四川省水利电力工程局
摘要：混凝土的抗冻性是衡量其耐久性的重要指标之一。本文主要针对博瓦水电站工程实际情况，从混凝土原材料和施工质量控制方面分析了影响混凝土抗冻性的各个因素，设计出满足抗冻要求的施工配合比，再结合施工现场各个生产环节的严格控制，对保证工程质量起到了较好的效果。可作为类似工程抗冻混凝土试验和质量控制的参考。
关键词：抗冻混凝土；配合比设计；质量控制
一、前言
近年来对水工混凝土耐久性中抗冻性要求越来越高，尤其是寒冷地区混凝土的抗冻性直接影响工程质量。针对本工程所处地理条件特殊，海拨较高，温差大的特点增加了混凝土的抗冻指标。抗冻指标由混凝土抗冻融试验确定。混凝土冻融破坏是由于混凝土中的水受冻结冰后体积膨胀，在混凝土内部产生应力，由于反复作用或内应力超过混凝土抵抗强度至使混凝土破坏。因此，对于有抗冻要求的混凝土，除了按强度设计配合比外，还必须根据结构使用环境按耐久性设计。本文以博瓦电站工程为例，介绍了有抗冻要求的混凝土配合比设计及施工质量控制要点，除了在配合比设计时考虑使用优质原材料、提高混凝土密度、减小水胶比、增加混凝土含气量、提高混凝土强度等试验措施外还应严格加强施工现场各个生产环节的控制才能保证工程质量和使用寿命。
二、混凝土配合比设计
2.1技术指标：混凝土强度及抗冻指标见表1
混凝土配合比设计指标（表1）
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2.2混凝土原材料
2.2.1水泥
有抗冻要求的混凝土宜优先采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥。本次采用云南丽江水泥有限责任公司生产的普通硅酸盐水泥，28d抗压强度为49.2MPa ,其余各项检测结果符合GB175-2007《通用硅酸盐水泥》标准。
2.2.2、骨料
混凝土骨料的含泥量、吸水率、表观密度等指标对混凝土强度及耐久性都有着直接的影响。特别是在有抗冻要求的混凝土工程中尽量选用低含泥量、低吸水率、级配良好的优质骨料用于混凝土配合比的试拌及施工。
2.2.3粗骨料
采用水洛河博瓦大坝自产碎石，粒径为5mm～20mm，20mm～40mm依据DL/T5151-2014进行检测，表观密度为2750kg/m3, 松散堆密度为1440kg/m3,吸水率0.36%,空隙率48%,其余各项检测结果均符合DL/T5144-2015标准要求
2.2.4、细骨料
采用水洛河博瓦大坝自产人工砂，依据DL/T5151-2014进行检测,细度模数3.1,石粉含量15.2%,其它各项检测结果符合DL/T5144-2015标准。
2.2.5外加剂
对于有抗冻要求的混凝土在合理范围内掺用引气型减水剂可以起到增加混凝土的含气量、降低混凝土的水灰比、提高混凝土强度和抗冻性的作用。本工程采用了镇江建材化工厂生产的JQ高效引气减水剂，经检验减水率达25.3%，含气量5.5%，其余各项指标满足DL/T5100-2014《水工混凝土外加剂技术规范》标准要求。
2.2.6、拌合用水
混凝土拌合采用饮用水。
2.3、混凝土基准配合比设计
2.3.1、基准配合比配制强度及水胶比的确定
1）配制强度的确定
为了保证该工程质量，并结合本工程工地的混凝土原材料、混凝土生产工艺及生产质量控制水平等实际情况，确定该工程的混凝土配合比保证率P均选用95.0%，即t取值为1.645。混凝土强度标准差按标准选取，各等级混凝土配制度见（表2）
混凝土配合比配制强度（表2）
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2.3.2水胶比的确定
抗冻混凝土对水胶比有较大的敏感性，水胶比越大,混凝土中可冻水的含量越多,混凝土的结冰速度越快；气泡结构越差，平均气泡间距越大，混凝土强度越低，抵抗冻融的能力越差。在计算水胶比时除满足普通混凝土最大水胶比要求外,还应满足混凝土耐久性要求，在水胶比的设计时采用了引气型高效减水剂来达到降低单位用水量而降低水胶比的目的。最大水胶比根据DL/T5241-2015《水工混凝土耐久性技术规范》进行控制。
2.3.3用水量的确定
根据经验，参考以往数据估算初步确定用水量，然后根据不同水灰比以满足设计要求再作相应调整。
2.3.4粗、细骨料的初步选定
1）粗骨料级配试验
骨料应具有良好的颗粒级配，以减少空隙率,增强密实性,从而保证混凝土拌合物的和易性及混凝土的强度和耐久性,又可节约胶材用量。骨料最优级配采用最大振实容重法对粗骨料按不同比例掺和进行试验，根据振实容重的检测结果表明当采用小石：中石=50:50时容重为1575kg/m3其振实容重最大，空隙率为42.8%,此时空隙率最小,试验表明该比例为最佳级配。
2）砂率的确定
砂率是影响混凝质量的主要因素之一。采用合理的砂率不仅可以提高混凝土和易性、保水性，密实性还可以提高混凝土强度和耐久性。在混凝土配合比试配前进行了最优砂率的试拌，确定最优砂率为39%。最优砂率应随水胶比的增减而作相应的调整。
2.3.5外加剂的掺量选定
掺引气减水剂混凝土含气量达到一定要求的前提下，可使混凝土的抗冻性有较大提高。有抗冻要求的混凝土配合比需经过试拌确定外加剂最佳掺量，厂家建议掺量为水泥用量的1.8～2.3%，现场试验分别采用不同掺量进行含气量试验,最终确定采用1.9%和2.0%掺量,结果满足DL/T5241-2010《水工混凝土耐久性技术规范》中规定≤F150抗冻等级含气量在4.5%±1.0%范围。
2.4、混凝土配合比试配
2.4.1 混凝土试配结果
混凝土配合比试验结果见下（表3）
混凝土配合比试验结果（表3）
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三、抗冻混凝土施工控制
3.1混凝土用原材料的质量控制
混凝土原材料质量的好坏直接影响到混凝土浇筑成品的质量,所以在浇筑前和浇筑过程中严格进行原材料质量控制检验，以掌握其变化状况，根据原现场原材实际情况作相应调整，以保证混凝土质量。
3.1.1水泥
生产用水泥进场必须有出厂证明和厂家材质检验报告单，并认真检查验收。严格按照每200t～400 t同厂家、同品种、同强度等级的水泥为一取样单位，不足200 t也作为一取样单位进行取样检验。加强对水泥的保管，防止水泥过期或受潮结块。
3.1.2粗细骨料
生产过程中，严格按规范要求检测砂、石骨料各项指标。如砂、石骨料级配不好，空隙率大，含泥量大，杂质含量较多都会影响混凝土强度及耐久性质量。生产过程中经常检测砂细度模数，当砂细度模数发生变化超过控制值±0.2时,应调整配料单的砂率；每浇筑4h检测一次砂含水率，根据测定含水率来调整混凝土配合比用水量，以保证混凝土水胶比在设计范围。每8h检测粗骨料超逊径含量，超逊径含量超标势必会影响混凝土拌和物和易性。应根据现场检测超逊径实测含量进行调整施工配合比，以保证骨料在最佳级配状态下用于混凝土拌和施工，确保混凝土密实性。
3.1.3外加剂
每批外加剂进场必需验收厂家的生产合格证及检验报告，并对每批产品进行工地复检。保证每批产品质量合格稳定，这样生产出的混凝土产品质量才能保证其稳定性。外加剂掺量必须精确，每4h检测1次含气量，混凝土含气量允许偏差范围应为要求值的±1%。过量掺用引气型外加剂时混凝土含气量会逐渐增加，当含气量超过规范要求时混凝土强度会大大降低，将直接影响混凝土质量。
3.1.4拌和用水
每半年检测一次,符合《水工混凝土施工规范》GB/T5144-2015要求的可饮用水要求。
四、混凝土质量评定
经过一段时间的随机抽样统计分析表明各等级混凝土强度及抗冻试验结果均满足设计要求。
评定结果见表5、表6。
混凝土抗压强度统计 表5
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结束语
博瓦电站工程针对抗冻混凝土配合比合理地选用原材料进行科学的试配，再结合施工过程中各个环节的严格控制，对保证该工程混凝土强度及耐久性质量起到了较好的效果，可作为类
似工程抗冻混凝土试验和质量控制的参考。
参考文献
[1]《水工混凝土配合比设计规程》（DL/T5330）
[2]《水工混凝土试验规程》（DL/T5150-2001）
[3]《水工混凝土外加剂技术规程》（DL/T5100-2014）
[4]《通用硅酸盐水泥》（GB175-2007）
[5]《水工混凝土砂石骨料试验规程》（DL/T5151-2014）
[6]《水工混凝土施工规范》（DL/T5144-2015）
[7]《水工混凝土耐久性技术规范》（DL/T5241-2010)
论文作者:刘汉梅
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第25期
论文发表时间:2018/12/12
标签：混凝土论文; 骨料论文; 强度论文; 耐久性论文; 水工论文; 气量论文; 质量控制论文; 《建筑学研究前沿》2018年第25期论文;