大體積混凝土配合比及原材料的選擇

錢明川 （安徽新聯商品混凝土有限公司，安徽 蕪湖 241000）

大體積混凝土主要是指混凝土結構實體中，最低的幾何尺寸均在1m大體量混凝土以上，或者預計會由于混凝土中膠凝材料水化而導致收縮和溫度變化因此導致有害裂縫產生混凝土。在時代快速發展，建筑質量要求越來越高的背景下，如何更好的控制因內外溫差而導致的裂縫成為了建筑工程的重難點[1]。結合大體積混凝土的特點，以更為經濟合理的技術手段來實現對大體積混凝土因溫度變化而導致的裂縫問題進行控制成為關鍵，為此，結合實際情況合理選擇混凝土配合比和原材料成為了非常重要的環節。

1 項目概況

蕪湖市八佰伴生活廣場工程屬于大體積混凝土，其底板厚度為1.6m，基礎底板距底的標高為9.903m，底板混凝土的實際量為3100m3，主要采取泵送混凝土的方式來進行澆筑處理。

2 大體積混凝土配合比設計原則

根據本項目實際情況，混凝土的配比設計要求，其強度需達到了C35；抗滲等級則需要達到P8；坍落度為150±30mm。具體設計原則如下。

①基于混凝土強度的基礎上，為了能夠更好的實現對大體積混凝土水化熱峰值的控制，混凝土的強度等級應當從28d調整為60d。

②按照《混凝土泵送施工技術規程》以及《普通混凝土配合比設計規程》等相關要求來進行配合比的設計與試配。

③對水泥的使用量進行嚴格控制，每減少10kg的水泥，在進行水化的過程中都能夠實現水化1℃的調控，但水泥的使用量必須控制在相應范圍內，以免出現混凝土拉伸性能下降等問題，從而對大體積混凝土的溫控防裂帶來較為嚴重的影響。

④在對礦渣粉以及粉煤灰等復摻技術進行運用的過程中，應當對部分的水泥用量進行取代，從而實現對混凝土水化熱的有效控制[2]。

⑤必須結合混凝土的具體使用性能要求來做出綜合考慮，同時還必須重視起骨料對混凝土可泵性、工作性以及收縮限制作用進行考慮。

3 大體積混凝土原料的選擇

3.1 摻合料

對混凝土所摻入數量的粉煤灰進行考慮，不僅能夠有效代替部分的水泥，從而實現對水泥使用劑量的控制，而且因粉煤灰顆粒球本身所具備的滾球效應，即可達到較好的潤滑效果，就能夠達到較好的混凝土流動性改善效果，同時還能夠充分滿足將泵送混凝土的粒徑控制在0.315mm范圍內的15%的要求，進而最大程度上實現對可泵性的有效改善，尤其是在將粉煤灰加入之后即可達到較好的降低水泥水化熱的效果，實現對絕熱條件溫升的有效控制。本項目在配比中，主要采用F類I級粉煤灰（原產地蕪湖發電廠），其細度為9.2%，需水比為94%，燒失量為4.02%。

3.2 水泥品種及用量

水泥水化熱是造成大體積混凝土產生裂縫的最主要的因素，主要是因大量的水泥水化熱快速聚集，導致混凝土發生后期沉降和早期升溫反應，因此導致內外溫差，為此，在選擇水泥時，關鍵是選擇質量穩定性較高的品牌，以此實現對水化熱水泥的控制[3]。本項目在經過反復的試驗對比之后，最終確定采用普通硅酸鹽42.5水泥（海螺牌），其標準稠度為24.6%，初始凝結時間為4h15min，終凝時間為5h28min；抗折強度為 7d6.2MPa，28d8.8MPa；抗壓強度為 7d 31.8MPa，28d 48.3MPa。

經過大量的試驗研究成果證實，每m3混凝土的水泥的使用量上下浮動10kg，其水化熱所導致的混凝土溫度變化也會相應的上下浮動1℃，大體積混凝土水泥的使用量必須盡可能地保持在400kg/m3范圍內。

3.3 骨料

在進行大體積混凝土配合過程中，針對骨料的最基本的要求必須滿足以下幾點：潔凈，質地較為堅硬，不含有任何的有害雜質，具有較強的機械性，顆粒級配較好，能夠根據設計要求的混凝土拌和物進行配制，并在構造物以及建筑物整個設計年限時間范圍內，骨料的性能均不會受到環境的影響，從而使得混凝土性能產生有害物質，具體的技術性能指標也必須滿足相關操作規程。在對骨料進行選擇時，應當以破碎骨料為優先考慮，同時配合相應比例的細骨料、粗骨料；所采用的粗骨料的級配必須良好，連續級配的粗骨料也應當盡可能選擇粒徑相對較大的粗骨料，但其最大的粒徑必須控制在結構最小截面尺寸的1/4范圍內，當然也不能夠超過了鋼筋最小凈距的3/4。在對多級粒級骨料進行使用期間，必須嚴格按照最佳的配比來進行配置[4]，具體如下。

①細骨料：因細骨料的顆粒級配可直接對混凝土的可泵性、和易性帶來較大的影響，

根據本項目實際情況來看，建議采用中砂，故最終配合比采用了江西贛江砂，其泥塊含量為0.5%，表觀密度為2620kg/m3，含泥量為1.0%，細度模數為2.6。篩分析見表1。

江砂篩分析 表1

②粗骨料：連續粒級的粗骨料能夠較好的實現對水泥使用量與用水量進行控制，同時還能夠有效兼顧泵車輸送管徑的具體尺寸，本項目配合比最終采用了2種碎石，其規格分別為16～31.5mm與5～25mm，根據試驗最終確定其級配比例按照1:1進行調配，在進行配合處理之后碎石的泥塊含量為0%，表觀密度為2840kg/m3，含泥量為2.0%，針片狀含量為2.8%，壓碎指標為4.6%。篩分析見表2。

配合后碎石篩分析 表2

3.4 外加劑

在加入了抗緩凝減水劑之后，其能夠有效實現對混凝土強度的提升和用水量的控制，同時在達到上述效果的同時還可實現對水化熱的控制，從而實現對水化放熱峰出現的降低，在保證混凝土可泵性與大體積防裂上具有非常重要的意義。根據本項目的實際需求，在經過反復多次的外加劑與水泥的適應性試驗后，最終緩凝減水劑采用“蕪湖偉裕”牌WY-III型，具體性能指標為減水率為14.7%，抗壓強度比為3d 145%、7d 144%、28d 127%；凝結的時間差為初凝為+95min，終凝為+90min；無鋼筋銹蝕現象。

4 結論

總而言之，針對大體積混凝土施工處理中，必須充分重視起裂縫所帶來的影響。通過分析裂縫原因，主要是因混凝土溫度升高而導致的，為此，采取積極有效的干預措施，將溫度變化速度和升高保持在可控范圍內，即可最大程度上縮小混凝土的抗拉強度，從而達到對裂縫問題的預防。配合比處理與合理的原料選擇，能夠將裂縫控制貫穿到整個施工過程中，從各環節來實現全過程控制，促使大體積混凝土整體質量的提升。