混凝土在地下室承臺中的應用范文

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《福建建材雜志》2014年第八期

1大體積混凝土配合比設計

1.1大體積混凝土配合比設計原則根據《普通混凝土配合比設計規程》JGJ55—2011和GB50496-2009進行大體積混凝土配合比設計和試配。大體積混凝土配合比設計需遵循經濟性和耐久性原則，應控制膠凝材料的總量。為保證混凝土強度及抗滲性能，大體積混凝土水膠比不宜大于0.55，混凝土膠凝材料不宜少于300kg/m3；為降低水化熱，降低混凝土澆筑后的內外溫差和降溫速度控制難度，防止混凝土開裂，應摻入粉煤灰減少水泥用量，粉煤灰摻量不宜超過膠凝材料用量的40%；為避免用水量過大對混凝土性能的影響，應盡量減少用水量，大體積混凝土用水量不宜大于175kg/m3；因大體積混凝土采用泵送施工，其坍落度控制在120～160mm，在滿足和易性及強度的前提下，應適量增加砂率，提高可泵性，同時全面考慮粗骨料對混凝土收縮的限制作用。

1.2大體積混凝土配合比設計及優化根據配合比設計原則，本工程地下室承臺為大摻量粉煤灰的大體積混凝土，因此采用60d齡期作為混凝土強度評定的依據，試驗所采用配合比見表7，混凝土性能見表8。經復驗，最終確定2#的配合比為最終配合比。

2大體積混凝土熱工計算

2.1混凝土絕熱溫升計算水泥3d水化熱為Q3=238kJ/kg，7d水化熱為Q7=265kJ/kg，Q0=4/(7/Q7-3/Q3)，Q=kQ0，Tt=WQ（1-e-mt）/Cρ式中：Q0－水泥水化熱總量（kJ/kg），計算得289.6kJ/kg；k－不同摻量摻合料水化熱調整系數，單粉煤灰摻量為30%時，取0.93；Q－膠凝材料水化熱總量（kJ/kg），計算得269.3kJ/kg；Tt－混凝土絕熱溫升值(℃)，混凝土最高水化熱絕熱溫升經計算得47.1℃；W－每立方米膠凝材料用量(kg)；m-和水泥品種及澆筑溫度有關的系數，取0.4（d-1）；t-混凝土齡期；C－混凝土比熱（J/kg•K）取0.96；ρ－混凝土的質量密度，取2400kg/m3。依據該配合比制得的混凝土28d齡期估算絕熱溫升曲線如圖1。

2.2混凝土中心溫度及混凝土表層最低溫度估算式中：Tj－混凝土拌合物入模溫度(℃)；G－混凝土不同齡期時的溫降系數（江正榮.建筑施工計算手冊（第二版）（M），表11-13）；Tt－混凝土的絕熱溫升；Tk－混凝土表層溫度最低值(℃)。由于本工程地下室承臺施工正值秋季，日均氣溫20℃左右，故混凝土入模溫度設定在15～25℃，對于厚2m的混凝土構件，根據混凝土不同齡期溫降系數G和大體積混凝土澆筑體最大里表溫差不宜超過25℃的溫控目標，可得不同齡期混凝土中心溫度Ti及相應的混凝土表層最低溫度值Tk，見表9。經熱工計算，該配合比在入模溫度基礎上的絕熱溫升不大于50℃，滿足大體積混凝土溫控要求。理論計算表明，當混凝土拌合物入模溫度從15℃升到25℃時混凝土表層溫度最低值范圍為3.9℃到26.8℃，該表面溫度范圍可通過設置保溫層得到有效控制。

3混凝土養護

混凝土中心與表層溫差高峰一般出現在混凝土澆筑后2～4d；自然溫度與混凝土表層溫差高峰出現在2～7d。在此期間混凝土強度增長最快但強度不高，表層強度尤低，若保溫保濕不好，易出現小裂縫，故應加強對混凝土構件內部的降溫和表層的保溫養護。(1)內部降溫選用循環水二次冷卻法，選擇適當的冷卻管管徑及合理可行的布置方案，通過選擇水溫、流量、流速，控制降溫速度和溫差，達到降低混凝土中心溫度、加快混凝土體熱量散失的目的。(2）表面保溫方法應在混凝土抹壓結束后先覆蓋一層塑料薄膜，其上再覆蓋1～2層用麻袋包裹的草墊，避免太陽直接照射，混凝土最初養護時不得澆水，避免表層溫度產生劇降而造成溫差裂縫。混凝土抹壓結束后所覆蓋的塑料薄膜可防止混凝土中的水分蒸發到大氣中，使水分在薄膜下結成冷凝水，這些水分再被混凝土吸收起到養護作用。混凝土養護到適宜齡期時須進行表面蓄水和側面噴淋養護，確保混凝土內外和內部溫差控制在25℃以下。保濕養護的持續時間不得少于14d。(3）保溫覆蓋層的拆除應分層逐步進行，當混凝土的表面溫度與環境溫差小于20℃時，可全部拆除。保濕養護過程中，應經常檢查保護層的完整情況，保持混凝土表面濕潤。塑料薄膜、麻袋、阻燃保溫被等可作為保溫材料覆蓋混凝土和模板，必要時可搭設擋風保溫棚或遮陽降溫棚。覆蓋層的增減應根據溫控指標的要求和實測情況進行調整。

4工程質量

工程實際施工時，從攪拌站抽取15組標準抗壓試件進行抗壓強度檢測，經過標準養護60d，混凝土平均抗壓強度達46.4MPa，最低強度為44.6MPa，滿足C35強度等級設計要求。成型抗滲試件3組，經檢測抗滲等級達到P10要求。已完成的大體積混凝土結構經建設、設計、監理等各方根據規范要求檢驗，未出現裂縫、滲漏等質量問題，達到工程設計要求。

5結論

(1)大體積混凝土配合比設計中，可通過摻入粉煤灰和使用具有緩凝效果的減水劑的方式，在保證混凝土強度和耐久性的前提下減少水泥用量，降低大體積混凝土的水化溫升，延緩水化熱峰值出現的時間。(2)大體積混凝土配合比設計，在保證混凝土強度和耐久性的前提下，應以控制混凝土內外溫差為目標，防止產生溫度裂縫。通過理論計算混凝土內外溫差，在配合比設計和控制混凝土溫度裂縫上起到很好的指導作用。(3)混凝土澆搗后，應及時正確的覆蓋保溫材料，并通過澆水加強早期混凝土保溫保濕養護，嚴格控制內外溫差，防止產生裂縫。

作者：徐國賓單位：福建省建筑科學研究院