大摻量礦物摻合料混凝土施工應用

鄭 博

（中鐵二十一局集團有限公司，甘肅 蘭州 730000）

現在，越來越多的工程都在利用礦物摻合料。在實際工程中，大摻量礦物摻合料混凝土，特別是大摻量粉煤灰混凝土，具有低水化溫升，強度成長快的優點，并能有效改進混凝土結構的抗開裂性，不但簡化混凝土生產程序，節約工程投資，而且減少能源消耗、保護環境和提高經濟效益，適用于大體積混凝土。

1 簡介

大摻量礦物摻合料混凝土是指在混凝土拌合時添加擁有一定細度和活性的用于改良新拌合硬化混凝土性能的礦物摻合料 （如粉煤灰，磨細礦渣粉，硅灰粉等）的比例在40%以上的混凝土。礦物摻合料可單獨使用，也可復合運用。對大體積混凝土來說，通常使用粉煤灰，有時也將粉煤灰和磨細礦渣粉混合使用。

2 作用

伴隨著現代建筑業的迅猛發展，建筑工程多采用大跨度、重荷載的結構形式，超高層及高層建筑物的荷載相對較大，設計常采用厚而大的鋼筋混凝土筏板基礎，因此對混凝土的強度和耐久性要求越來越高。施工時，為了保證鋼筋混凝土筏板結構的完整性，達到設計承載力，通常采用整體澆筑，除沉降后澆帶外，不留其他后澆帶。并且還要嚴格控制混凝土結構內部的溫升不能偏高，防止因過大的溫度收縮而導致混凝土開裂。

在混凝土水化硬化時，一定伴隨著體積收縮?；炷两Y構中所存在的各類約束條件作用下，如果混凝土體積收縮過大，就會產生開裂，會對混凝土的承載力和耐久性有不利作用。為了避免混凝土收縮開裂、增加混凝土的耐久性，施工時用礦物摻合料代替一定量的水泥就是最好的選擇。

在制定混凝土配合比時，加入適量的礦物摻合料不但可以減少水泥的使用，使混凝土的水化熱溫升減慢，而且因為摻合料的形態、微集料和火山灰效應有效提高了混凝土的工作性，不僅增加了混凝土的后期強度，且使混凝土的內部結構發生改善，所以提高了混凝土的抗開裂性及耐久性。

3 特點

大摻量礦物摻合料混凝土的特點是水膠比低、膠凝材料使用量大、水泥用量低。其結構性能的特點是：初期強度發展慢，后期強度稍低；干縮較大，抗碳化性較差；水化溫升值和溫升速度相對較低。因為礦物摻合料的水化反應程度受溫度影響較大，混凝土結構中水泥的水化熱能使其反應加快，性能提升。因此大摻量礦物摻合料混凝土，尤其是大摻量粉煤灰混凝土在實際結構中的強度要高于試驗室試件。

摻合料混凝土所用水泥量小，并使工業廢渣得以利用，降低了CO2的排放，增加了混凝土的綠色度。

表1 某高層住宅建筑底板的混凝土配合比kg﹒m-3

表1為甘肅省蘭州市新區某高層住宅樓底板混凝土的配合比，該基礎底板厚1400mm，所用大摻量粉煤灰混凝土，施工完成后，性能良好，無收縮開裂。并且對C35的混凝土，P·O42.5普通硅酸鹽水泥的使用量為220kg/m3，低于現行規范所標明的最低水泥使用量。

試驗室采用三種不同的養護標準，在不同時間測定的混凝土強度（見圖 1），能發現在標養下（20℃，RH≥95%）的混凝土試件，60d強度為59.1MPa，到達驗收條件。而根據混凝土結構內部溫度升高曲線調整養護箱內溫度后養護的試件，因為高溫使粉煤灰的活性得到釋放，使水化反應提前，因此其初期強度增長很快，且各齡期強度都要高于標準條件養護下的試件。

圖1 不同養護條件下大摻量粉煤灰混凝土的強度發展

4 施工應用

4.1 混凝土性能與施工振搗

加入粉煤灰的大摻量礦物摻合料混凝土有較多性能優勢，大摻量粉煤灰混凝土在相同坍落度時采用泵送施工效果要顯著好于低摻量礦物摻合料混凝土。但在施工時也存在一定的技術問題，比如當坍落度較大時，粉煤灰顆粒容易上浮發生泌漿現象而影響質量及表面觀感，所以要注意在滿足規范要求的時候，盡可能使坍落度小，混凝土到場時的坍落度要小于200mm。

澆筑前，先安排試驗員對混凝土的坍落度、和易性進行檢查，符合要求后才能進行施工，并在后續施工過程中隨時檢查混凝土的坍落度是否符合標準。

施工過程中嚴禁過度振搗，從而避免浮漿多而厚使混凝土勻質性受到影響，以減少表面收縮開裂。

4.2 混凝土的養護

混凝土摻加具有抗裂性的粉煤灰后可以不重視養護的概念是不對的，要充分發揮粉煤灰混凝土抗裂性的優勢，加強保濕養護是最直接的方法。

混凝土澆筑時，安排技術人員24小時全程旁站監督，嚴格杜絕澆筑混凝土時的加水行為。

澆筑完成后，加強混凝土的養護工序，保證養護要求的實現。利用塑料布+棉氈或彩條布覆蓋的保溫措施避免發生急劇的溫度降低變化，來控制裂縫的產生，以保證混凝土的質量。

5 結語

通過分析大摻量礦物摻合料混凝土的特點，結果表明，要達到同樣的強度，大摻量礦物摻合料混凝土的水膠比更低，其結構致密性更好，有助于改善其抗開裂性，且膠凝材料的總量及粉煤灰/礦渣粉所占比例對碳化的影響不大，同時還減少水泥用量、降低了工程成本。因此，水化充分的大摻量礦物摻合料混凝土的耐久性及經濟性能夠滿足大體積混凝土施工的要求。

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