超长结构混凝土配合比设计及运用贺泽鹤

超长结构混凝土配合比设计及运用贺泽鹤

贺泽鹤吴淑萍张文伟

镇江现代混凝土有限公司

摘要：关键词：超长混凝土；补偿收缩；粉煤灰效应

0工程概况

该工程为我市某地下室人防工程。混凝土为C30，底板墙板均为抗渗P6级。该工程长约87米，宽约86米未设置后浇带。底板东西两段与中间段表面不在同一标高，呈梯字结构，中间低，水池底板局部厚度达1.3米；墙板总长近350米，高近4米，属超长混凝土结构，板厚350mm，局部400mm。该结构未设置后浇带，周长较长，内部应力较为复杂。我公司于2017年9月底至10月进行了浇筑。地下室整体浇完两个月后去现场察看，底板与顶板均未发现裂缝，只在墙板表面发现两条微裂缝，上下、内外均不贯穿。整个浇筑效果良好，达到了预期的目标。

当时针对该工程的特殊性，为了尽可能地保证工程质量，我公司进行了以下细致的工作。

1配合比设计

1.1原材料

1.1.1胶凝材料

水泥选用鹤林P.O42.5,该水泥我公司一直使用，较为稳定，各项性能指标均较好，具体数据如下：

粉煤灰选用高资电厂II级灰，各检测数据如下：

矿粉选用常州礴海S95级，检测数据如下：

1.1.2骨料

碎石选用5-31.5mm连续级配，数据如下：

（经试验，泥含量中最主要的是石粉。）

砂选用II区长江中砂，数据如下：

1.1.3外加剂

该地下室混凝土分为C30及C30P6两种，前者使用的是聚羧酸型高效缓凝减水剂（本文不作详细介绍），后者使用的是南京建科院的JM-III，其具有补偿收缩功能。

1.2混凝土配合比

该工程从要求上讲只有两种混凝土，C30及C30P6。C30用于顶板及内墙柱，C30P6用于有抗渗要求的底板及外墙板。但底板局部厚度达1.3米，预计因水化热问题会造成质量隐患。底板使用大掺量的掺合料，而墙板不宜过多使用掺合料，所以底板与墙板配比分开设计。顶板建筑面积虽然近7500㎡的混凝土一次性浇筑，但与底板、墙板相比难度较小，故本文只介绍底板及墙板的配合比设计。

1.2.1底板

该部位混凝土要求为C30P6，从技术上讲，C30的强度及抗渗P6不是太大的问题，但其水化热及变截面的复杂应力是最主要的问题。首先水化热，为了解决早期水化热大的问题，必须多掺活性掺合料，降低水泥用量，混凝土抗压强度以后期（60d）计。再者使用缓凝型外加剂，推迟混凝土水化热的放热峰值。但活性矿物掺合料过多则收缩势必会大，对裂缝控制不利，掺得过少则掺合料的功效发挥不到最佳。为了减少收缩，选用南京建科院的JM-III型外加剂，其为补偿收缩、缓凝、高效减水、增强、抗渗防裂的复合型外加剂，矿粉掺量依据过去经验，选用等量取代水泥重量的30%左右的掺量。

混凝土配合比水胶比选定0.49，用水量170公斤，外加剂内掺8%，通过试配砂率用41.0%，配合比如下：

该配合比得出的试验数据如下：

该配比经生产，实测数据与试验数据相差不大，完全符合各项要求，浇筑后，底板未发现任何裂缝，达到了预期的效果。

1.2.2墙板

该工程施工难点就是墙板，周长近350米，未设施工缝，无后浇带，且封闭，混凝土的收缩应力无释放的余地。有关资料表明，混凝土的收缩正常在4×10-4左右，而混凝土开裂所允许的收缩在1×10-4左右，JM-III在掺10%时能补偿收缩约3×10-4左右，从理论上讲刚好满足要求。此外在满足各项要求的同时，应尽量减小胶凝材料用量及降低砂率，来达到减少收缩的目的。要达到减少胶凝材料的目的，首先就要控制混凝土的用水量，在最小用水量的条件下配制出各项性能都能满足要求的混凝土，故在外加剂能满足补偿收缩的前提下，再提高2%的掺量。

技术问题解决了，就必须从技术角度来考虑各生产工序。首先原材料的质量必须严格控制，特别是砂石的泥含量及泥块含量；其次严格控制出机坍落度及出机温度（因当时浇筑温度比较适宜，未采取措施），严禁在现场随意加水，现场不允许过多压车，只要能保证连续浇筑即可。采用两台汽车泵作业，灵活机动，循环浇捣，控制间隔时间，不能留有冷缝。严格控制坍落度又带来一个问题，墙板中钢筋较密，坍落度小了混凝土下不去，会形成麻面及孔洞，还容易形成过振；坍落度大了混凝土收缩就大，对裂缝控制不利，故决定适当增加粉煤灰掺量。资料表明，粉煤灰掺量在不超过30%时对混凝土的收缩影响不大，但其粉煤灰特有的效应对混凝土的初期性能有较大的改善。粉煤灰的颗粒呈球状，其滚珠效应能大大提高混凝土的滚动性，其微集料效应使其细小的颗粒能填充水泥颗粒间的孔隙，使混凝土更密实，增强了混凝土的抗压、抗渗性能，其潜在的活性能在一定程度上控制水化热，有利于控制墙板上的温度裂缝。

通过以上分析，借助平时的一些试验数据，经试配定配比如下：

该配合比得出的试验数据如下：

对于混凝土来说，养护是一个重要的环节，可以说三分质量，七分养护一点不为过。该混凝土浇筑后，施工方也积极配合，按规范要求进行了养护。2个月后去察看，只发现表面有两条微裂缝，下下、内外都不贯穿，浇筑效果良好。

2结论

首先，优质的原材料是配制优质混凝土的前提条件；其次，通过精细地选材，配比的优化，精心的施工，规范地养护，超长混凝土的底板及墙板浇筑要达到预期的效果也是可行的。