筏板基礎(chǔ)大體積混凝土“三摻技術(shù)”研究

□楊 林 □婁 皓 □陳鵬飛（惠金黃河河務(wù)局）

1 大體積混凝土“三摻技術(shù)”概述

1.1 高效減水劑

在混凝土中摻入高效減水劑，能降低水泥水化熱溫升峰值，推遲水化熱溫峰的出現(xiàn)，并且在保持坍落度條件下，能夠大幅度減少拌合物水量，提高水泥拌合物的流動(dòng)性。基礎(chǔ)大體積混凝土使用的高效減水劑有：萘系減水劑FDN、JM—Ⅱ、UNF、AF等高效減水劑。

在大體積混凝土工程中使用減水劑應(yīng)摻量適中，同時(shí)注意控制混凝土拌合物的坍落度損失，選擇與水泥適應(yīng)性良好的減水劑。

1.2 膨脹劑

膨脹劑是依靠自身或與水泥中某些成分反應(yīng)，在水化期間產(chǎn)生一定的膨脹，以補(bǔ)償混凝土收縮的外加劑。基礎(chǔ)大體積混凝土中最常用的有硫鋁酸鈣膨脹劑（CSA）、明礬石膨脹劑（EA-L）、U型膨脹劑（UEA）等。文章案例中使用UEA混凝土膨脹劑，該膨脹劑以10%～12%（取代水泥率）內(nèi)摻水泥中，可拌制成補(bǔ)償收縮混凝土，限制膨脹率為0.02%～0.04%，在混凝土中產(chǎn)生0.20～0.70MPa的預(yù)壓力，可大致抵消混凝土硬化過(guò)程中的收縮拉應(yīng)力。

在大體積混凝土工程中使用膨脹劑時(shí)，需注意：①控制大體積混凝土內(nèi)部溫升，不宜超過(guò)60℃；②確保混凝土的保濕養(yǎng)護(hù)，保證膨脹劑反應(yīng)充分；③膨脹劑與混凝土必須拌合均勻，且和水泥具有良好的相容性。

1.3 粉煤灰

以粉煤灰代替部分水泥，不僅可以改善混凝土的和易性，提高可泵性等性能，而且在基礎(chǔ)中可以提高混凝土的抗?jié)B性，減少水泥水化熱。粉煤灰摻量一般控制在膠凝材料用量的40%以內(nèi)，可采用超量取代法或等量取代法配混凝土。采用礦渣硅酸鹽水泥配置大體積混凝土?xí)r，粉煤灰必須在水泥含量的25%以內(nèi)。工程中多采用Ⅱ級(jí)粉煤灰，控制45μm篩余≤18%，需水量比≤105%，同時(shí)通過(guò)檢驗(yàn)確保其性能穩(wěn)定，滿足配合比要求。

2 案例分析

2.1 工程概況

蘭德國(guó)際中心高層商務(wù)綜合辦公樓位于鄭州市區(qū)東北部，工程設(shè)計(jì)為地上30層，地下2層，局部3層，建筑高度為119.45m。總建筑面積約9.60萬(wàn)m2，地下基礎(chǔ)面積為6500m2，主體為鋼筋混凝土框筒結(jié)構(gòu)。本工程主樓基礎(chǔ)采用筏板基礎(chǔ)，基礎(chǔ)厚度有2m、2.40m兩種，裙樓擋水板厚度為0.70m。具體情況見表1。

表1 蘭德國(guó)際中心筏板基礎(chǔ)施工量表

筏板基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40P8，采用商品混凝土澆筑。工期處于12月上旬至次年1月底，這里選取12月初澆筑塊體進(jìn)行分析，日均溫度約為7～5℃，因此筏板基礎(chǔ)大體積混凝土施工晝夜溫差較大，裂縫預(yù)防措施較為重要。

2.2 混凝土“三摻技術(shù)”應(yīng)用

按照工程要求，混凝土第一澆筑塊體最終配合比見表2。

該工程采用預(yù)拌商品混凝土，筏板基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40，抗?jié)B等級(jí)為P8，設(shè)計(jì)坍落度為180±20mm。

其中砂含水率為7.60%，石子含水率為1.40%，拌合物和易性、粘聚性和保水性良好，水灰比為0.31。標(biāo)養(yǎng)7 d強(qiáng)度為41.50MPa，28 d強(qiáng)度為58.10MPa，拌合物坍落度為180±20mm，坍落度合格。

表2 每立方米混凝土用量表

由表2可知該工程混凝土減水劑含量為2.60%，減水率達(dá)19.80%，抗壓強(qiáng)度比為135%；膨脹劑含量為10%，各項(xiàng)性能均符合規(guī)范要求，摻量經(jīng)過(guò)試驗(yàn)確定，且具有良好的相容性。

水泥采用P.O42.5品種，批量500 t。安定性等指標(biāo)檢驗(yàn)合格。

細(xì)骨料采用Ⅱ區(qū)中砂，含泥量0.70%，泥塊含量0.10%，細(xì)度模數(shù)為2.7，各項(xiàng)性能均評(píng)定合格。

粗骨料含泥量為0.40%，泥塊含量為0.20%，壓碎指標(biāo)為3.90%，片狀顆粒含量為1.50%，各項(xiàng)性能合格。

粉煤灰采用Ⅱ級(jí)磨細(xì)粉煤灰，燒失量低且性能穩(wěn)定，可替代18%的水泥。所選粉煤灰理化性能見表3。

表3 粉煤灰的理化性能%表

2.3 工程施工及效果

2.3.1 混凝土攪拌運(yùn)輸

根據(jù)施工場(chǎng)地狀況，選用兩臺(tái)泵車，每臺(tái)輸送量為40m3/h。經(jīng)過(guò)規(guī)范計(jì)算，共需20輛攪拌車，運(yùn)輸過(guò)程中做好防風(fēng)、防雨、防水措施，同時(shí)保證混凝土的和易性和流動(dòng)性。

2.3.2 混凝土施工部署

根據(jù)后澆帶的布置以及施工進(jìn)度安排，將混凝土澆筑順序依次分為1，2，3，4，5#共5個(gè)澆筑塊。該大體積混凝土工程采用混凝土地泵澆筑，將混凝土輸送地泵車布置在筏板基礎(chǔ)北邊，澆筑的順序從西向東（或從東向西）澆筑混凝土。混凝土澆筑地泵先移到電梯基坑或集水坑處澆筑坑底板混凝土；待底板混凝土初凝前對(duì)電梯井四周均勻分層澆筑至筏板底，并在后澆筑混凝土初凝前連同筏板一起澆筑至筏板頂。

該基礎(chǔ)筏板澆筑采用塔吊配合移動(dòng)泵澆筑。澆筑前，地泵位置應(yīng)根據(jù)澆筑區(qū)域設(shè)置，以保證施工的銜接順暢。

2.3.3 混凝土澆筑振搗

施工要求準(zhǔn)備2～3個(gè)澆筑小組，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)具體澆筑實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)動(dòng)。混凝土攪拌至澆筑時(shí)間≤90min。

澆筑采用斜面分層澆筑法，并防止施工冷縫。振搗時(shí)，嚴(yán)格控制振搗棒移動(dòng)的距離（400～500mm）、插入深度和振搗時(shí)間（15～30 s），避免各澆筑帶交接處的漏振，并在20～30min后進(jìn)行復(fù)振，振搗后采用“二次抹壓法”。

2.3.4 混凝土溫度監(jiān)控

本工程在冬季進(jìn)行施工，極易產(chǎn)生裂縫，施工方案嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《大體積混凝土溫度測(cè)控技術(shù)規(guī)范》要求，對(duì)大體積混凝土實(shí)施溫度監(jiān)測(cè)。當(dāng)混凝土內(nèi)部與表面溫度差超過(guò)25℃時(shí)，及時(shí)采取相應(yīng)的保溫措施。本工程所測(cè)混凝土內(nèi)部溫度在第6d時(shí)達(dá)到最高值，為47.60℃，同時(shí)，在溫度監(jiān)測(cè)中基礎(chǔ)內(nèi)外溫差均＜25℃，符合溫度計(jì)算的結(jié)果。

2.3.5 混凝土質(zhì)量評(píng)定

本工程大體積混凝土施工整體質(zhì)量較好，底板混凝土無(wú)有害裂縫產(chǎn)生，取得了預(yù)期的效果，混凝土檢驗(yàn)批一次性驗(yàn)收合格，施工中C40P8混凝土留置試塊平均強(qiáng)度均符合要求。

3 結(jié)論

工程實(shí)踐研究證明，采用“三摻技術(shù)”配置大體積混凝土，不僅起到了補(bǔ)償收縮作用，有效預(yù)防了裂縫產(chǎn)生，而且施工便捷，降低了成本。在使用“三摻技術(shù)”配置混凝土施工時(shí)需注意以下幾點(diǎn)：第一，施工中應(yīng)注意混凝土的早期保溫養(yǎng)護(hù)；第二，施工應(yīng)注意防止混凝土過(guò)振，否則將在表面產(chǎn)生明顯的粉煤灰浮漿層，如氣溫驟降，易產(chǎn)生表面裂縫；第三，UEA、減水劑使用前后應(yīng)與水泥做適應(yīng)性試驗(yàn)，檢驗(yàn)其與水泥的適應(yīng)性；第四，在水泥中摻入U(xiǎn)EA后，凝結(jié)時(shí)間縮短1～2h，坍落度損失有些增加，因此在對(duì)凝結(jié)時(shí)間和坍落度損失有特殊要求的工程中，可將UEA與緩凝型減水劑聯(lián)合使用，以滿足工程要求；第五，“三摻”混凝土質(zhì)量好壞和能否順利泵送關(guān)鍵在于外加劑、摻合料能否準(zhǔn)確投放，能否及時(shí)調(diào)整施工配合比。

[1]劉斌，韓志強(qiáng)，范貴軍.大體積混凝土的配合比設(shè)計(jì)及原材料的質(zhì)量要求[J].科技信息，2010（18）.

[2]中國(guó)建筑科學(xué)研究院.JGJ52-2006.普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2007.

[3]孟文清.C40大體積混凝土施工中的“三摻”技術(shù)[J].工程力學(xué)，2000:803～807.

[4]趙林.三摻技術(shù)在大體積混凝土中的應(yīng)用[J].江蘇建筑.1998:55-58.

[5]李巧玲.三摻技術(shù)在大體積混凝土中的應(yīng)用[J].混凝土與水泥制品，2011（6）.