C30大体积、自密实混凝土试验及工程应用

1、C30大体积、自密实混凝土试验及工程应用自密实大体积混凝土和普通混凝土截然不同，具有显著的特 殊性，其关键技术，除要求混凝土本身须具有高性能、高流态、 抗离析、不泌水特点外，还须具有一定的填充性能等，只有满足 了这些性能，才能满足施工要求，进而保证工程质量。1工程概况包头市体育场工程设计有2个钢罩棚，两端分别支撑在南北 拱脚上，拱脚混凝土强度等级为C30 ,厚度分别为7.2m和 9.356m ,属大体积混凝土 ；拱脚与主体基础间设钢筋混凝土地 梁；拱脚承台将承受罩棚向外的推力和基础连系梁向内的拉力， 作用力集中，应力复杂。为满足拱脚承台平安使用，施工质量控 制对结构平安至关重要。拱脚基础外形为

2、圆形和三角形台体，圆拱下部直径9.0m , 上部直径8.016m ,高7.2m ;三角拱底部长21.7m ,宽 13.0m ,高8.906m，顶面为半圆面；拱角基础配筋密集，三向 设置（圆拱7.5m以上为七向钢筋）、间距小，预埋件截面大， 拱脚基础截面变化大，混凝土振捣难度大，经反复分析和研究,最后确定拱角基础按自密实混凝土和大体积混凝土进行施工控 制。2混凝土试配试验混凝土配合比确定原那么自密实混凝土配合比须通过反复试配、调整和工程模拟试 验，优选最正确配合比，其原那么应按自密实混凝土应用技术规 程(CECS203 : 2006 )、大体积混凝土施工规范(GB50496-2009 )等要求，

3、并结合本工程拱脚混凝土结构形 状、尺寸、配筋状态等，选用自密实混凝土等级为一级的混凝土 进行控制。本工程混凝土配合比基本要求：为降低水泥水化热温升，在确保混凝土强度基础上，尽量降低水泥用量；加大掺合料用量, 要求具有较高的胶凝材料用量，以确保浆体总量，保证混凝土有 足够的浆体和流动性；优选粒径较小、粒形圆润的粗细骨料；选择较高砂率。(1 )优选液体泵送剂，要求减水率在20%以上，胶凝材料适应性良好，具有优良的保塑性，坍落度损失小，含气量在1.5%4% ,并具有一定缓凝时间。(2 )采用P-042.5级水泥，水泥用量控制在220 280kg/m3以内；胶凝材料用量控制在450 500kg/m3

4、;掺合 料控制在40% 50% ;用水量控制在160180kg/m3o(3 )砂率宜在45%50%间选择；确保水粉比在0.8 1.15 ,单位体积浆体量控制在0.320.4m3 ,确保混凝土的流动 性。(4 )混凝土拌合物坍落度控制在250 275mm，扩展度在 70050mm内，lh混凝土拌合物坍落度无损失，2h损失不大 于20mm。确保混凝土不离析、不泌水，并具有良好的流动性。(5 )混凝土初凝时间宜控制在242h以内。优选原材料根据混凝土配合比确定原那么，优选原材料。(1 ) P-O42.5级水泥,实测28d强度为48MPao(2 ) n级粉煤灰，0.045mm筛细度为20% ,需水量比

5、为 80% ,烧失量为1.5%。(3 ) S75级磨细矿渣粉;7d活性指数为60% , 28d为90% ,比外表积为365m2/kg,流动度比为105%。(4 )优选中砂，级配合格，细度模数为2.5 ;含泥量为 2.5% ,泥块含量为0.5%。(5 )花岗岩碎石，二级配，通过试验确定粒径5 10mm 和粒径1020mm最正确比例为6:4,针片状颗粒为2.2% ,压 碎指标为4.5%。YNB蔡系特配液体泵送剂。含气量为3.2% 3.8% , 混凝土拌合物坍落度lh无损失，2h损失为15mm。2.3配合比试配第一次模拟试验通过计算初步确定3个混凝土配合比进行试配。试验结果见 表1。表1第一次模拟试

6、毅混凝土配合比注: 泵送剂舍气为3.5%；序 耳混凝 士强 度等 级配合比及材料用必砂窣W/E (设/ 实)股材 息,， 。必 n?)混凝 土流 动性泌水率初总 终属 (h:min)坍落度/mm扩展度/mm实泅混凝土强度425粉喘 灰矿港 粉砂石水(设/ 实)泵送 剂初始30 min60 rain初始30 min60 nin7d达设 计强 度，物28 a达设计强 底%10302101101307901C0018071808.1440.4/0.4450不流 动12.942:25 / 44:2025022022045034030012.14228.495203024012090805980180/

7、2118.1450.4/0.47450软大 流动23545:35 / 48：4C2802602606805004301354628.4953C3O26014075850915182238.6480.38/0.47475较大 流动16544:35 / 48:0028024024062050040013.84627.491,混瀛试件制作时，直授将混瀛例人试模内即可。根据上述试验结果，对配合比做适当调整，进行第一次工程模拟试验。工程模拟试验实测混凝土坍落度为280mm ,扩展度 为850mm ,混凝土离析、泌水较为严重，水泥浆体对骨料包裹 较差。在泵管出口处有较严重的粗骨料堆积；混凝土试件4d才 能

8、勉强拆模，混凝土凝固时间太长。模拟试验未成功。第二次模拟试验综合分析其主要原因是混凝土拌合物坍落度和扩展度太大， 造成了混凝土较严重的离析、泌水，而控制混凝土坍落度和扩展 度是其关键。再做调整，进行试配，试配结果见表2。表2第二次模拟试验混凝土配合比序号混凝 土强 度等 级配合比及材料用如用由砂窣W E股材 总 /ITe)混凝 土流 动性初凝 / 然混 / a： min)坍落度/mm扩展度/mm实测混凝土强度/MPa42.5粉息 灰矿潼 粉砂石水泵送 剂初始Ih2h3h初始Ih2h3hId达设 计强度28 a达设 计强度56 d达设 计强 度，物1C3O25017010080089817513

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

10、50270270280785?3065060025.08324.414152173表3第二次模拟试龄结果海混 土强 度等 级配合比及材料用/。皿去)砂救W/E股材 总Ln?)混凝 土就 动性初赛， 终届S： nun)坍落度/mm扩展度/mm实测混凝土强度加PiP.O42.5粉烧 灰矿港 粉砂石水泵送 剂初始Ih2h初始Ih2h7d达设 计强度28 d达设 计强 度56 d达设 计强 励%根据试验结果，进行第二次模拟试验，试验结果见表3。实 测混凝土坍落度为260mm ,扩展度675mm，坍落度损失较 少，混凝土和易性、粘聚性、保水性优良。模拟时，对该混凝土 有意进行插入式振捣，经振捣后的混凝土

11、出现严重的离析、泌水 等。通过模拟试验，深刻体会到，低水泥用量大体积自密实混凝 土的关键技术是在确保强度和施工性能的基础上，尽量降低水泥 用量和加大掺合料用量，确保混凝土的浆体总量和较大的砂率， 以及混凝土的施工性能和流动性。第二次工程模拟试验是成功 的，基本符合自密实混凝土和大体积混凝土的技术要求。3生产应用控制本工程有两个圆形和两个三角形拱脚，混凝土分4次浇筑， 共计2000余m3混凝土，验收龄期为60d ,浇筑时气温正值一 年中较高月份，本工程须控制混凝土中心温度和混凝土外表温度 之差不大于25。5混凝土外表温度和环境温度之差不大于 20o混凝土生产控制混凝土生产每道工序均须严格控制，各

12、项原材料质量须符合 技术要求，搅拌时间须在lmin以上。预拌混凝土运到现场后， 首先要快速运转2min左右，再进行检测,不符合要求的混凝土 要退回生产厂家,符合要求后才可浇筑入模。预拌混凝土生产厂家要确保连续供应，施工单位要确保混凝土出机后lh入模。浇筑控制混凝土坍落度和扩展度须严格控制，否那么，必然造成混凝土 离析、泌水，严重影响混凝土质量。混凝土检测结果为：坍落度 在250270mm ;扩展度在600750mm内；V形漏斗通过 时间在10 25s内；混凝土含气量为2.7%3.7% ;混凝土入 模温度为2025 ;混凝土坍落度lh基本无损失，混凝土和 易性、粘聚性、流动性、保水性良好。为降低

13、混凝土水化热温升和尽量多散热，混凝土浇筑采用 1m厚度全面分层法施工：编制混凝土浇筑分层高度、混凝土用 量和分层浇筑时间表；浇筑最大自由下落高度不超过5m,混凝 土水平流动距离5 m以上，分层浇筑时，在下层混凝土初凝前进 行上层浇筑。随混凝土浇筑随按布温孔要求埋设测温管。混凝土养护(1 )本工程按大体积混凝土施工规范要求，加强保湿保温 养护，在混凝土外表覆盖一层塑料薄膜，上面再覆盖1或2层棉 被。视温差实测结果，进行覆盖层数控制。(2)三角形和圆形拱脚分别设9个和5个测温孔，每个测 温孔分别测上、中、下和环境温度。加强测温，控制好混凝土中心温度和混凝土外表温度的温差不大于25 ,混凝土外表温度和环境温度的温差不大于20o混凝土浇筑完毕立即测温。(3 )测温制度：升、恒温阶段每4h测温一次，降温阶段 6h测温一次，直到混凝土中心与外表、外表与环境温度基本一 致后，可停止测温和逐步撤除保温设施。(4 )实测结果：混凝土浇筑完毕3d到达水化热最高峰值， 混凝土中心温度最高达75 ,混凝土外表温度达60 ,环境温 度达45 ;恒温35d后，以每天11.5的速度降温，降温时间25d ,最大温差15P ;未出现任何裂 缝，混凝土质量优良。3.4混凝土强度结果(1 )实测本工程混凝土初凝时间为23h30