混凝土在地下室承台中的应用范文

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《福建建材杂志》2014年第八期

1大体积混凝土配合比设计

1.1大体积混凝土配合比设计原则根据《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55—2011和GB50496-2009进行大体积混凝土配合比设计和试配。大体积混凝土配合比设计需遵循经济性和耐久性原则，应控制胶凝材料的总量。为保证混凝土强度及抗渗性能，大体积混凝土水胶比不宜大于0.55，混凝土胶凝材料不宜少于300kg/m3；为降低水化热，降低混凝土浇筑后的内外温差和降温速度控制难度，防止混凝土开裂，应掺入粉煤灰减少水泥用量，粉煤灰掺量不宜超过胶凝材料用量的40%；为避免用水量过大对混凝土性能的影响，应尽量减少用水量，大体积混凝土用水量不宜大于175kg/m3；因大体积混凝土采用泵送施工，其坍落度控制在120～160mm，在满足和易性及强度的前提下，应适量增加砂率，提高可泵性，同时全面考虑粗骨料对混凝土收缩的限制作用。

1.2大体积混凝土配合比设计及优化根据配合比设计原则，本工程地下室承台为大掺量粉煤灰的大体积混凝土，因此采用60d龄期作为混凝土强度评定的依据，试验所采用配合比见表7，混凝土性能见表8。经复验，最终确定2#的配合比为最终配合比。

2大体积混凝土热工计算

2.1混凝土绝热温升计算水泥3d水化热为Q3=238kJ/kg，7d水化热为Q7=265kJ/kg，Q0=4/(7/Q7-3/Q3)，Q=kQ0，Tt=WQ（1-e-mt）/Cρ式中：Q0－水泥水化热总量（kJ/kg），计算得289.6kJ/kg；k－不同掺量掺合料水化热调整系数，单粉煤灰掺量为30%时，取0.93；Q－胶凝材料水化热总量（kJ/kg），计算得269.3kJ/kg；Tt－混凝土绝热温升值(℃)，混凝土最高水化热绝热温升经计算得47.1℃；W－每立方米胶凝材料用量(kg)；m-和水泥品种及浇筑温度有关的系数，取0.4（d-1）；t-混凝土龄期；C－混凝土比热（J/kg•K）取0.96；ρ－混凝土的质量密度，取2400kg/m3。依据该配合比制得的混凝土28d龄期估算绝热温升曲线如图1。

2.2混凝土中心温度及混凝土表层最低温度估算式中：Tj－混凝土拌合物入模温度(℃)；G－混凝土不同龄期时的温降系数（江正荣.建筑施工计算手册（第二版）（M），表11-13）；Tt－混凝土的绝热温升；Tk－混凝土表层温度最低值(℃)。由于本工程地下室承台施工正值秋季，日均气温20℃左右，故混凝土入模温度设定在15～25℃，对于厚2m的混凝土构件，根据混凝土不同龄期温降系数G和大体积混凝土浇筑体最大里表温差不宜超过25℃的温控目标，可得不同龄期混凝土中心温度Ti及相应的混凝土表层最低温度值Tk，见表9。经热工计算，该配合比在入模温度基础上的绝热温升不大于50℃，满足大体积混凝土温控要求。理论计算表明，当混凝土拌合物入模温度从15℃升到25℃时混凝土表层温度最低值范围为3.9℃到26.8℃，该表面温度范围可通过设置保温层得到有效控制。

3混凝土养护

混凝土中心与表层温差高峰一般出现在混凝土浇筑后2～4d；自然温度与混凝土表层温差高峰出现在2～7d。在此期间混凝土强度增长最快但强度不高，表层强度尤低，若保温保湿不好，易出现小裂缝，故应加强对混凝土构件内部的降温和表层的保温养护。(1)内部降温选用循环水二次冷却法，选择适当的冷却管管径及合理可行的布置方案，通过选择水温、流量、流速，控制降温速度和温差，达到降低混凝土中心温度、加快混凝土体热量散失的目的。(2）表面保温方法应在混凝土抹压结束后先覆盖一层塑料薄膜，其上再覆盖1～2层用麻袋包裹的草垫，避免太阳直接照射，混凝土最初养护时不得浇水，避免表层温度产生剧降而造成温差裂缝。混凝土抹压结束后所覆盖的塑料薄膜可防止混凝土中的水分蒸发到大气中，使水分在薄膜下结成冷凝水，这些水分再被混凝土吸收起到养护作用。混凝土养护到适宜龄期时须进行表面蓄水和侧面喷淋养护，确保混凝土内外和内部温差控制在25℃以下。保湿养护的持续时间不得少于14d。(3）保温覆盖层的拆除应分层逐步进行，当混凝土的表面温度与环境温差小于20℃时，可全部拆除。保湿养护过程中，应经常检查保护层的完整情况，保持混凝土表面湿润。塑料薄膜、麻袋、阻燃保温被等可作为保温材料覆盖混凝土和模板，必要时可搭设挡风保温棚或遮阳降温棚。覆盖层的增减应根据温控指标的要求和实测情况进行调整。

4工程质量

工程实际施工时，从搅拌站抽取15组标准抗压试件进行抗压强度检测，经过标准养护60d，混凝土平均抗压强度达46.4MPa，最低强度为44.6MPa，满足C35强度等级设计要求。成型抗渗试件3组，经检测抗渗等级达到P10要求。已完成的大体积混凝土结构经建设、设计、监理等各方根据规范要求检验，未出现裂缝、渗漏等质量问题，达到工程设计要求。

5结论

(1)大体积混凝土配合比设计中，可通过掺入粉煤灰和使用具有缓凝效果的减水剂的方式，在保证混凝土强度和耐久性的前提下减少水泥用量，降低大体积混凝土的水化温升，延缓水化热峰值出现的时间。(2)大体积混凝土配合比设计，在保证混凝土强度和耐久性的前提下，应以控制混凝土内外温差为目标，防止产生温度裂缝。通过理论计算混凝土内外温差，在配合比设计和控制混凝土温度裂缝上起到很好的指导作用。(3)混凝土浇捣后，应及时正确的覆盖保温材料，并通过浇水加强早期混凝土保温保湿养护，严格控制内外温差，防止产生裂缝。

作者：徐国宾单位：福建省建筑科学研究院