C30大體積、自密實(shí)混凝土試驗(yàn)及工程應(yīng)用

1、C30大體積、自密實(shí)混凝土試驗(yàn)及工程應(yīng)用自密實(shí)大體積混凝土和普通混凝土截然不同，具有顯著的特 殊性，其關(guān)鍵技術(shù)，除要求混凝土本身須具有高性能、高流態(tài)、 抗離析、不泌水特點(diǎn)外，還須具有一定的填充性能等，只有滿足 了這些性能，才能滿足施工要求，進(jìn)而保證工程質(zhì)量。1工程概況包頭市體育場(chǎng)工程設(shè)計(jì)有2個(gè)鋼罩棚，兩端分別支撐在南北 拱腳上，拱腳混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30 ,厚度分別為7.2m和 9.356m ,屬大體積混凝土 ；拱腳與主體基礎(chǔ)間設(shè)鋼筋混凝土地 梁；拱腳承臺(tái)將承受罩棚向外的推力和基礎(chǔ)連系梁向內(nèi)的拉力， 作用力集中，應(yīng)力復(fù)雜。為滿足拱腳承臺(tái)平安使用，施工質(zhì)量控 制對(duì)結(jié)構(gòu)平安至關(guān)重要。拱腳基礎(chǔ)外形為

2、圓形和三角形臺(tái)體，圓拱下部直徑9.0m , 上部直徑8.016m ,高7.2m ;三角拱底部長(zhǎng)21.7m ,寬 13.0m ,高8.906m，頂面為半圓面；拱角基礎(chǔ)配筋密集，三向 設(shè)置（圓拱7.5m以上為七向鋼筋）、間距小，預(yù)埋件截面大， 拱腳基礎(chǔ)截面變化大，混凝土振搗難度大，經(jīng)反復(fù)分析和研究,最后確定拱角基礎(chǔ)按自密實(shí)混凝土和大體積混凝土進(jìn)行施工控 制。2混凝土試配試驗(yàn)混凝土配合比確定原那么自密實(shí)混凝土配合比須通過反復(fù)試配、調(diào)整和工程模擬試 驗(yàn)，優(yōu)選最正確配合比，其原那么應(yīng)按自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī) 程(CECS203 : 2006 )、大體積混凝土施工規(guī)范(GB50496-2009 )等要求，

3、并結(jié)合本工程拱腳混凝土結(jié)構(gòu)形 狀、尺寸、配筋狀態(tài)等，選用自密實(shí)混凝土等級(jí)為一級(jí)的混凝土 進(jìn)行控制。本工程混凝土配合比基本要求：為降低水泥水化熱溫升，在確?；炷翉?qiáng)度基礎(chǔ)上，盡量降低水泥用量；加大摻合料用量, 要求具有較高的膠凝材料用量，以確保漿體總量，保證混凝土有 足夠的漿體和流動(dòng)性；優(yōu)選粒徑較小、粒形圓潤(rùn)的粗細(xì)骨料；選擇較高砂率。(1 )優(yōu)選液體泵送劑，要求減水率在20%以上，膠凝材料適應(yīng)性良好，具有優(yōu)良的保塑性，坍落度損失小，含氣量在1.5%4% ,并具有一定緩凝時(shí)間。(2 )采用P-042.5級(jí)水泥，水泥用量控制在220 280kg/m3以內(nèi)；膠凝材料用量控制在450 500kg/m3

4、;摻合 料控制在40% 50% ;用水量控制在160180kg/m3o(3 )砂率宜在45%50%間選擇；確保水粉比在0.8 1.15 ,單位體積漿體量控制在0.320.4m3 ,確保混凝土的流動(dòng) 性。(4 )混凝土拌合物坍落度控制在250 275mm，擴(kuò)展度在 70050mm內(nèi)，lh混凝土拌合物坍落度無(wú)損失，2h損失不大 于20mm。確保混凝土不離析、不泌水，并具有良好的流動(dòng)性。(5 )混凝土初凝時(shí)間宜控制在242h以內(nèi)。優(yōu)選原材料根據(jù)混凝土配合比確定原那么，優(yōu)選原材料。(1 ) P-O42.5級(jí)水泥,實(shí)測(cè)28d強(qiáng)度為48MPao(2 ) n級(jí)粉煤灰，0.045mm篩細(xì)度為20% ,需水量比

5、為 80% ,燒失量為1.5%。(3 ) S75級(jí)磨細(xì)礦渣粉;7d活性指數(shù)為60% , 28d為90% ,比外表積為365m2/kg,流動(dòng)度比為105%。(4 )優(yōu)選中砂，級(jí)配合格，細(xì)度模數(shù)為2.5 ;含泥量為 2.5% ,泥塊含量為0.5%。(5 )花崗巖碎石，二級(jí)配，通過試驗(yàn)確定粒徑5 10mm 和粒徑1020mm最正確比例為6:4,針片狀顆粒為2.2% ,壓 碎指標(biāo)為4.5%。YNB蔡系特配液體泵送劑。含氣量為3.2% 3.8% , 混凝土拌合物坍落度lh無(wú)損失，2h損失為15mm。2.3配合比試配第一次模擬試驗(yàn)通過計(jì)算初步確定3個(gè)混凝土配合比進(jìn)行試配。試驗(yàn)結(jié)果見 表1。表1第一次模擬試

6、毅混凝土配合比注: 泵送劑舍氣為3.5%；序 耳混凝 士強(qiáng) 度等 級(jí)配合比及材料用必砂窣W/E (設(shè)/ 實(shí))股材 息,， 。必 n?)混凝 土流 動(dòng)性泌水率初總 終屬 (h:min)坍落度/mm擴(kuò)展度/mm實(shí)泅混凝土強(qiáng)度425粉喘 灰礦港 粉砂石水(設(shè)/ 實(shí))泵送 劑初始30 min60 rain初始30 min60 nin7d達(dá)設(shè) 計(jì)強(qiáng) 度，物28 a達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng) 底%10302101101307901C0018071808.1440.4/0.4450不流 動(dòng)12.942:25 / 44:2025022022045034030012.14228.495203024012090805980180/

7、2118.1450.4/0.47450軟大 流動(dòng)23545:35 / 48：4C2802602606805004301354628.4953C3O26014075850915182238.6480.38/0.47475較大 流動(dòng)16544:35 / 48:0028024024062050040013.84627.491,混瀛試件制作時(shí)，直授將混瀛例人試模內(nèi)即可。根據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)配合比做適當(dāng)調(diào)整，進(jìn)行第一次工程模擬試驗(yàn)。工程模擬試驗(yàn)實(shí)測(cè)混凝土坍落度為280mm ,擴(kuò)展度 為850mm ,混凝土離析、泌水較為嚴(yán)重，水泥漿體對(duì)骨料包裹 較差。在泵管出口處有較嚴(yán)重的粗骨料堆積；混凝土試件4d才 能

8、勉強(qiáng)拆模，混凝土凝固時(shí)間太長(zhǎng)。模擬試驗(yàn)未成功。第二次模擬試驗(yàn)綜合分析其主要原因是混凝土拌合物坍落度和擴(kuò)展度太大， 造成了混凝土較嚴(yán)重的離析、泌水，而控制混凝土坍落度和擴(kuò)展 度是其關(guān)鍵。再做調(diào)整，進(jìn)行試配，試配結(jié)果見表2。表2第二次模擬試驗(yàn)混凝土配合比序號(hào)混凝 土強(qiáng) 度等 級(jí)配合比及材料用如用由砂窣W E股材 總 /ITe)混凝 土流 動(dòng)性初凝 / 然混 / a： min)坍落度/mm擴(kuò)展度/mm實(shí)測(cè)混凝土強(qiáng)度/MPa42.5粉息 灰礦潼 粉砂石水泵送 劑初始Ih2h3h初始Ih2h3hId達(dá)設(shè) 計(jì)強(qiáng)度28 a達(dá)設(shè) 計(jì)強(qiáng)度56 d達(dá)設(shè) 計(jì)強(qiáng) 度，物1C3O25017010080089817513

9、.0470.34520有流 動(dòng)49:15 /563c25026024023578577070053019.164.040133461552C3O22017012080093。17013.0460.33510有流 動(dòng)49:女/57:3C26027527025076071572060019.464439130391303030250170100B0089817513.0470 34520肖析39:35 /41:3C2702502tO270810750?8073030.110045150551834C3022017012080093017013.0460.33510投小 流動(dòng)33:25/35:3C2

10、50270270280785?3065060025.08324.414152173表3第二次模擬試齡結(jié)果海混 土強(qiáng) 度等 級(jí)配合比及材料用/。皿去)砂救W/E股材 總Ln?)混凝 土就 動(dòng)性初賽， 終屆S： nun)坍落度/mm擴(kuò)展度/mm實(shí)測(cè)混凝土強(qiáng)度加PiP.O42.5粉燒 灰礦港 粉砂石水泵送 劑初始Ih2h初始Ih2h7d達(dá)設(shè) 計(jì)強(qiáng)度28 d達(dá)設(shè) 計(jì)強(qiáng) 度56 d達(dá)設(shè) 計(jì)強(qiáng) 勵(lì)%根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行第二次模擬試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表3。實(shí) 測(cè)混凝土坍落度為260mm ,擴(kuò)展度675mm，坍落度損失較 少，混凝土和易性、粘聚性、保水性優(yōu)良。模擬時(shí)，對(duì)該混凝土 有意進(jìn)行插入式振搗，經(jīng)振搗后的混凝土

11、出現(xiàn)嚴(yán)重的離析、泌水 等。通過模擬試驗(yàn)，深刻體會(huì)到，低水泥用量大體積自密實(shí)混凝 土的關(guān)鍵技術(shù)是在確保強(qiáng)度和施工性能的基礎(chǔ)上，盡量降低水泥 用量和加大摻合料用量，確?；炷恋臐{體總量和較大的砂率， 以及混凝土的施工性能和流動(dòng)性。第二次工程模擬試驗(yàn)是成功 的，基本符合自密實(shí)混凝土和大體積混凝土的技術(shù)要求。3生產(chǎn)應(yīng)用控制本工程有兩個(gè)圓形和兩個(gè)三角形拱腳，混凝土分4次澆筑， 共計(jì)2000余m3混凝土，驗(yàn)收齡期為60d ,澆筑時(shí)氣溫正值一 年中較高月份，本工程須控制混凝土中心溫度和混凝土外表溫度 之差不大于25。5混凝土外表溫度和環(huán)境溫度之差不大于 20o混凝土生產(chǎn)控制混凝土生產(chǎn)每道工序均須嚴(yán)格控制，各

12、項(xiàng)原材料質(zhì)量須符合 技術(shù)要求，攪拌時(shí)間須在lmin以上。預(yù)拌混凝土運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后， 首先要快速運(yùn)轉(zhuǎn)2min左右，再進(jìn)行檢測(cè),不符合要求的混凝土 要退回生產(chǎn)廠家,符合要求后才可澆筑入模。預(yù)拌混凝土生產(chǎn)廠家要確保連續(xù)供應(yīng)，施工單位要確?；炷脸鰴C(jī)后lh入模。澆筑控制混凝土坍落度和擴(kuò)展度須嚴(yán)格控制，否那么，必然造成混凝土 離析、泌水，嚴(yán)重影響混凝土質(zhì)量?；炷翙z測(cè)結(jié)果為：坍落度 在250270mm ;擴(kuò)展度在600750mm內(nèi)；V形漏斗通過 時(shí)間在10 25s內(nèi)；混凝土含氣量為2.7%3.7% ;混凝土入 模溫度為2025 ;混凝土坍落度lh基本無(wú)損失，混凝土和 易性、粘聚性、流動(dòng)性、保水性良好。為降低

13、混凝土水化熱溫升和盡量多散熱，混凝土澆筑采用 1m厚度全面分層法施工：編制混凝土澆筑分層高度、混凝土用 量和分層澆筑時(shí)間表；澆筑最大自由下落高度不超過5m,混凝 土水平流動(dòng)距離5 m以上，分層澆筑時(shí)，在下層混凝土初凝前進(jìn) 行上層澆筑。隨混凝土澆筑隨按布溫孔要求埋設(shè)測(cè)溫管?；炷琉B(yǎng)護(hù)(1 )本工程按大體積混凝土施工規(guī)范要求，加強(qiáng)保濕保溫 養(yǎng)護(hù)，在混凝土外表覆蓋一層塑料薄膜，上面再覆蓋1或2層棉 被。視溫差實(shí)測(cè)結(jié)果，進(jìn)行覆蓋層數(shù)控制。(2)三角形和圓形拱腳分別設(shè)9個(gè)和5個(gè)測(cè)溫孔，每個(gè)測(cè) 溫孔分別測(cè)上、中、下和環(huán)境溫度。加強(qiáng)測(cè)溫，控制好混凝土中心溫度和混凝土外表溫度的溫差不大于25 ,混凝土外表溫度和環(huán)境溫度的溫差不大于20o混凝土澆筑完畢立即測(cè)溫。(3 )測(cè)溫制度：升、恒溫階段每4h測(cè)溫一次，降溫階段 6h測(cè)溫一次，直到混凝土中心與外表、外表與環(huán)境溫度基本一 致后，可停止測(cè)溫和逐步撤除保溫設(shè)施。(4 )實(shí)測(cè)結(jié)果：混凝土澆筑完畢3d到達(dá)水化熱最高峰值， 混凝土中心溫度最高達(dá)75 ,混凝土外表溫度達(dá)60 ,環(huán)境溫 度達(dá)45 ;恒溫35d后，以每天11.5的速度降溫，降溫時(shí)間25d ,最大溫差15P ;未出現(xiàn)任何裂 縫，混凝土質(zhì)量?jī)?yōu)良。3.4混凝土強(qiáng)度結(jié)果(1 )實(shí)測(cè)本工程混凝土初凝時(shí)間為23h30