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        C 40大體積底板混凝土的制備技術(shù)研究與工程應(yīng)用

        2018-10-11 10:05:26張鍵廖紹鋒陶良敬許煒桑迪
        商品混凝土 2018年9期
        關(guān)鍵詞:混凝土

        張鍵,廖紹鋒,陶良敬,許煒,桑迪

        (安徽建工建筑材料有限公司,安徽 合肥 230001)

        超厚、超大體量底板、大體積混凝土的難點(diǎn)主要在于膠凝材料用量較高,膠凝材料水化熱會引起混凝土澆筑體內(nèi)部溫度劇烈變化產(chǎn)生的溫度應(yīng)力,同時混凝土干燥收縮會產(chǎn)生收縮應(yīng)力,當(dāng)兩者共同作用產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過混凝土當(dāng)前齡期抗拉強(qiáng)度,便會產(chǎn)生貫穿性危害裂縫[1]。

        大量研究結(jié)果證明使用礦物摻合料可減少混凝土水化放熱和降低水化放熱速率[2-3],在對混凝土膠凝材料優(yōu)化基礎(chǔ)上,采用摻有緩凝組分的聚羧酸高效減水劑,在保證混凝土具有很好的工作性能的基礎(chǔ)上,調(diào)控水化放熱速率,實(shí)現(xiàn)消峰降溫?,F(xiàn)代混凝土技術(shù)的進(jìn)步在很大程度上加快了大體積混凝土底板的施工速率,提高了工程質(zhì)量,并降低了材料成本和施工成本。

        下文結(jié)合實(shí)際工程案例來分析大體積混凝土的配制與質(zhì)量控制。

        1 工程概況

        蚌埠市錦繡香堤 1-2 地塊 1# 辦公樓項(xiàng)目位于蚌埠市東海大道與圈堤路交叉口處,為超高層辦公樓建筑,總建筑面積 91682.05m2,主體地上 41 層,地下 4 層,結(jié)構(gòu)體系為鋼筋混凝土框架—核心筒結(jié)構(gòu),建筑高度為145.8m,主體辦公屋面最高點(diǎn)高度為 153.9m。工程筏板基礎(chǔ)板厚度 2600mm,混凝土強(qiáng)度等級為 C40,澆筑方量為 6750m3。

        2 原材料選擇

        2.1 水泥

        水泥選擇中、低熱,強(qiáng)度適中,產(chǎn)品性能穩(wěn)定的水泥,本試驗(yàn)選用風(fēng)陽中都水泥有限公司生產(chǎn)的“皖珍珠”牌 P·O42.5 級水泥,物理性能見表 1。

        表1 水泥的基本性能

        2.2 礦物摻合料

        選用江蘇淮龍新型建材有限公司生產(chǎn)的 S95 礦粉,其物理性能見表 2。選用淮南平圩電廠生產(chǎn)的Ⅱ級粉煤灰,其物理性能見表 3。

        表2 礦粉的基本性能

        表3 粉煤灰的基本性能

        2.3 粗骨料

        選用蚌埠市本地生產(chǎn)的 5~25mm 連續(xù)級配碎石,其性能指標(biāo)見表 4。

        表4 碎石的基本性能

        2.4 細(xì)骨料

        細(xì)骨料分為兩種,一種是來自淮河細(xì)砂,一種是蚌埠某石料廠生產(chǎn)機(jī)制砂,其基本性能分別見表 5 和表6。

        表5 河砂的基本性能

        表6 機(jī)制砂的基本性能

        2.5 外加劑

        選用合肥市廬江縣明達(dá)外加劑廠生產(chǎn)的聚羧酸減水劑,其性能指標(biāo)見表 7。適當(dāng)添加緩凝組分調(diào)整緩凝時間,能延緩水化熱的釋放,降低水化熱放熱峰值[4]。

        表7 減水劑性能指標(biāo)

        3 配合比設(shè)計(jì)與結(jié)果分析

        結(jié)合安徽蚌埠市地區(qū)砂石材料和膠凝材料,根據(jù)前期生產(chǎn)與應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),確定膠凝材料總量為 440kg/m3。在此基礎(chǔ)上,在保證工作性能和力學(xué)性能符合要求的情況下,以降低混凝土水化溫升、改善大體積混凝土抗裂性能為原則,采用大摻量礦物摻合料取代水泥,降低膠凝材料早期水化速率和水化熱總量。在大體積混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部,膠凝材料水化放出的熱量不易散失,長期維持較高溫度,可促使礦物摻合料的水化反應(yīng),激發(fā)其潛在活性,使混凝土的強(qiáng)度發(fā)展迅速。

        設(shè)計(jì)一系列試驗(yàn)配合比,其中水膠比為 0.38,砂率為 39%,膠凝材料總量為 440kg/m3,礦粉和粉煤灰總摻量占膠凝材料的 35%~45%,具體配合比見表 8,混凝土性能結(jié)果見表 9。

        表8 試驗(yàn)混凝土配合比k g/m3

        表9 混凝土性能

        對比表 9 中 A1 和 A4,可以看出:粉煤灰占膠凝材料的 15% 增加到 25%,拌合物初始坍落度和擴(kuò)展度有明顯的提高,說明粉煤灰能明顯改善拌合物性能;但混凝土 7d 強(qiáng)度下降了 16.6%,28d 強(qiáng)度下降了 11.6%,早期抗壓強(qiáng)度下降明顯。對比表 9 中 A1 和 A2,可以看出:礦粉占膠凝材料的 15% 增加到 25%,混凝土 7d 強(qiáng)度和 28d 強(qiáng)度基本相同,說明礦粉有較好的早期火山灰效應(yīng)。粉煤灰的“形態(tài)效應(yīng)”,能增大拌合物的流動性,改善由于摻入礦粉導(dǎo)致混凝土粘聚性較高、泌水性增加的趨勢,使拌合物具有較好的流動性和粘聚性;礦粉較好的早期火山灰效應(yīng),能彌補(bǔ)粉煤灰滯后的活性效應(yīng),二者具有較好的“強(qiáng)度互補(bǔ)效益”??梢姺勖夯液偷V粉形態(tài)差異產(chǎn)生“工作性能互補(bǔ)效益”和二次水化活性差異產(chǎn)生“強(qiáng)度互補(bǔ)”,具有較好的耦合作用[5]。

        4 混凝土實(shí)際應(yīng)用

        本工程筏板混凝土配合比采用 A4 進(jìn)行生產(chǎn),混凝土在 3 月份澆筑,環(huán)境溫度適中,混凝土入模溫度控制在 20℃ 左右,入模坍落度控制在 (180±20)mm。混凝土施工過程中合理安排施工程序,控制混凝土在澆筑過程中均勻上升;采取分層澆筑混凝土,以放松約束程度,減少每次澆筑長度的蓄熱量;過程中加強(qiáng)混凝土振搗,提高混凝土的密實(shí)度和抗拉強(qiáng)度,保證施工質(zhì)量。在該工程的施工階段,為了控制混凝土的內(nèi)外溫差,加強(qiáng)測溫和溫度監(jiān)測與管理,隨時觀測混凝土內(nèi)的溫度變化,內(nèi)外溫差控制在 20℃ 以內(nèi)?;炷两K凝后立即對覆蓋表面塑料薄膜一層,然后鋪一層土工布,防止混凝土表面失水及散熱過快而引起裂縫,同時在混凝土表面蓄 2cm 厚的水來保溫保濕養(yǎng)護(hù)。

        生產(chǎn)過程中試驗(yàn)室一共取樣 20 組,其試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表 10,標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)下混凝土 28d 平均抗壓強(qiáng)度和 60d 平均抗壓強(qiáng)度分別達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的 113.0% 和 126.5%?;炷翝仓?60d 后,現(xiàn)場回彈強(qiáng)度為 49.0MPa?,F(xiàn)場對混凝土澆筑體里表溫度和降溫速率進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)測,如圖 1所示,溫度最高值為 58.3℃。

        表1 0 混凝土取樣試驗(yàn)數(shù)據(jù)(平均值)

        5 結(jié)論

        (1)通過大體積混凝土的配合比優(yōu)化,控制混凝土的內(nèi)外溫差,采用合適的施工養(yǎng)護(hù)措施,能使大體積混凝土的質(zhì)量得到有效的保證。

        (2)粉煤灰和礦粉配制混凝土形成的“工作性能互補(bǔ)效益”和“強(qiáng)度互補(bǔ)”具有較好的耦合作用。

        圖1 筏板實(shí)測溫度曲線

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