關(guān)于建筑施工中C60大體積混凝土配比的使用研究

（山西龍泉混凝土有限公司， 山西 太原 030000）

0 前 言

高強混凝土在施工中有著廣泛的應(yīng)用，其中C60等級的大體積混凝土無論是在市政道橋施工還是建筑施工中都有著極為廣泛的使用范圍。但是，混凝土強度等級越高，其拌和難度越大，骨料搭配的配比設(shè)計也就越復(fù)雜，越需要精密的計算和設(shè)計。并且C60高強混凝土根據(jù)施工的環(huán)境、季節(jié)不同，其對應(yīng)的水灰比等指數(shù)也應(yīng)當進行適當?shù)母淖儯虼伺浔裙こ處熜枰私釩60大體積混凝土的概念、使用條件以及配比技術(shù)要點，并在此基礎(chǔ)上根據(jù)實驗結(jié)果做出改善，以適應(yīng)工程的發(fā)展需要。

1 C60大體積混凝土概述及使用條件

1.1 C60大體積混凝土概述

通常而言，混凝土根據(jù)其立方體抗壓強度的標準值來劃分其強度等級。其符號表示為C，單位可以使用牛/平方米（N/m2）或兆帕（MPa）。根據(jù)我國現(xiàn)行的技術(shù)標準（《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2010）規(guī)定，混凝土分為十四個等級，也就是從C15-C80，極差為5。其中，C60以及以上等級的混凝土被規(guī)定為高強混凝土。根據(jù)《大體積混凝土施工規(guī)范》GB50496-2009規(guī)定，邊長不小于1米的立方體混凝土為大體積混凝土。大體積混凝土由于體積較大，收縮養(yǎng)護難度較高，因此配比拌和的難度也隨之而提升。

1.2 C60大體積混凝土使用條件

當前我國大型建筑工程中經(jīng)常涉及到大體積混凝土的使用，比如樓房建筑的地基基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)框架、樓層底板、筏板、大型設(shè)備的應(yīng)用場地等，另外，高速公路、跨海大橋、隧道等道橋工程也廣泛使用C60的大體積混凝土。大體積混凝土的使用有著嚴格的限制，首先是必須有科學(xué)的設(shè)計圖紙，對混凝土的尺寸、形狀規(guī)劃良好。第二是有著具體使用的環(huán)境，場地允許大體積混凝土的拌和或者運輸。第三是需要嚴格的實驗室檢驗支持，保證大體積混凝土拌和、養(yǎng)護符合強度標準。只有在條件允許的情況下才能使用C60及以上的大體積高強混凝土。

2 建筑施工中C60大體積混凝土配比原則

建筑施工中，C60大體積混凝土在強度條件達到標準的情況下，還應(yīng)強調(diào)混凝土的組合性能和勻質(zhì)性。結(jié)合工程的環(huán)境和設(shè)計標準來確定具體的混凝土配比數(shù)據(jù)，但是總的來說還應(yīng)當堅持以下幾項基本原則。

2.1 提升工作性原則

提升工作性是C60大體積混凝土配比的基礎(chǔ)原則。在我國不少地區(qū)，施工場地平整情況并不良好，而且施工地區(qū)的地理起伏也較大，地質(zhì)條件差異較大。這就導(dǎo)致了施工場地中存在大落差泵送的情況。由于泵送動力輸出不連貫，關(guān)口壓力存在一定量的損失，工作性能嚴重不足。這種情況的出現(xiàn)放大了混凝土配比帶來的誤差，讓混凝土流動性變差，離析、泌水等情況時有發(fā)生，嚴重影響了 C60大體積混凝土的澆筑施工的連續(xù)性。對此，C60大體積混凝土在配比設(shè)計中必須考慮到施工現(xiàn)場的情況，保證混凝土的工作性良好，確保工程質(zhì)量。

2.2 體積穩(wěn)定性原則

施工過程中，混凝土的強度和體積往往存在一定的設(shè)計性能差異。體積越大，為了保持混凝土強度，就是必要增加水泥等骨料的含量。水泥含量的增加會放大水化熱的輸出，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫等問題，嚴重影響了混凝土的體積穩(wěn)定性。對此，C60大體積混凝土的配比工程師在進行混凝土配比設(shè)計時，需要考慮到工程地的溫度環(huán)境、施工技術(shù)條件，在保證體積穩(wěn)定性和強度等級的條件下盡可能的降低水灰比，減少水泥用量，控制溫度裂縫，確保大體積混凝土的整體質(zhì)量以及體積穩(wěn)定性。

2.3 使用耐久性原則

當前在我國大型建筑工程中，建筑設(shè)計壽命普遍要求較長，比如杭州灣跨海大橋設(shè)計使用壽命在100年、世界上最長的跨海大橋港珠澳大橋設(shè)計壽命達到120年。普通建筑設(shè)計壽命為30年-60年不等，這就對大體積混凝土的耐久性提出了較高的要求。由于我國氣候差異大，自然環(huán)境差異較大，野外地區(qū)的晝夜溫差、太陽輻射、雨雪侵襲等都會造成混凝土的老化。因此重視混凝土耐久性不僅有利于工程質(zhì)量提升，對混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的鋼筋進行良好的保護，也會降低后期維修和保養(yǎng)的費用，提高工程的整體經(jīng)濟價值。

3 C60大體積混凝土配比技術(shù)要點

3.1 控制水膠比

在混凝土的拌和配比設(shè)計中，水膠比往往會帶來強度的下降。水膠比的提升雖然加快各種骨料的凝結(jié)速度，但是過高的水膠比也會降低混凝土強度。因此在C60大體積混凝土配比設(shè)計中，必須適當控制水膠比。而且在現(xiàn)場施工過程中，也必須做好項目經(jīng)理的配比監(jiān)督工作，控制好膠凝材料的實際添加量，防止出現(xiàn)混凝土穩(wěn)定性的破壞問題。根據(jù)我國現(xiàn)有的《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》JGJ55-2011中規(guī)定，不同強度等級的混凝土水膠比也存在一定的控制范圍。其中：C60強度等級的混凝土水膠比宜控制在0.28-0.34中，每立方米使用的膠凝材料宜控制在480-560kg（見表一）。

表一 混凝土適宜水膠比與凝膠材料用量對比表

3.2 調(diào)整摻加劑

C60大體積混凝土的配比需要根據(jù)設(shè)計圖紙和施工環(huán)境選擇適當?shù)膿郊觿１热鐪p水劑，比如選擇普通的減水劑，可以使混凝土在正常情況下減水10%左右，提高C60大體積混凝土的緩凝效果。但是如果選擇木鈣型減水劑，則會加大減水效果，造成過量減水，過度緩凝，不利于特殊氣候環(huán)境下的混凝土施工。另外，泵送劑、引氣劑等摻加劑變得加入，也會C60混凝土的坍落度帶來變化。因此，根據(jù)預(yù)拌混凝土的實際效果來適當調(diào)整摻加劑項目和數(shù)量。

3.3 合理選擇水泥品種

在所有混凝土配比材料中，水泥對混凝土強度等級和體積穩(wěn)定性影響最大。水泥固化會帶來大量的熱。并且水泥的吸附力與水的整體含量密切相關(guān)。水泥的整體種類較多，但是針對C60大體積混凝土而言，需要優(yōu)先選取水化熱較小的水泥種類，比如PS水泥、P.Ⅰ水泥、大壩水泥、PF水泥、PP水泥等。但是考慮火山灰水泥帶來了低水化熱，又會形成含水夾層，造成泌水問題，因此在選擇水化熱較低的水泥時適當調(diào)整添加劑包括減水劑等會提高混凝土的使用效果。另外，在高強混凝土的配比設(shè)計中，適當減少水泥中C3A的含量，提高混凝土的流動性，有利于提升連續(xù)澆筑的效率，減少施工縫的出現(xiàn)。

3.4 科學(xué)搭配粗細骨料

在混凝土配比中，粗細骨料搭配也是配比的重要技術(shù)問題。粗骨料的性能可以影響甚至決定混凝土的彈性模量、和易性指標。因此在配比設(shè)計中，對于 C60大體積混凝土，宜選用直徑適宜（最高不宜超過30mm或管徑2/3）的石灰石作為粗骨料，可以直接吸收拌和用水，減少減水劑、膠凝材料的使用數(shù)量，降低坍落度。細骨料的選擇可以考慮在細度模數(shù)與[2.5-3.0]區(qū)間范圍內(nèi)的中粗砂，一般而言細骨料的直徑不宜高于25mm，另外還需要摻加適量的活性礦物，比如硅粉、礦渣、粉煤灰、火山灰等，以提高其粘結(jié)性，提高混凝土結(jié)構(gòu)能量的穩(wěn)定性，充分發(fā)揮其活性增強效果，降低混凝土泥漿的縫隙率，改善混凝土耐久性。

3 結(jié)束語

總而言之，現(xiàn)代建筑體系中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)框架在強度等級、耐久性和使用條件以及使用范圍上遠遠高出其他結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。而C60大體積混凝土在使用成本和配比技術(shù)水平上有著極大的價值，這就要求我們在使用過程中不斷學(xué)習(xí)和熟悉C60大體積混凝土的配比設(shè)計條件，實現(xiàn)建筑工程質(zhì)量與成本的完美結(jié)合，推動我國建筑工程技術(shù)的不斷發(fā)展。

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