大體積混凝土配合比設(shè)計(jì)方案

1、大體積混凝土配合比設(shè)計(jì)方案大體積混凝土由低熱硅酸鹽水泥、優(yōu)質(zhì)粉煤灰、磨細(xì)礦渣粉、 細(xì)骨料、粗骨料、高減水率、長緩凝型外加劑和水等組成，依據(jù) 所選用原材料的各項(xiàng)工作性能和對混凝土的各項(xiàng)性能要求，通過 大量理論計(jì)算、試配制、微調(diào)整等方法，摸索出各種材料的最佳 組成比例，以此拌制出既經(jīng)濟(jì)實(shí)惠又符合質(zhì)量要求的混凝土。1大體積混凝土配合比設(shè)計(jì)大體積混凝土概念混凝土結(jié)構(gòu)物實(shí)體最小幾何尺寸不小于1m的大體量混凝土, 或預(yù)計(jì)會因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導(dǎo)致 有害裂縫產(chǎn)生的混凝土，被稱為大體積混凝土。大體積混凝土配合比設(shè)計(jì)原則(1 )混凝土的用水量與總膠凝材料之比不應(yīng)大于0.55 ,且 總用水

2、量不應(yīng)大于175kg-m - 3。(2 )在保證混凝土各項(xiàng)工作性能滿足規(guī)范要求的前提下， 砂率最好在38% 42%之間，盡量提高每方混凝土中的粗集料占 比。(3 )在保證混凝土各項(xiàng)工作性能滿足規(guī)范要求的前提下， 應(yīng)該減少總膠凝材料中的水泥用量，提高粉煤灰、磨細(xì)礦渣粉等 礦物摻合料的摻入量。(4)在試配與調(diào)整大體積混凝土配合比時(shí)，控制混凝土絕熱溫升不大于50。(5)大體積混凝土配合比設(shè)計(jì)應(yīng)滿足專項(xiàng)施工方案制定情況下對混凝土凝結(jié)時(shí)間的要求。大體積混凝土配合比設(shè)計(jì)思路(1 )配合比設(shè)計(jì)應(yīng)嚴(yán)格按照普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程 (JGJ552011 )對大體積混凝土的各項(xiàng)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和試配。(2 )大體積混

3、凝土配合比不宜采用28d抗壓強(qiáng)度作為評定 標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)采用60d或90d的抗壓強(qiáng)度作為設(shè)計(jì)、評定及驗(yàn)收的 依據(jù)。(3)宜選用低摻量、低水化熱的水泥來避免因水泥水化熱 過高而引起混凝土內(nèi)外溫差過大產(chǎn)生的細(xì)小裂縫。(4)控制好混凝土配合比中總膠凝材料用量，通過加入大 摻量礦物摻合料來降低大體積混凝土強(qiáng)度增長過程中的放熱峰值。原材料的選擇水泥大體積混凝土所用水泥宜采用中、低熱硅酸鹽水泥或者低熱 礦渣硅酸鹽水泥，如果采用普通硅酸鹽水泥時(shí)，宜摻加礦物摻合 料例如粉煤灰和礦渣粉等。由于禹門口黃河大橋處于陜西和山西 交界處，地理位置較偏，附近區(qū)域沒有生產(chǎn)中、低熱硅酸鹽水泥 和低熱礦渣硅酸鹽水泥的廠家，所以采用山

4、西龍門五色石建材有 限公司生產(chǎn)的P O42.5普通硅酸鹽水泥，經(jīng)過試驗(yàn)檢測，其物理 性能如下：密度為3.04G-cm - 3，比表面積為332m2-kg - 1 , 標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量為27.4% ;初凝時(shí)間為220min，終凝時(shí)間為301min ;雷氏夾法測定安定性合格；3d抗折、抗壓強(qiáng)度分別為5.3、25.4mPa ; 28d 抗折、抗壓強(qiáng)度分別為 8.2、45.4mPao粉煤灰通過粉煤灰超量或等量取代的方法來降低大體積混凝土中水 泥的用量，不僅可以大大降低混凝土整體水化熱，增加大體積混 凝土施工的和易性，而且能夠大幅度提高混凝土密實(shí)度和耐久性。 本項(xiàng)目采用河津市龍輝建材有限公司生產(chǎn)的F類I級

5、粉煤灰，經(jīng) 過檢測，其性能如下：細(xì)度（0.045mm方孔篩通過百分率）為 6% ;燒失量為0.14% ;需水量比為94%。磨細(xì)礦渣粉磨細(xì)礦渣粉作為大體積混凝土中的礦物摻合料，不僅可超量 或等量替代水泥，改善混凝土膠凝材料體系中的顆粒級配，增加 大體積混凝土施工過程中的和易性，還可以延長水泥水化熱產(chǎn)生 時(shí)間，推遲大體積混凝土凝結(jié)時(shí)間，降低其早期過程水化熱。本 項(xiàng)目選用西安德龍粉體工程有限公司生產(chǎn)的S95級磨細(xì)礦渣粉。 經(jīng)過試驗(yàn)檢測，其物理性能如下：比表面積為428 m2-kg - 1 ; 燒失量為1.4% ;需水量比為98.1% ; 7d活性指數(shù)為78%。集料集料是混凝土的骨架，直接關(guān)系到混凝土

6、的質(zhì)量。級配較好 的集料不僅可以有效提高混凝土的抗壓、抗彎拉等強(qiáng)度，提高混 凝土的各項(xiàng)工作性能，減少混凝土早期成型過程中的干燥收縮、 徐變、細(xì)小裂紋等不利影響，還可以大大提高混凝土的耐久性。對于細(xì)集料，規(guī)范規(guī)定一級公路大體積混凝土用細(xì)集料宜采 用中砂，含泥量不應(yīng)大于3.0%。外加劑緩凝型聚竣酸高性能減水劑能有效延緩混凝土水化熱的釋放, 降低及推遲混凝土水化熱的放熱最高值，使混凝土水化熱釋放過 程更加平緩，避免混凝土最中心部位溫度上升過快導(dǎo)致內(nèi)部與外 部溫差增大從而產(chǎn)生微觀裂縫，引起混凝土耐久性降低。1.5大體積混凝土配合比設(shè)計(jì)及混凝土試驗(yàn)配合比的試配首先根據(jù)試驗(yàn)規(guī)程、規(guī)范和設(shè)計(jì)文件要求對大體積

7、混凝土用 各種原材料進(jìn)行自檢和委外檢測，各項(xiàng)指標(biāo)均合格后依據(jù)普通 混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程(JGJ552011 )、混凝土泵送施工 技術(shù)規(guī)程(JGJ/T 1020U )的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行大體積混凝土配 合比設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)混凝土坍落度為160200mm，混凝土表觀密 度為2400kg-m - 3 ,計(jì)算配制強(qiáng)度為48.2mPa ,依據(jù)施工經(jīng)驗(yàn) 水灰比選擇為0.35。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)程，依據(jù)外加劑減水率確定單位 用水量為150kg-m - 3，得出總膠凝材料用量為429kg-m - 3 , 選取礦物摻合料總量占膠凝材料總和為37% ,分別得出水泥、粉 煤灰、礦渣粉摻入量，選取砂率為41% ,從而計(jì)算得出粗、細(xì)集 料

8、用量。依據(jù)試驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行配合比試拌及比對，結(jié)果如表1所示。確定配合比依據(jù)普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)(GB/T50080 2016 )和普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)(GB/T50081 2019 )的有關(guān)規(guī)定對新拌混凝土的各項(xiàng)工作性能進(jìn)行檢測。經(jīng) 多次試配優(yōu)選，確定采用編號為C的配合比,其水膠比為0.35 , lm3混凝土用水量為150kg ,砂率為41% ,水泥、粉煤灰、礦 渣粉、細(xì)集料、粗集料、水、外加劑的比例為270 : 100 : 59 : 747: 1074 : 150 : 4.29。經(jīng)檢測該混凝土配合比初始坍落度為190mm , lh后坍落度為185mm ,混凝土初凝時(shí)間為96

9、0min，終凝時(shí)間 為lllOmin , 28d抗壓彈性模量達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范要求(3.25 x 104N-mm - 2 )的118.5% , 60d抗壓彈性模量達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范要 求的134.0% ,表觀密度實(shí)測值為2410kg-m - 3 ,與計(jì)算值之差 的絕對值未超過計(jì)算值的2%，依據(jù)普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī) 程(JGJ552011 )規(guī)定配合比可維持不變。經(jīng)檢驗(yàn)該混凝土的工作性符合規(guī)范及施工設(shè)計(jì)要求，可以用于本項(xiàng)目施工中。承臺混凝土強(qiáng)度等級為C40 ,各項(xiàng)實(shí)測參數(shù)見表25。表2 11ss承臺混凝土配合比 kg - m-水泥粉煤灰礦粉細(xì)集料粗集料水減水劑270100597471 0741504. 2

10、9表3混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度參考值MPa3 d7 d28 1190 d2.02.63. 03. 8表4混凝土物理熱學(xué)參數(shù)彈性模=/MPa熱脹系數(shù)/（1 1c-】）導(dǎo)熱系數(shù)/(kJ (m d -C)-1)比熱/(kJ kg D-1)絕熱溫 升3.8X1048.0X io-6101. 0423表5大體積混凝土溫控標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)部位澆筑 溫度最高溫度/匕內(nèi)表溫差/C降溫速率 df1產(chǎn)索塔承臺第1層22494252.0,初期不大于第2層42247252.0,初期不大于第3層22474252.0,初期不大于2施工注意事項(xiàng)2.1勻質(zhì)性施工混凝土工程施工前要提前做好統(tǒng)籌規(guī)劃，本項(xiàng)目11#承臺 計(jì)劃共分3層澆筑，每層分

11、7小層布料，每小層厚約30cm ,由 2臺50m長泵車按先兩邊后中間的順序澆注，配置10套振搗棒 按布料順序成行式前進(jìn)，避免混凝土出現(xiàn)過振或漏振現(xiàn)象；保證 振動(dòng)棒垂直插入混凝土面且快速插入慢慢拔起，以此避免在凝土 坍落度較小時(shí)留下振搗小坑；要求振搗時(shí)間最少為20s但不超過 30s ,插入下層混凝土約5 10cm ,確保下層混凝土初凝前再次 振搗，以此保證混凝土內(nèi)部氣泡及時(shí)排出達(dá)到密實(shí)狀態(tài)。澆注混凝土的溫度控制本項(xiàng)目澆筑承臺處于冬季施工期間，混凝土澆注溫度控制是重中之重，為了確保入模溫度達(dá)到規(guī)范要求，采取具體措施如下。(1 )必須使用遮陽防雨棚里的粗細(xì)集料且堆放高度必須符 合規(guī)范要求，嚴(yán)禁使用戶

12、外臨時(shí)堆放的材料，確保骨料含水率穩(wěn) 定、材質(zhì)均勻。(2 )膠凝材料采取適當(dāng)?shù)谋卮胧?，不得與6(TC以上的熱 水接觸。(3)減少混凝土在運(yùn)輸和澆注過程中的溫度變化，加快運(yùn) 輸和澆注速度。(4)混凝土運(yùn)輸罐車必須包裹帆布且施工前用熱水洗罐1 次。(5 )安排專人定崗、定時(shí)檢測各種原材料溫度并登記臺帳， 保證混凝土出機(jī)溫度符合規(guī)范要求，澆注前根據(jù)環(huán)境溫度和各種 原材料溫度計(jì)算運(yùn)輸過程和施工過程中的溫度損耗情況?；炷琉B(yǎng)護(hù)養(yǎng)護(hù)包括濕度和溫度兩個(gè)方面，施工期間氣溫較低，應(yīng)注重 結(jié)構(gòu)的保溫。內(nèi)外溫差控制聘請第三方專業(yè)溫控單位根據(jù)現(xiàn)場施工工藝、大體積混凝土 配合比以及各種原材料各項(xiàng)參數(shù)等指標(biāo)，利用專用軟件建立模型 仿真演算預(yù)測溫度應(yīng)力、應(yīng)力場隨時(shí)間的變化，從而準(zhǔn)確布置多 層次大流通量循環(huán)冷卻水管來降底混凝土內(nèi)部溫度，確保內(nèi)外部 溫差不大于25 ,避免細(xì)小裂縫的產(chǎn)生。3結(jié)語(1 )在膠材總量確定的情況下，盡量減小水泥用量，考慮 加大礦物摻合料的摻量，提高混凝土性能。(