质量和顺利浇筑。
参考文献
[1]余成行.大掺量粉煤灰混凝土在中央电视台新台址工程中的应用[J].混凝土，2006，202(8):88-96.
[2]雍本.特种混凝土设计与施工[M].北京：中国建筑工业出版社,2005.
[3]张国平，等。某高层办公大楼筏板基础大体积混凝土裂缝控制技术研究[J] .建筑技术开发，2011，38(9):73-77.
论文作者:富利忠
论文发表刊物:《防护工程》2018年第14期
论文发表时间:2018/10/9
标签：混凝土论文; 强度论文; 裂缝论文; 体积论文; 水化论文; 原材料论文; 设计所论文; 《防护工程》2018年第14期论文;