大体积混凝土配合比设计及温度控制计算

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1、广东建材2013年第9期工程试验与研究大体积混凝土配合比设计及温度控制计算康照刚(江门市江海区威臻混凝土有限公司)摘要：本文以中国(江门)国际创光源博览交易中心基础筏板大体积混凝土配合比的设计为例，阐述大体积水泥混凝土配合比的设计及温控措施。关键词：大体积混凝土；温控；复合纤维抗裂剂1有关大体积砼的概述(1)我国《混凝土结构工程施工及验收规范》认为，一次浇筑量大于1000m3或混凝土结构实体最小尺寸等于或大于2m，且混凝土浇筑需研究温度控制措施的混凝土，就属大体积混凝土。(2)大体积混凝土施工过程中，由于混凝土中水泥的水化作用是放热反应，大体积

2、混凝土自身又具有一定的保温性能，因此其内部温升幅度较其表层的温升幅度要大得多，而在混凝土升温峰值过后的降温过程中，内部降温速度又比其表层慢得多，在这些过程中，混凝土各部分的热胀冷缩(称为温度变形)及由于其相互约束及外界约束的作用而在混凝土内产生的应力(称为温度应力)，是相当复杂的。一旦温度应力超过混凝土所能承受的拉力极限值时，混凝土就会出现裂缝。(3)大体积混凝土的裂缝控制问题是一项国际性的技术难题，许多国家都成立了专门的研究机构，理论成果颇多，但在工程实践中仍然缺乏成熟和实用的理论依据，一些规范和规程尚不能完全解决现实设计和施工中提出的问题。

3、现以我司最近工程(中国江门国际绿色光源博览交易中心)为工程案列进行讨论。2工程状况中国江门国际绿色光源博览交易中心计划规划用地面积478亩，建设用地面积约370亩，建筑面积约60万平方米，总投资30亿元，建成后预计年交易额将超过1000亿元。项目为地上6—7层商业区、两幢地上35层写字楼、四幢地上24层五星级酒店、游泳场、配套设施，包括：垃圾中转站、公交首末站、移动通信基站、邮局、配电房、水泵房、地下室。其中地下室2层，筏板混凝土共计10万立方米，分45个板块，每块2000立方米强度等级：C35P8掺7％入zJ—H复合抗裂剂，浇筑方式泵送。3配

4、合比设计考虑到大体积混凝土配合比设计的关键在于减少水泥的水化热量，降低混凝土内部的水化温升。在设计时应遵循下述原则：(1)采用双掺或三掺技术以粉煤灰、矿渣粉取代部分水泥降低单方混凝土的水泥用量。水泥在硬化过程中要放出大量的水化热，使混凝土内部温度大大提高。正是由于这种水化热的大量聚集，造成混凝土内外温差增大，从而引起混凝土的温度裂纹。(2)在保证混凝土强度及和易性的前提下，尽可能降低混凝土的水胶比，以降低单方混凝土的用水量，并适当提高矿物掺合料的用量，从而达到降低单方混凝土的水泥水化热量。由于大体积混凝土浇筑方量较多、作业面大、持续时间长，新拌

5、混凝土应具有较长的初凝、终凝时间，坍落度的经时损失值要小。(3)原材料的选择及配合比的确定。大体积混凝土原材料的选择原则是：①应选用水化热低、凝结时间长的水泥，优先选用大坝水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥。②粗集料宜采用连续级配，细集料宜采用中砂。③大体积混凝土宜掺用缓凝剂、减水剂和减少水泥水化热的掺合料。④大体积混凝土在保证混凝土强度及坍落度要求的前提下，应提高掺合料及集料的含量以降低单方混凝土的水泥用量。⑤大体积混凝土掺入适量的复合纤维抗裂剂，具有微膨胀性能高抗裂、高抗渗的超叠加效应。考虑搅拌站情况，原材料选用见表

6、l。以所选原材料为基础，遵循上述配合比的原则设计混凝土配合比。(1)确定混凝土试配强度：Fcu，o=Fcu，k+1．645o：35+1．645+5=41．7MPa(2)水泥实际强度fce=49．3MPa(3)计算混凝土等效水胶比：一95—工程试验与研究广东建材2013年第9期表1品种规格产地材料性能标准用水量水泥PIl42．5R华润(平南)26．3％煤灰II级江门台山电厂需水比93％QL—H聚羧酸高效缓凝江门强力减水率24％外加剂减水剂矿粉$95级珠海粤裕丰需水比95％砂子II区中砂广东西江石子5—25连续级配江。1大泽抗裂剂ZJ—H复合纤维抗

7、裂剂江门中建公司需水量比120％w／c=Ⅱa×fb／(fcu．O+Ⅱa×Qb×fb)=O．53X41．9(41．645+0．53X0．20X41．9)=O．44(4)按GB8076—2008(5．5．1条)测定外加剂减水率B=25％。(5)按JGJ55—2011并考虑外加剂减水率、粉煤灰、矿粉、复合纤维膨胀剂性能，计算、确定单位用水量W=165Kg／m3。(6)水泥(胶凝材料)B=w／{QaXfb／(fcu．0+QaXQbXfb))=370Kg／m3。(7)选粉煤灰影响系数(Yf)和粒化高炉矿渣粉影响系数(Y。)。表2矗N耋粉煤灰影响系数粒化高

8、炉矿渣粉影响(Yf)系数(Y。)O1．00lO0．85～O．951．00200．75～O．850．95～1．00300．65～O．750．90～1．0