大體積混凝土配合比的試驗(yàn)

王玉瑛，郝文明，杜守明，馮鎖鐘

（1內(nèi)蒙古包頭市杜氏建材有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古包頭014060；（2 內(nèi)蒙古巴彥淖爾市建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站，內(nèi)蒙古巴彥淖爾015000）

大體積混凝土配合比的試驗(yàn)

王玉瑛1，郝文明2，杜守明1，馮鎖鐘1

（1內(nèi)蒙古包頭市杜氏建材有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古包頭014060；（2 內(nèi)蒙古巴彥淖爾市建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站，內(nèi)蒙古巴彥淖爾015000）

本文對(duì)常規(guī)C20、C30、C40大體積混凝土配合比使用了不同的摻合料用量、不同的砂率對(duì)強(qiáng)度的影響進(jìn)行了初步試驗(yàn)，通過試驗(yàn)和工程實(shí)踐,對(duì)大體積混凝土的配制提出了粗淺的認(rèn)識(shí)和體會(huì),以供參考。

大體積混凝土；配合比；試驗(yàn)

1 概述

在確保大體積混凝土強(qiáng)度、施工和易性、混凝土質(zhì)量的前提下，降低混凝土中水化熱和混凝土內(nèi)部最高溫升是關(guān)鍵，其最終目的是使混凝土中心溫度和混凝土表面溫度、混凝土表面溫度和環(huán)境溫度的兩個(gè)溫差小于25℃和20℃，且溫差越小越好。目前所采取的主要技術(shù)措施就是將單方水泥用量降到最低，將摻合料用量提高到最大程度，混凝土砂率滿足施工工作性和泵送混凝土的泵送性能要求等等。

大體積混凝土在工業(yè)與民用高層建筑中筏板基礎(chǔ)上的應(yīng)用最為多見，混凝土等級(jí)一般在C20～C40。針對(duì)此情況,我單位近幾年進(jìn)行了大量的大體積泵送混凝土配合比試配和工程應(yīng)用，現(xiàn)將我們?cè)囼?yàn)的初步結(jié)果和工程應(yīng)用的體會(huì)進(jìn)行總結(jié)，以供參考。

2 所用原材料及檢測(cè)結(jié)果

（1）水泥：P·O42.5級(jí)，28d抗壓為50.5MPa。

（2）中砂：實(shí)測(cè)級(jí)配為Ⅱ區(qū)中砂，細(xì)度模數(shù)為2.7，含泥量為3%，泥塊含泥為1%。

（3）粗骨料：C20混凝土選用卵石，連續(xù)粒級(jí)5～40mm，級(jí)配合格，含泥量為1%；C30～C40混凝土選用花崗巖碎石，5～31.5mm連續(xù)粒級(jí)，二級(jí)配為5～20∶16～31.5=60∶40，實(shí)測(cè)級(jí)配合格，針片狀顆粒含量為2%，壓碎指標(biāo)為7%。

表1 C20、C30、C40混凝土配合比及性能檢測(cè)結(jié)果

表2 砂率變化的C30混凝土配合比及性能檢測(cè)結(jié)果

表3 不同強(qiáng)度等級(jí)和厚度大體積混凝土的齡期設(shè)計(jì)

（4）摻合料：采用復(fù)合摻合料，Ⅱ級(jí)粉煤灰0.045mm篩細(xì)度為12%，需水量比為82%，燒失量為1.2%；S75級(jí)磨細(xì)礦渣粉，比表面積為395m2/kg，流動(dòng)度比為102%，7d活性指數(shù)70%，28d活性指數(shù)94%。

（5）外加劑：天津雍陽減水劑廠產(chǎn)液體YNB型泵送劑。

3 試驗(yàn)要求

（1）試配常規(guī)混凝土等級(jí)C20、C30、C40混凝土；

（2）試驗(yàn)齡期為28d、56d，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)；

（3）復(fù)合摻合料為既摻粉煤灰又摻磨細(xì)礦渣粉；

（4）每m3混凝土膠凝材料總量進(jìn)行控制，C20混凝土按310kg/m3、C30混凝土按390kg/m3、C40混凝土按465kg/m3左右；

（5）混凝土坍落度按180～220mm控制。

4 試驗(yàn)結(jié)果

見表1和表2。表1的砂率基本相同，表2的砂率有些差別（適應(yīng)鋼筋較密的混凝土結(jié)構(gòu)）。

5 簡(jiǎn)要分析

上述試驗(yàn)結(jié)果可作為優(yōu)選大體積混凝土?xí)r的參考。筆者通過試驗(yàn)和近幾年來大體積混凝土工程應(yīng)用實(shí)踐體會(huì)到，大體積混凝土配合比試驗(yàn)和工程實(shí)際差別較大，大體積混凝土不同于普通混凝土的試配，普通混凝土試配和工程實(shí)際情況較為接近，而大體積混凝土所用的試模和工程結(jié)構(gòu)混凝土的體積相差較大，混凝土結(jié)構(gòu)最小尺寸都要在1m以上（模擬大體積混凝土結(jié)構(gòu)尺寸試驗(yàn)除外）。試配時(shí)，小試件的水化熱很小，不能很好地代表混凝土工程結(jié)構(gòu)實(shí)體的水化熱；實(shí)體大體積混凝土強(qiáng)度的發(fā)展都是在較高溫度、高濕度的條件下進(jìn)行的，試配的大體積混凝土強(qiáng)度是在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下產(chǎn)生的，因此說，試配標(biāo)養(yǎng)28d齡期強(qiáng)度不能較好地代表實(shí)體大體積混凝土的強(qiáng)度，只能作參考。

為此，筆者認(rèn)為，試配大體積混凝土配合比時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)齡期是關(guān)鍵，不能以標(biāo)養(yǎng)28d作為大體積混凝土配合比試配齡期，應(yīng)根據(jù)混凝土工程結(jié)構(gòu)厚度和混凝土強(qiáng)度等級(jí)的不同，適當(dāng)延長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)齡期，或按等效養(yǎng)護(hù)齡期℃·d設(shè)計(jì)。

經(jīng)驗(yàn)得知:大體積混凝土水化熱一般3d左右可釋放出總熱量的50%左右，3～5d左右混凝土中心溫度可達(dá)最高峰值，5～7d左右開始下降，所以說，大體積混凝土28d左右，混凝土溫度變化基本平穩(wěn)了，混凝土強(qiáng)度的發(fā)展峰值也基本平穩(wěn)了，28d后混凝土強(qiáng)度即使再增長(zhǎng)，也不會(huì)太高，在2～3MPa左右。

筆者認(rèn)為，在進(jìn)行大體積混凝土配合比試配時(shí)，其標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)齡期應(yīng)模擬工程實(shí)際，以標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的℃·d相當(dāng)齡期設(shè)計(jì)，即根據(jù)不同的混凝土等級(jí)、混凝土厚度，預(yù)計(jì)混凝土中心最高溫度來確定混凝土配合比試配齡期，每m3混凝土最小水泥用量或膠凝材料總量。

通過實(shí)踐總結(jié)，列出表3，供參考。

混凝土等級(jí)、水泥用量、混凝土中心最高溫度和試配（驗(yàn)收）齡期，應(yīng)該存在一個(gè)相對(duì)應(yīng)的關(guān)系，應(yīng)協(xié)調(diào)處理，以確保大體積混凝土工程質(zhì)量。

上述表3只是經(jīng)驗(yàn)值參考，尚須進(jìn)一步試驗(yàn)，以臻完善。

6 小結(jié)

一般大體積混凝土在地下部分的筏板基礎(chǔ)較多，相對(duì)水泥用量較少，摻合料用量較多，盡量減少水泥用量，但也應(yīng)有個(gè)范圍，根據(jù)混凝土耐久性要求，每m3混凝土水泥用量或摻合料最大用量，應(yīng)符合混凝土耐久性要求，進(jìn)行大體積混凝土配合比試配時(shí)，應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)齡期，以42d、60d或90d標(biāo)養(yǎng)齡期的℃·d相當(dāng)于實(shí)體工程28d左右齡期的強(qiáng)度發(fā)展，進(jìn)行試配。

近幾年來，我單位為多項(xiàng)工程上生產(chǎn)大體積混凝土，取得了較好地技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，并對(duì)大體積混凝土有了粗淺的認(rèn)識(shí)，有待今后通過實(shí)踐進(jìn)一步總結(jié)、完善。

[單位地址]包頭市青山區(qū)呼得木林大街11號(hào)街坊21棟8號(hào)（014030）

王玉瑛（1942-），男，河北定興縣人，高級(jí)工程師，內(nèi)蒙古科技創(chuàng)新示范項(xiàng)目專家，杜氏集團(tuán)總工程師，主要從事建材、商品混凝土、建筑施工技術(shù)研究和管理等等。