矿物掺合料双掺技术在高性能大体积混凝土中的应用

摘 要：本文通过论述矿粉和粉煤灰双掺在配制高性能大体积混凝土中的作用及实际工程应用取得的效果，说明双掺技术的应用能够解决配制高性能大体积砼的一些难题，而且对提高工程质量大有好处。

关键词：双掺；高性能；大体积

中图分类号： TV331 文献标识码： A

引言

随着节能减排成为社会工业发展导向之一，高性能混凝土以其特有的优势越来越被人们关注，对它的研究和应用也进入的高峰时期。矿粉和粉煤灰作为混合材料在配制混凝土过程中，不仅仅使工业废料得到很好的利用，降低混凝土生产成本，更重要的是它大大提高了混凝土的性能，成为配制高性能大体积混凝土有用材料。高性能混凝土是以耐久性和混凝土材料的可持续发展为基本要求，并适合工业化生产和施工的新一代混凝土。高性能大体积混凝土是指达到大体积混凝土要求的高性能混凝土。本文通过双掺技术在高性能大体积混凝土中实践应用达到改善混凝土的工作性能，降低温升，延缓凝结时间，减少收缩及裂缝的产生，提高耐久性，并有效地降低混凝土生产成本，提高经济效益和社会环境效益。应用双掺技术是生产高性能、大体积混凝土的有效途径。

1 原材料的选择

（1）水泥：冀东海德堡（扶风）水泥有限公司产P.O42.5，其水泥物理力学性能见表1。

表1水泥物理力学性能

（2）砂：泾河产中砂，其检测指标见表2。

表2 砂的检测指标

（3）碎石：富平产的5-25连续级配碎石，其检测指标见表3。

表3 碎石检测指标

（4）矿粉：陕西韩城源杰工贸有限公司S95级，其检测指标见表4。

(5)粉煤灰：渭河电厂II级，其检测指标见表4。

表5 粉煤灰检测指标

（6）外加剂：上海武冠新材料有限公司生产WG-高效减水剂

表6 外加剂检测指标

2 高性能大体积混凝土的配合比试验

2.1 工程大概情况及混凝土技术要求

西安周边某高层建筑，地下一层，地上主楼二十层，裙楼三层，总建筑面积为29560m2。工程采用的是框架剪力墙结构，基础地下室部分为无伸缩缝，主楼基础底板长为70.10m，宽21.85m，最小厚为1.60m，最厚处达到5.2m，裙楼基础底板为0.80m厚，共需要4000m3多的混凝土，主楼底板要求一次性连续浇筑完成。此工程基础底板设计的全是C35P6混凝土，坍落度要求14cm-16cm。针对工程情况，在前期做高性能混凝土大体积混凝土试验。

2.2高性能混凝土大体积混凝土试验

高性能混凝土大体积混凝土配合比基本特征是低用水量（水与胶凝材料总量之比低于0.45），较低的水泥用量，并以矿物掺合料和外加剂作为砂、石、水泥、水之外的必需成分。配合比设计依据JGJ55-2011要求，并凭借经验及对当地材料性能的把握，瞄准高性能大体积混凝土特征要求进行；混凝土拌和物坍落度试验及和易性观察依据GB/T50080-2002进行；抗压强度检测依据GB/T50081-2002进行；耐久性检测依据GB/T50082-2009进行。试验配合比及相关性能指标见表7。

表7 混凝土试验配合比及相关性能指标

从表7的试验数据得知，当S95级和和Ⅱ级粉煤灰配制混凝土虽早期强度稍低，但后期强度增长较高，满足工程设计要求。双掺混凝土的和易性、流动性、可泵性均优于单掺混凝土拌合物各项性能。依据试验配合比的数据结果，为保证工程质量并达到经济环保的目的，该工程混凝土配合比选择了试验P2，并对试验P2配合比有关性能做试验：抗渗性能试验，达到P20时，试件表面仍未出现渗水，劈裂后测量渗水高度为50-80mm；抗冻融循环，达到F100，混凝土质量损失为0，强度损失率小于5%。

从各项试验数据结果可以看出,矿粉和粉煤灰以一定合理比例掺入能够起到一定的互补效应,使得它们的微集料、火山灰、级配效应得以发挥，提高混凝土内部结构密实性，尤其在大体积高性能混凝土中，抗渗透及抗碳化能力强。双掺降低了高性能大体积混凝土中的水泥用量，这样就解决了早期的水化热的问题，因为矿粉和粉煤灰在混凝土中的活性和温度有着很大关系，高性能大体积混凝土恰好给它们提供了这样一个环境，矿粉取代混凝土中的部分水泥，能够显著提高混凝土的后期强度，改善混凝土的工作性能，降低温升，延缓凝结时间，提高耐久性。

3工程应用情况

3.1过程控制及性能检测

此工程的基础底板是在10月份下旬浇筑的，当时天气温度在8-19℃。主楼整个底板浇筑用时27小时，浇筑混凝土3025m3。混凝土出机坍落度195mm，扩展度510mm，流动性能好，混凝土到达浇筑现场后，测量坍落度160mm,扩展度400mm，流动性能仍然良好，满足施工要求。

3.2混凝土的养护

采取良好的养护措施有利于提高混凝土的耐久性，矿粉和粉煤灰双掺混凝土对养护条件要求更为苛刻，具有充分的养护条件和养护时间才能发挥掺合料的作用。

浇筑后施工单位根据混凝土养护要求对混凝土覆盖了一层塑料薄膜、两层麻包，进行了一定的控温措施。定时对表面按片浇水后迅速再覆盖。混凝土浇筑后，对混凝土上层、中层进行了测温记录见表8。

表8 测温情况

从测量温度记录分析，双掺可以降低混凝土早期水化，加上WG-高效减水剂可以大幅度延缓热峰的到来，从而能有效避免大体积混凝土应温度而产生的裂缝。在此工程中未发现表面裂缝现象,且表面平整、密实。

3.3混凝土物理性能测试

抗压强度：28d强度44.1MPa; 60d强度48.7MPa。

抗渗性能试验、抗冻融循环试验均符合设计要求。

4、实施效果

在该工程高性能大体积混凝土中，采用矿粉、粉煤灰以合理的比例掺入混凝土中，使得矿粉和粉煤灰的活性得以充分发挥，改善了混凝土的内部结构，降低了大体积混凝土的发热量，有效避免大体积混凝土因温度而产生的裂纹，提高了混凝土的施工性能和耐久性。同时采用双掺技术取得了很好的经济、社会和环境效益。

参考文献

[1]《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-2011)

[2]《普通混凝土拌合物性能试验方法标准(附条文说明)》(GB/T50080-2002)

[3]《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准(附条文说明) 》GB/T50082-2009

[4]《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081-2002

[5]《大体积混凝土施工规范及条文说明》 GB50496-2009

[6]戴镇潮：大体积混凝土的防裂. 混凝土，2001