關于水利工程中大體積混凝土穩定性材料選配的研究

丁梓恒

（揚州大學水利與能源動力工程學院 江蘇徐州 225100）

前言

C60大體積混凝土無論是在堤壩還是橋梁等施工中都有著極為廣泛的使用范圍。但是，混凝土強度等級越高，其拌和難度越大，骨料搭配的配比設計也就越復雜，越需要精密的計算和設計，在水中施工中對穩定性要求也就更高，其材料選配的難度也就越大。

1 水利工程中C60大體積混凝土配比原則

1.1 提升工作性原則

提升工作性是C60大體積混凝土配比的基礎原則。在我國不少地區，水利建設條件并不好，施工地區的河流、城市地下水道起伏較大，水文條件差異大。這就導致了施工中存在大落差泵送的情況。由于泵送動力輸出不連貫，關口壓力存在一定量的損失，工作性能嚴重不足，放大了混凝土配比帶來的誤差。混凝土流動性變差，離析、泌水等情況時有發生，嚴重影響了C60大體積混凝土的澆筑施工的連續性。對此，C60大體積混凝土在配比設計中必須考慮到地質水文情況，保證混凝土的工作性良好，確保工程質量。

1.2 體積穩定性原則

施工過程中，混凝土的強度和體積往往存在一定的設計性能差異。體積越大，為了保持混凝土強度，就是必要增加水泥等骨料的含量。水泥含量的增加會放大水化熱的輸出，導致混凝土出現裂縫等問題，嚴重影響了混凝土的體積穩定性。對此，C60大體積混凝土的穩定性材料選擇設計時，需要考慮到水利工程地的溫度環境、施工技術條件，在保證體積穩定性和強度等級的條件下盡可能的降低水灰比，減少水泥用量，控制溫度裂縫，確保大體積混凝土的整體質量以及體積穩定性。

1.3 使用耐久性原則

當前在我國大型水利工程中，建筑設計壽命普遍要求較長，比如杭州灣跨海大橋設計使用壽命在100年、南水北調河北段河道設計壽命達到120年，這就對大體積混凝土的耐久性提出了較高的要求。由于我國氣候差異大，自然環境差異較大，水利工程沿途的晝夜溫差、太陽輻射、雨雪侵襲等都會加劇混凝土老化。因此重視混凝土耐久性不僅有利于工程質量提升，對混凝土結構內部的鋼筋進行良好的保護，也會降低后期維修和保養的費用。

2 C60大體積混凝穩定性材料選配技術關鍵

2.1 控制水膠比

在混凝土的拌和配比設計中，水膠比往往會帶來強度的下降。水膠比的提升雖然加快各種骨料的凝結速度，但是過高的水膠比也會降低混凝土強度，因此必須適當控制水膠比。在現場水文環境要求下，必須做好穩定性材料進場檢驗監督，控制好膠凝材料的質量，防止出現混凝土穩定性的破壞問題。根據我國水利工程建設相關規定，不同強度等級的混凝土水膠比也存在一定的控制范圍。其中：C60強度等級的混凝土水膠比宜控制在0.28～0.34中，每立方米使用的膠凝材料宜控制在480～560kg。

2.2 調整摻加劑

C60大體積混凝土的穩定性材料選配需要根據設計圖紙和施工環境選擇適當的摻加劑，比如減水劑。選擇普通的減水劑，可以使混凝土在正常情況下減水10%左右，提高C60大體積混凝土的緩凝效果。但是如果選擇木鈣型減水劑，則會加大減水效果，造成過量減水，過度緩凝，不利于特殊氣候環境下的混凝土施工。另外，泵送劑、引氣劑等摻加劑變得加入，也會C60混凝土的坍落度帶來變化，造成穩定性的改變。

2.3 合理選擇水泥品種

水泥的整體種類較多，對混凝土穩定性起到至關重要的作用。針對水利工程中C60大體積混凝土，優先選取水化熱較小的水泥種類，比如PS水泥、P.Ⅰ水泥、大壩水泥、PF水泥、PP水泥等。但是考慮火山灰水泥造成的泌水問題，因此在選擇水化熱較低的水泥時適當調整添加劑包括減水劑等會提高混凝土的使用效果。另外，在高強混凝土的配比設計中，適當減少水泥中C3A的含量，提高混凝土的流動性，提升連續澆筑的效率，減少施工縫的出現。

2.4 科學搭配粗細骨料

在混凝土穩定性材料選配中，對于C60大體積混凝土，宜選用直徑適宜（最高不宜超過30mm或管徑2/3）的石灰石作為粗骨料，可以直接吸收拌和用水，減少減水劑、膠凝材料的使用數量，降低坍落度。細骨料的選擇可以考慮在細度模數與[2.5～3.0]區間范圍內的中粗砂，一般而言細骨料的直徑不宜高于25mm，另外還需要摻加適量的活性礦物，比如硅粉、礦渣、粉煤灰、火山灰等，以提高其粘結性，改善混凝土耐久性。

3 結束語

總而言之，水利工程中的鋼筋混凝土結構框架在強度等級、耐久性和使用條件以及使用范圍上遠遠高出其他施工要求。而C60大體積混凝土在使用成本和配比技術水平上有著極大的價值，這就要求我們在使用過程中不斷學習和熟悉C60大體積混凝土的穩定性材料選配條件，實現建筑工程質量與成本的完美結合。

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