1、C30大体积、自密实混凝土试验及工程应用自密实大体积混凝土和普通混凝土截然不同，具有显著的特殊性，其关键技术，除要求混凝土本身须具有高性能、高流态、抗离析、不泌水特点外，还须具有一定的填充性能等，只有满足了这些性能，才能满足施工要求，进而保证工程质量。1工程概况包头市体育场工程设计有2个钢罩棚，两端分别支撑在南北拱脚上，拱脚混凝土强度等级为C30，厚度分别为7.2m和9.356m，属大体积混凝土；拱脚与主体基础间设钢筋混凝土地梁；拱脚承台将承受罩棚向外的推力和基础连系梁向内的拉力，作用力集中，应力复杂。为满足拱脚承台安全使用，施工质量控制对结构安全至关重要。拱脚基础外形为圆形和三角形台体，圆拱
2、下部直径9.0m，上部直径8.016m，高7.2m；三角拱底部长21.7m，宽13.0m，高8.906m，顶面为半圆面；拱角基础配筋密集，三向设置（圆拱7.5m以上为七向钢筋）、间距小，预埋件截面大，拱脚基础截面变化大，混凝土振捣难度大，经反复分析和研究，最后确定拱角基础按自密实混凝土和大体积混凝土进行施工控制。2混凝土试配试验2.1混凝土配合比确定原则自密实混凝土配合比须通过反复试配、调整和工程模拟试验，优选最佳配合比，其原则应按自密实混凝土应用技术规程（CECS2032006）、大体积混凝土施工规范（GB50496-2009）等要求，并结合本工程拱脚混凝土结构形状、尺寸、配筋状态等，选用自
3、密实混凝土等级为一级的混凝土进行控制。本工程混凝土配合比基本要求：为降低水泥水化热温升，在确保混凝土强度基础上，尽量降低水泥用量；加大掺合料用量，要求具有较高的胶凝材料用量，以确保浆体总量，保证混凝土有足够的浆体和流动性；优选粒径较小、粒形圆润的粗细骨料；选择较高砂率。（1）优选液体泵送剂，要求减水率在20以上，胶凝材料适应性良好，具有优良的保塑性，坍落度损失小，含气量在1.54，并具有一定缓凝时间。（2）采用PO42.5级水泥，水泥用量控制在220280kg/m3以内；胶凝材料用量控制在450500kg/m3；掺合料控制在4050；用水量控制在160180kg/m3。（3）砂率宜在45%50
4、间选择；确保水粉比在0.81.15，单位体积浆体量控制在0.320.4m3，确保混凝土的流动性。（4）混凝土拌合物坍落度控制在250275mm，扩展度在70050mm内，1h混凝土拌合物坍落度无损失，2h损失不大于20mm。确保混凝土不离析、不泌水，并具有良好的流动性。（5）混凝土初凝时间宜控制在242h以内。2.2优选原材料根据混凝土配合比确定原则，优选原材料。（1）PO42.5级水泥，实测28d强度为48MPa。（2）级粉煤灰，0.045mm筛细度为20，需水量比为80，烧失量为1.5。（3）S75级磨细矿渣粉；7d活性指数为60，28d为90，比表面积为365m2/kg,流动度比为105
5、。（4）优选中砂，级配合格，细度模数为2.5；含泥量为2.5，泥块含量为0.5。（5）花岗岩碎石，二级配，通过试验确定粒径510mm和粒径1020mm最佳比例为64，针片状颗粒为2.2，压碎指标为4.5。（6）YNB萘系特配液体泵送剂。含气量为3.2%3.8，混凝土拌合物坍落度1h无损失，2h损失为15mm。2.3配合比试配2.3.1第一次模拟试验通过计算初步确定3个混凝土配合比进行试配。试验结果见表1。根据上述试验结果，对配合比做适当调整，进行第一次工程模拟试验。工程模拟试验实测混凝土坍落度为280mm，扩展度为850mm，混凝土离析、泌水较为严重，水泥浆体对骨料包裹较差。在泵管出口处有较严
6、重的粗骨料堆积；混凝土试件4d才能勉强拆模，混凝土凝固时间太长。模拟试验未成功。2.3.2第二次模拟试验综合分析其主要原因是混凝土拌合物坍落度和扩展度太大，造成了混凝土较严重的离析、泌水，而控制混凝土坍落度和扩展度是其关键。再做调整，进行试配，试配结果见表2。根据试验结果，进行第二次模拟试验，试验结果见表3。实测混凝土坍落度为260mm，扩展度675mm，坍落度损失较少，混凝土和易性、粘聚性、保水性优良。模拟时，对该混凝土有意进行插入式振捣，经振捣后的混凝土出现严重的离析、泌水等。通过模拟试验，深刻体会到，低水泥用量大体积自密实混凝土的关键技术是在确保强度和施工性能的基础上，尽量降低水泥用量和
7、加大掺合料用量，确保混凝土的浆体总量和较大的砂率，以及混凝土的施工性能和流动性。第二次工程模拟试验是成功的，基本符合自密实混凝土和大体积混凝土的技术要求。3生产应用控制本工程有两个圆形和两个三角形拱脚，混凝土分4次浇筑，共计2000余m3混凝土，验收龄期为60d，浇筑时气温正值一年中较高月份，本工程须控制混凝土中心温度和混凝土表面温度之差不大于25、混凝土表面温度和环境温度之差不大于20。3.1混凝土生产控制混凝土生产每道工序均须严格控制，各项原材料质量须符合技术要求，搅拌时间须在1min以上。预拌混凝土运到现场后，首先要快速运转2min左右，再进行检测，不符合要求的混凝土要退回生产厂家,符合
8、要求后才可浇筑入模。预拌混凝土生产厂家要确保连续供应，施工单位要确保混凝土出机后1h入模。3.2浇筑控制混凝土坍落度和扩展度须严格控制，否则，必然造成混凝土离析、泌水，严重影响混凝土质量。混凝土检测结果为：坍落度在250270mm；扩展度在600750mm内；V形漏斗通过时间在1025s内；混凝土含气量为2.7%3.7；混凝土入模温度为2025；混凝土坍落度1h基本无损失，混凝土和易性、粘聚性、流动性、保水性良好。为降低混凝土水化热温升和尽量多散热，混凝土浇筑采用1m厚度全面分层法施工：编制混凝土浇筑分层高度、混凝土用量和分层浇筑时间表；浇筑最大自由下落高度不超过5m，混凝土水平流动距离5m以
9、上，分层浇筑时，在下层混凝土初凝前进行上层浇筑。随混凝土浇筑随按布温孔要求埋设测温管。3.3混凝土养护（1）本工程按大体积混凝土施工规范要求，加强保湿保温养护，在混凝土表面覆盖一层塑料薄膜，上面再覆盖1或2层棉被。视温差实测结果，进行覆盖层数控制。（2）三角形和圆形拱脚分别设9个和5个测温孔，每个测温孔分别测上、中、下和环境温度。加强测温，控制好混凝土中心温度和混凝土表面温度的温差不大于25，混凝土表面温度和环境温度的温差不大于20。混凝土浇筑完毕立即测温。（3）测温制度：升、恒温阶段每4h测温一次，降温阶段6h测温一次，直到混凝土中心与表面、表面与环境温度基本一致后，可停止测温和逐步撤除保温
10、设施。（4）实测结果：混凝土浇筑完毕3d达到水化热最高峰值，混凝土中心温度最高达75，混凝土表面温度达60，环境温度达45；恒温35d后，以每天11.5的速度降温，降温时间25d，最大温差15；未出现任何裂缝，混凝土质量优良。3.4混凝土强度结果（1）实测本工程混凝土初凝时间为23h30min，终凝时间为25h30min。混凝土试件在1725温度下拆模，拆模时间为3845h。（2）28d标养平均强度为37.5MPa，56d标养平均强度45.6MPa；同条件混凝土28d平均强度为44MPa。4结语本工程C30大体积、自密实混凝土在我地区是首次应用，通过优选原材料，对混凝土配合比进行试配和工程模拟试验，以及加强施工管理和控制，取得成功，施工质量优良，受到了各界好评，取得了较好的技术经济效益。
