李丹丹，婁躍恒，王松亮

（徐州中聯(lián)混凝土有限公司，江蘇 徐州 221100）

0 前言

隨著建設(shè)行業(yè)的不斷發(fā)展，具有超高層、超大體積、超長跨距等特點(diǎn)的建筑工程屢見不鮮?，F(xiàn)代混凝土結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和多樣性對混凝土質(zhì)量控制的要求越來越高，同時建筑物規(guī)模的不斷增大使得大體積混凝土構(gòu)件越來越多。大體積混凝土構(gòu)件澆筑時混凝土用量大，其中的水泥水化會產(chǎn)生大量水化熱；而混凝土熱傳導(dǎo)性差、散熱慢，積聚的水化熱不能及時散發(fā)，使得混凝土內(nèi)部溫度顯著升高?；炷羶?nèi)部與表面形成較大的溫度梯度時，混凝土易產(chǎn)生溫度裂縫，影響混凝土結(jié)構(gòu)安全性和使用壽命[1-3]。

徐州榮盛城泉盛美家安置項(xiàng)目共計(jì)建設(shè) 10 棟住宅樓，5 個地下車庫；其中基礎(chǔ)筏板厚度 1m，所用混凝土總方量為 14500m3，每個基礎(chǔ)筏板均為一次澆筑成型，屬于大體積混凝土構(gòu)件。經(jīng)過施工現(xiàn)場調(diào)研、試驗(yàn)室試配及現(xiàn)場模擬施工，配制出了溫控指標(biāo)符合要求，工作性能和力學(xué)性能良好的混凝土。

1 原材料

（1）水泥：淮海中聯(lián) P·O42.5 水泥，標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量為 28.2%，28d 抗壓強(qiáng)度 56.2MPa。

（2）粉煤灰：國華Ⅰ級灰，45μm 方孔篩篩余6.3%，28d 活性指數(shù) 77%。

（3）礦粉：徐鋼 S95 級礦粉，流動度比 99%，28d活性指數(shù) 107%。

（4）天然河砂：Ⅱ區(qū)中砂，含泥量 1.5%，細(xì)度模數(shù) 2.6。

（5）碎石：公稱粒徑 5～31.5mm 碎石，含泥量0.8%，針片狀顆粒含量 1.5%。

（6）水：市政自來水。

（7）外加劑：蘇博特 PCA-1 減水劑，減水率18.4%。

2 試驗(yàn)方法

根據(jù)工程要求及施工現(xiàn)場情況設(shè)計(jì)配合比并進(jìn)行試配，檢測混凝土性能。混凝土工作性能、力學(xué)性能、耐久性能檢測分別按照 GB/T 50080—2016《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》、GB/T 50081—2016《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》和 GB/T 50082—2009《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

根據(jù)配合比進(jìn)行試生產(chǎn)，現(xiàn)場澆筑 5m×5m×1m立方體混凝土構(gòu)件。通過埋入混凝土內(nèi)的溫度傳感器，采集混凝土溫度變化數(shù)據(jù)。

3 混凝土理論配合比試配結(jié)果

3.1 混凝土理論配合比

根據(jù)工程要求及施工現(xiàn)場情況，設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級C35、抗?jié)B等級 P8 的大體積混凝土配合比。具體配合比如表 1 所示，1# 為普通 C35P8 配合比，2# 為 C35P8大體積混凝土配合比。

表 1 試驗(yàn)用 C35 理論配合比 kg/m3

考慮到大體積混凝土的表面系數(shù)比較小，水泥水化熱不宜散發(fā)，應(yīng)適當(dāng)控制膠凝材料中水泥用量。配制混凝土?xí)r，粉煤灰和礦粉的摻入都能降低膠凝材料的水化熱總量，且效果隨粉煤灰和礦粉摻量的增加而增加[3]。因此設(shè)計(jì)配合比時在保證混凝土強(qiáng)度基礎(chǔ)上，適當(dāng)增加了粉煤灰和礦粉的摻量。

3.2 混凝土性能檢測結(jié)果

按照表 1 理論配合比進(jìn)行試配，檢測混凝土的各項(xiàng)相關(guān)性能，結(jié)果如表 2、表 3 所示。

表 2 試配混凝土工作性能檢測結(jié)果

表 3 試配混凝土力學(xué)性能、耐久性能檢測結(jié)果

表 2 的結(jié)果表明：增加粉煤灰和礦粉摻量后，混凝土拌合物坍落度與擴(kuò)展度無明顯變化，出機(jī)溫度及溫度增長速度有所降低。溫度是大體積混凝土質(zhì)量控制的重要因素，較低的出機(jī)溫度及溫度增長速度有利于混凝土的溫度控制，防止混凝土早期開裂。

表 3 試驗(yàn)結(jié)果表明，硬化混凝土的早期強(qiáng)度有所降低，后期強(qiáng)度增長較大，齡期達(dá)到 90d 時，兩配合比強(qiáng)度基本相當(dāng)；因此可采用混凝土的 60d 或 90d 強(qiáng)度作指標(biāo)，作為大體積混凝土配合比的設(shè)計(jì)依據(jù)。

4 混凝土試生產(chǎn)結(jié)果

4.1 混凝土工作性能、力學(xué)性能和耐久性能

按照理論配合比 2 進(jìn)行試生產(chǎn)，檢測混凝土的相關(guān)性能，結(jié)果如表 4 所示。

表 4 試生產(chǎn)混凝土性能檢測結(jié)果

從表 4 可以看出，試生產(chǎn)混凝土的各項(xiàng)性能檢測結(jié)果與試配結(jié)果基本相當(dāng)，工作性能良好，力學(xué)性能和耐久性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

4.2 混凝土的溫度變化

施工現(xiàn)場澆筑 5m×5m×1m 混凝土構(gòu)件，澆筑完成后表面覆蓋塑料薄膜及保溫卷材作為保溫保濕初始。澆筑時在構(gòu)件內(nèi)埋入溫度傳感器，位置如表 5 所示，傳感器接入相關(guān)設(shè)備檢測混凝土的溫升情況，檢測結(jié)果如圖 1 所示。

從圖 1 可以看出，混凝土構(gòu)件澆筑后，隨著水泥水化反應(yīng)產(chǎn)生的水化熱使構(gòu)件的溫度逐漸升高，約 48h 時達(dá)到最高溫度；之后構(gòu)件溫度開始逐漸下降，14d 時構(gòu)件溫度基本趨于一致；混凝土構(gòu)件中心位置溫度最高，越靠近構(gòu)件表面，溫度越容易受環(huán)境溫度影響；適當(dāng)采取保溫措施可以減小環(huán)境對混凝土構(gòu)件溫度的影響，降低混凝土構(gòu)件內(nèi)外溫差。

表 5 溫度傳感器位置說明

圖 1 混凝土構(gòu)件溫度變化

5 結(jié)論

（1）摻加粉煤灰和礦粉可以降低膠凝材料的水化熱總量，有利于控制大體積混凝土構(gòu)件的內(nèi)外溫差，防止混凝土早期開裂。

（2）增加粉煤灰和礦粉的摻量將降低混凝土的早期強(qiáng)度，設(shè)計(jì)配合比可采用混凝土的 60d 或 90d 強(qiáng)度作為指標(biāo)，但注意保證混凝土的早期強(qiáng)度達(dá)到要求。

（3）大體積混凝土施工后應(yīng)采取適當(dāng)?shù)谋卮胧┎⒓訌?qiáng)養(yǎng)護(hù)，降低環(huán)境對混凝土構(gòu)件溫度的影響，減小構(gòu)件的內(nèi)外溫差。