大体积混凝土配合比设计及工程应用

大体积混凝土配合比设计及工程应用1工程概况属于超长大体积混凝土结构，普遍超长超厚，而且厚度变化大。2试验部分采用60天强度作为混凝土的验收强度，考虑北京地区市售的水泥品种状况，无法选择中热或低热水泥，只能选择普通硅酸盐水泥，通过大掺量粉煤灰控制混凝土的中心温度峰值，掺加膨胀剂补偿混凝土收缩，采用自制聚羧酸高性能减水剂，配合比设计时采用低胶凝材料和低水胶比原则来控制混凝土的干缩和水化热引起的温度应力。2.1原材料水泥：粉煤灰：矿粉：骨料：膨胀剂：减水剂：2.2大体积混凝土主要技术指标质量要求：强度等级为C40P10；现场入模坍落度为（200±20）mm；混凝土和易性良好，无离析泌水现象；夏季初凝时间不小于20h，终凝时间不大于30h，冬季初凝时间不小于16h，终凝时间不大于24h。温度指标：大体积混凝土入模温度控制在5～30℃；浇筑体在入模温度基础上的温升值不大于50℃；且控制混凝土中心最高温度不超过70℃；混凝土里表温差不大于25℃；降温速率不大于2℃/d；拆除保温覆盖时混凝土浇筑体表面与大气温差不大于20℃。2.3试验方案根据影响混凝土性能的主要因素，设计四水平五因素正交试验（见表4）。采用正交试验优选配合比→检测胶材水化热、凝结时间等性能→初选较佳配合比，初步筛选2～3组合理配合比→检测绝热温升、收缩等性能→选择适宜配合比、配合比调整→机组试生产。3结果与讨论3.1拌合物性能及拌合物水化热利用正交试验检测混凝土拌合物性能及凝结时间，结果见表5。由表5可知，凝结时间符合技术要求。从出机坍落度进行正交对比分析，效应曲线图如图1所示。由图1可知，选A2B4C1D2E3效果最优，水胶比和胶材总量两个因素对拌合物坍落度的影响最大，其次是砂率。从胶凝材料的3天水化热进行正交对比分析，效应曲线图如图2所示。由图2可知，矿物掺合料的掺量对水化热影响大，且随着掺合料掺量的增加，水化热降低，粉煤灰掺量的影响大于矿粉掺量的影响。3.2力学性能正交试验混凝土抗压强度测定值如图3所示。工程要求混凝土60天强度达到设计值的100%~120%，依据JGJ55—2011《普通混凝土配合比设计规程》，混凝土的配制强度为48～56MPa。结合图1、图2，最终选定混凝土A2B4C1D2E3为参考配合比。以该配比为基准，掺加Ⅱ型膨胀剂，经试验，掺量为5%时，14天水中限制膨胀率达到0.023%，满足设计要求。初步确定的大体积混凝土配合比，及普通混凝土配合比见表6。3.3绝热温升用表6初步确定的大体积混凝土配合比，进行绝热温升试验，试验结果如图4所示。一般情况下，普通混凝土3天达到温峰值。由图4可知，采用大掺量粉煤灰及自行研制的聚羧酸减水剂，混凝土绝热温升的峰值出现在第6天后，中心温度最大值小于60℃，满足工程要求。3.4收缩性能对表6初步确定的大体积混凝土配合比和普通混凝土配合比进行收缩性能试验，结果如图5所示。由图5可知，掺加膨胀剂和自制外加剂，大幅降低了混凝土的收缩，有利于混凝土裂缝的控制。混凝土拌合物性能、力学性能、绝热温升、收缩性能的测试结果证明，所设计的配合比完全满足工程要求。4工程应用4.1施工技术控制采用膨胀加强带结合跳仓法的施工方式，控制混凝土拌合性能及凝结时间。施工时大气平均气温30℃，入模温度小于30℃，边浇筑成型边用塑料薄膜覆盖保湿。养护质量对于裂缝控制及耐久性都很重要，尽早保温保湿养护，防止表面失水干燥和剧烈降温。进行充分的保温、保湿养护，可以让膨胀剂充分发挥膨胀效应。4.2温度监控沿浇筑体厚度方向测点布置（如图6所示）。依据监测数据适当增减覆盖保温层厚度。混凝土不同测点中心位置的温度监控如图7所示。由图7可知，混凝土中心温度的峰值出现在第5天，与试验室的监测存在一定差异，但也有效地推迟了峰值出现的时间，比普通混凝土的峰值出现时间晚2天，这对于裂缝控制是十分有利的。在混凝土降温阶段，采取的措施适当，控制混凝土降温速率不大于2℃/d。4.3项目裂缝控制效果现场混凝土拌合物的和易性良好，可泵性良好，满足施工要求（如图8所示），综合原材、配合比、施工、养护等各方面控制，混凝土质量得到保证，没有出现裂缝（如图9所示）。现场留置的混凝土强度试件、抗水渗透试件、限制膨胀率试件试验结果见表7，均达到设计要求。工程质量保证措施1、质量目标本工程质量目标为合格。为确保工程质量，从质量管理体系的各工序质量程度网络控制两大方面严格控制，并制定出相应的质量保证措施以确保工程的质量。质量保证体系的管理组织，从公司到项目部，配套管理，形成严格的统一管理体系，定员定岗责任到人。2、质量保证体系（1）、建立健全质量保证体系，配备足够的专业质量检查人员，确保工程质量。（2）、加强技术管理，认真贯彻国家规范、操作规程及各项管理制度，确确岗位责任制，组织学习图纸、施工组织设计和工艺卡，做好技术交底工作，并建立技术考核制度。（3）、施工过程中，按部位检查操作方法和施工效果、及时纠正差错。按部位及时填写应检查项目的隐、预检记录单，接受建设单位和质量检查人员检查。督促班组执行自检、互检制和岗位责任制。工程变更应提前办理。如发生涉及结构的质量问题必须及时上报、不准擅自处理。（4）、测量、定位、放线必须准确，严格按施工测量定位方案进行。定位控制桩要保护好，不得扰动。（5）、绑扎钢筋前要熟悉图纸，近配料检查加工的钢筋品种、规格、数量和形状，是否符合要求。焊接接头经施焊人员自检后，抽样送到试验室进行机械性能试验。（6）、所有材料和半成品进场应有出厂合格证或检验报告，钢材应双控（合格证