石屑砂配制大體積C40混凝土的生產與質量控制

楊文杰，鄭衛東，韓健，鄒小平

（1.瀘州建中混凝土有限公司， 四川　瀘州　646000；2.瀘州精衡信建設工程檢測有限公司，四川　瀘州　646000）

石屑砂配制大體積C40混凝土的生產與質量控制

楊文杰1，鄭衛東1，韓健1，鄒小平2

（1.瀘州建中混凝土有限公司， 四川瀘州646000；2.瀘州精衡信建設工程檢測有限公司，四川瀘州646000）

本文通過工程案例向大家介紹了利用石屑砂、大摻量礦物摻合料配制大體積混凝土的生產與施工質量控制經驗。

石屑砂；大體積；生產；施工

0　前言

由于瀘州地區天然中砂資源匱乏，主要采用當地從長江開采的卵石經破碎為卵碎石過程中產生的副產品-石屑砂為主要細骨料。該砂未經過整形處理，含有較多不規則棱角的細石顆粒和含量較高的石粉。石屑砂的細度模數一般在2.8 以上，達到了天然中砂細度標準。用此類砂代替天然中砂和粒形規則、級配良好的機制砂是本地建筑用砂的現狀，但用于特殊性的混凝土中還需要進一步的試驗、驗證以及推廣。

1　工程概況

格蘭春天?首璽 B 區 1# 樓筏板基礎位于205 地塊，總層數 31 層（地下2 層，地面29 層），總高度 97.9m。筏板基礎面積 860m2，厚度 1.6m，混凝土強度等級為 C40，混凝土一次性澆筑總方量 1400m3。筏板位于負 15.6m 的深坑內，低于負二層車庫 6.5m。

2　原材料選用與配合比確定

2.1原材料

（1）水泥

為降低混凝土水化熱，經過參建各方研究決定，本結構混凝土采用宜賓長寧紅獅水泥有限公司生產的 P?O42.5R級普通硅酸鹽水泥，該水泥 3d 水化熱為216kJ/kg，7d 為255kJ/kg（見表 1）。

表1　水泥的基本性能

（2）粉煤灰

江北電廠Ⅰ級粉煤灰，見表2。

表2　粉煤灰的基本性能　　　　　　 %

（3）粗集料

采用優質長江破碎卵石，級配為 5～25mm 連續級配碎石，見表 3。

表3　粗集料的基本性能　　　　　　　　%

（4）細集料

混凝土用細骨料為卵石破碎為碎石過程中產生的石屑砂，石屑砂中含有棱角不規則的小石顆粒以及含量較高的石粉，石屑砂中不規則棱角的小碎石顆粒嚴重影響混凝土拌合物的和易性，給混凝土的性能帶來了一定的難度，由于大量石粉用于混凝土中還存在爭議，經處理降低了砂中石粉含量，根據 GB 14684-2011 《建設用砂》標準的要求對細骨料進行了檢測，其技術指標檢測結果見表 4。

表4　砂物理性能試驗表

（5）外加劑

選用瀘州盛世鑫匯建材有限公司 TQ-4 聚羧酸高性能緩凝高效減水劑，見表 5。

（6）礦渣粉

選用瀘縣礦粉廠生產的S95級礦渣粉，具體性能指標見表6。

（7）水

試驗用水采用符合國家標準要求的飲用水。

表5　外加劑的基本性能

表6　礦渣粉的基本性能

2.2配合比

參建各方根據工程特點、設計要求及工程結構使用功能，對本結構大體積 C40 混凝土配合比進行了多番討論研究，決定在混凝土中大摻量摻加粉煤灰和礦渣粉，既能降低混凝土的水化熱和改善混凝土性能，又能提高混凝土后期強度，并進行了多番現場模擬驗證試驗，最終確定了合理的混凝土配合比，見表 7。

表7　混凝土配合比

3　混凝土生產與施工控制

為保證混凝土結構工程質量，混凝土生產廠家與施工單位進行了詳細的研究，主要從混凝土的拌和、運輸、澆筑、護理和養護等各個環節進行反復討論和熱工驗算，最終提出了詳盡的《筏板基礎混凝土施工方案》。

3.1混凝土生產質量控制

（1）根據結構的特殊性，將混凝土凝結時間調整到30h，以滿足澆筑施工節奏和周期要求，推遲混凝土凝結時間，延緩混凝土放熱峰時，利于結構混凝土散熱，保障混凝土結構質量。

（2）嚴格控制原材料進場質量，保證不合格材料不進場；嚴格控制入站水泥的進場溫度不大于 60℃，有效降低混凝土出機和入模的溫度。

（3）嚴格按配合比配料計量，各種原材料計量控制在規范要求的允許范圍內，水泥、粉煤灰、礦渣粉、外加劑、水計量控制在 ±1.0% 內；砂、石計量控制在 ±2.0% 內。

（4）嚴格按照規范與施工要求控制混凝土入泵坍落度T=T0±30mm，站內設專人控制出廠坍落度（T0為施工方要求坍落度）。

（5）為保證混凝土的連續澆筑，在混凝土澆筑前應備足本結構混凝土所需原材料，澆筑過程中根據澆筑速度合理安排供應節奏，保證現場不積料、不掉料。

3.2混凝土施工質量控制

3.2.1混凝土澆筑施工

混凝土澆筑時間在 10月22日，共澆筑混凝土 1400m3。

（1）混凝土澆筑前，在混凝土生產廠家協助下，編制了詳盡的《筏板基礎混凝土施工方案》，并以此成立了專項小組進行施工安排與質量控制。

（2）經建設、施工以及混凝土供應方共同討論，在混凝土中心埋設循環冷卻水管降低混凝土中心溫度，降低混凝土內外溫差，避免產生裂縫。同時，為了準確測量、監控混凝土內部的溫度，指導混凝土的養護，確保大體積混凝土的施工質量，在筏板基礎混凝土內合理布設溫度測量裝置，冷卻管道安裝示意圖以及測溫孔平面圖見圖 1。

（3） 現場設置專人對進場混凝土質量進行檢驗，并及時組織卸料、泵送、澆筑及振搗。

（4）嚴格按照規范和《筏板基礎混凝土施工方案》進行澆筑施工作業，進行分段分層循環推進澆筑施工，以削減溫度應力，混凝土澆筑 0.5～3h 左右，進行二次復振和板面碾壓抹面。

圖1　冷卻管安裝示意圖

3.2.2混凝土結構養護

（1）當時正正值秋末時節，天氣變化較大，晝夜溫差較大，混凝土凝結后現場及時采用薄膜覆蓋混凝土表面，以防止混凝土結構因溫差過大出現裂縫。

（2）冷卻水管被澆筑的混凝土覆蓋并振搗完畢，即可在該層冷卻水管內通水，冷卻水的流量控制在 1.2～1.5m3/h。冷卻管排出的水，在混凝土澆筑未完以前，排出基坑外。在筏板基礎混凝土澆筑全部結束后，排至混凝土頂面，形成保溫層，蓄水保溫養護。

（3）此混凝土結構共設置 11 個測溫點，并加強溫度實測（11 個點的溫度進行分析整理結果見表 8），混凝土中心溫度最高高達 62.0℃，采用蓄水保溫養護措施，有效地控制了混凝土結構內外溫差，預防了裂縫的產生。

（4） 現場養護工作嚴格按規范與《筏板基礎混凝土施工方案》要求執行，保證了結構混凝土養護周期不少于14d。

4　混凝土質量檢驗

（1）為了積累大摻量摻合料混凝土的原始數據，對混凝土抽樣加大了力度，擬定了按每 100 方混凝土抽樣兩組，具體的混凝土28d 強度檢驗情況如表 9。

（2）所檢測的數據，利用強度值-標準差控制圖（如圖2）的方法分析，可以得出對此大體積混凝土強度的質量控制比較嚴格，控制水平也比價高，都在目標控制范圍內，且滿足設計要求。

圖2　強度代表值/標準差 X-S(MPa) 控制圖

（3）利用強度頻率直方控制圖（如圖 3）的方法分析，可以得出所測強度數據符合正太分布規律，控制水平達到了優良。

圖3　強度頻率直方圖（正太分布圖）

表8　溫度檢測綜合記錄表　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ℃

表9　混凝土強度檢驗統計表

5　結論

（1）大摻量礦物摻合料的摻入，有效的降低了混凝土的水化熱，有效的控制了混凝土溫度裂縫，為本地區推廣大摻量礦物摻合料的特殊混凝土奠定了基礎，積累了原始數據。（2）蓄水保溫養護是防止混凝土產生有害裂縫的最佳措施。（3）本工程 C40 大體積混凝土在本地區是首次應用石屑砂配制，通過對混凝土配合比進行優化設計、試配和工程模擬試驗，以及加強施工管理和控制，結構混凝土養護 14d 拆模后，未有任何宏觀有害裂縫的出現，各項性能檢驗一次性通過了專家組的驗收，取得成功，施工質量優良，受到了好評，取得了較好的技術經濟效益，為今后在我地區進一步推廣應用石屑砂混凝土打下了良好基礎。

[1] GB 175-2007．通用硅酸鹽水泥[S]．

[2] GB 1596-2005．用于水泥和混凝土中的粉煤灰[S]．

[3] GB/T 14685-2011．建設用卵石、碎石[S]．

[4] GB/T 14684-2011．建設用砂[S]．

[5] JG/T223-2007．聚羧酸系高性能減水劑[S]．

[6] GB/T 18046-2008．用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉[S]．

[7] GB 50496-2009．大體積混凝土施工規范[S]．

[8] GB 50107-2010．混凝土強度檢驗評定標準[S]．

[9] 高育欣，唐天明，林喜華，徐芬蓮，徐國棟．C80 機制砂高強混凝土的研制及工程應用．混凝土．2011(09)：99-101．

[10] 張仁瑜，王征，孫盛佩．混凝土質量控制與檢測技術．北京：化學工業出版社，2008．

［通訊地址］四川省瀘州市江陽區泰安鎮機械工業集中發展區 瀘州建中混凝土有限公司

楊文杰（1981—），男，主要從事預拌混凝土生產、研究、管理工作。