摘要：在大体积混凝土施工中，其配合比的设计往往以控制水泥水化热为主要目标，充分利用掺加矿渣，减少水泥用量，降低混凝土入模温度等手段，使混凝土温度裂缝的产生得到了有效控制。通过大体积混凝土基础施工，对大体积混凝土工程中以掺加矿渣为手段控制混凝土温升的方法进行了实践。
关键词：大体积混凝土；配合比；温度；裂缝；
大体积混凝土的施工工艺要求比较高，其施工控制的重点在如何预防混凝土因水泥水化热引起的温度差而产生温度应力裂缝。在大体积配合比设计时主要以控制水泥水化热为目标，而充分利用矿粉掺加技术，可以降低水泥用量，有效降低水泥水化热。
本文结合阿曼益贝利项目部Block10汽轮机基础工程大体积混凝土施工情况，采用掺加粒化高炉矿渣优化大体积混凝土配合比，并通过浇筑完成的大体积混凝土温升情况进行监控，对混凝土中掺加矿粉的可行性进行了阐述。
1大体积混凝土温度裂缝产生原因
水泥在水化过程中要释放出一定的热量，而大体积混凝土结构断面尺寸较大，表面系数相对较小，所以水泥水化产生的热量聚集在结构内部不易散失，而混凝土本身热传递性能较差，以致内部温度较高。同时混凝土结构表面可以自然散热，受外界大气温度影响较大，这就造成混凝土表里温差的增大。
简言之，由于大体积混凝土内外散热条件的差异，造成内外温差的产生，进而形成温度梯度，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时混凝土表面就会产生裂缝。
2大体积混凝土温控指标的相关要求
国内外规范对大体积混凝土各项施工要素均做出了较为详细的描述，但在大体积混凝土各项温度指标的具体要求上还是存在些许差异。
首先，对特殊天气条件下的大体积混凝土施工，国内外规范要求是基本相同的，均为：混凝土入模温度不宜低于5℃，不宜高于30℃。
此外，国内《大体积混凝土施工规范》中有明确的温控指标要求：
a混凝土浇筑体在入模温度基础上的温升值不宜大于 50℃；
b混凝土浇筑块体的里表温差(不含混凝土收缩的当量温度) 不宜大于25℃；
c 混凝土浇筑体的降温速率不宜大于 2.0℃/d。
d 混凝土浇筑体表面与大气温差不宜大于 20℃。
国外规范中对混凝土入模后温升值无明确要求，但在英标BS-8500-1 EN206附加条款中对混凝土温度最高值做出了要求：在混凝土温度高于70℃时，延迟钙矾石的形成应该被慎重考虑，其原因为钙矾石可以引起混凝土开裂.（Maximum of 160°F as per specifications）
美标要求为:大体积混凝土中心和表面最大允许温度差为19摄氏度（35 F (19 C) for the maximum allowable temperature difference between the center and surface of the mass concrete section)；在ACI301-2008中提到：Unless otherwise permittedor specified, the temperature of concrete at the point ofplacement shall not exceed 70 °F or be less than 35 °F。
无论是国内外规范，对大体积混凝土的温度指标都进行了详细的描述，由此可见，如何有效的控制混凝土温度对防止混凝土温度裂缝的产生至关重要。这就为大体积混凝土配合比掺加矿粉提供了设计基础。
3原材料情况及实验结果
3.1.水泥采用阿联酋沙迦SHARJAH水泥厂生产的抗硫酸盐波特兰水泥，TypeⅡ，MSRPC。
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3.2.矿渣粉与水泥为同一生产厂家供应，采用阿联酋沙迦SHARJAH厂家生产的粒化高炉矿渣（Ground-granulated Blast-furnace Slag）。
3.3.骨料分为粗骨料和细骨料，粗骨料直径不大于20mm，细骨料直径不大于10mm。
3.4 外加剂采用产自阿联酋的Fosroc外加剂，外加剂型号Conplast SP495（L），氯化物含量为零，符合BS 5075/BS:EN934要求，比重1.20（25℃）。
3.5大体积混凝土配合比：理论容重与实测容重误差不超过2%，可作为施工配合比使用。
4应用工程情况
阿曼益贝利1450MW联合循环项目位于阿曼Al-Dhahirah省的IBRI市市郊，地处阿曼腹地，气候为热带沙漠气候，全年分两季，5月至10月为热季，气温高达40℃以上；11月至翌年4月为凉季，气温约为24℃。全年干旱少雨，年平均降水量130毫米。
本次浇筑的1号汽轮机基础，混凝土设计强度C28/35（美标Cylinder试压强度要求28Mpa，英标Cube试压强度要求35Mpa，现场采用英标150mm×150mm×150mm标准试块），混凝土用量为800m3，一次浇筑完成。待浇筑混凝土完成收面后，立即进行保温养护，养护方式为：0.2mm厚土工布+50mm厚保温板+麻布片覆盖。
2017年11月20日下午5点开始浇筑，11月21日下午3点浇筑完成，历时约22小时。浇筑期间气温区间20~30℃，白天气温相对较高，根据气温变化情况，选择在混凝土拌合时适量加冰，降低混凝土入模温度，经加冰控制后，混凝土入模温度在19~23℃之间。
2017年11月21日下午7时开始测温，根据基础结构断面情况共在七个部位布设测温装置，每个部位垂直布设测温点4个，温度变化曲线基本一致。
Ambient：为室外环境温度，其变化频率的加快源于测温间隔时间的增加。
由温度曲线可知，自混凝土浇筑完成后的第7个小时开始，混凝土温度开始急剧攀升，至浇筑完成17小时时，混凝土已升温至50摄氏度左右，混凝土浇筑体的升温速率接近于 2.5℃/h；
混凝土中心位置A3点在第三天温度达到峰值，为67.2℃，之后温度缓慢下降；
在混凝土浇筑完成第14天，A1点温度34.1℃，A2点温度44.1℃，A3点温度50.5℃，A4点温度39.0℃。外界环境温度约为20~30℃。此时，混凝土中心与表面温度最大温差16.4℃，表面与大气环境温差最大14.1℃。其温度状态满足国内外规范中关于混凝土内外温差的规范要求，满足基础侧模拆除条件，进行基础侧模拆除，观测混凝土表面光洁无裂缝。
混凝土浇筑完成20天，混凝土强度达到设计强度100%，具备基础底模拆除条件，进行基础底模拆除，观测混凝土表面光洁无裂缝。
5结束语
5.1 混凝土配合比中掺入矿粉后，可有效降低大体积混凝土水化热，有效控制混凝土温度应力裂缝的产生。
5.2 通过对本次大体积混凝土浇筑，发现在配合比中掺入矿渣后，混凝土强度增长规律与采用单一胶凝材料水泥基本一致。
5.3矿粉在某种程度上可以取代水泥，节约水泥用量，节约成本。
5.4掺加矿粉后的混凝土后期强度明显高于相同配备未掺加矿粉的混凝土。
参考文献
［1］黄允宝，刘建忠，毛永琳．大体积混凝土的配合比设计及工程应用[J].江苏建筑,2006,(2):47-49
［2］曹剑，张金运．大掺量矿渣微粉与粉煤灰在大体积混凝土中的应用 [J]. 山东建材,2005,(1):57-59
【作者简介】姓名：李守民 工作单位：山东电力建设第三工程公司阿曼益贝利项目部 职务：部门主管；姓名：姜锴 工作单位：山东电力建设第三工程公司阿曼益贝利项目部 职务：检测中心主任；姓名：贾琦 工作单位：山东电力建设第三工程公司阿曼益贝利项目部 职务：部门经理。
论文作者:李守民,姜锴,贾琦
论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/14
标签：混凝土论文; 温度论文; 体积论文; 阿曼论文; 矿渣论文; 水泥论文; 水化论文; 《电力设备》2018年第19期论文;