大摻量礦物摻合料混凝土施工應(yīng)用

鄭 博

（中鐵二十一局集團(tuán)有限公司，甘肅 蘭州 730000）

現(xiàn)在，越來(lái)越多的工程都在利用礦物摻合料。在實(shí)際工程中，大摻量礦物摻合料混凝土，特別是大摻量粉煤灰混凝土，具有低水化溫升，強(qiáng)度成長(zhǎng)快的優(yōu)點(diǎn)，并能有效改進(jìn)混凝土結(jié)構(gòu)的抗開(kāi)裂性，不但簡(jiǎn)化混凝土生產(chǎn)程序，節(jié)約工程投資，而且減少能源消耗、保護(hù)環(huán)境和提高經(jīng)濟(jì)效益，適用于大體積混凝土。

1 簡(jiǎn)介

大摻量礦物摻合料混凝土是指在混凝土拌合時(shí)添加擁有一定細(xì)度和活性的用于改良新拌合硬化混凝土性能的礦物摻合料 （如粉煤灰，磨細(xì)礦渣粉，硅灰粉等）的比例在40%以上的混凝土。礦物摻合料可單獨(dú)使用，也可復(fù)合運(yùn)用。對(duì)大體積混凝土來(lái)說(shuō)，通常使用粉煤灰，有時(shí)也將粉煤灰和磨細(xì)礦渣粉混合使用。

2 作用

伴隨著現(xiàn)代建筑業(yè)的迅猛發(fā)展，建筑工程多采用大跨度、重荷載的結(jié)構(gòu)形式，超高層及高層建筑物的荷載相對(duì)較大，設(shè)計(jì)常采用厚而大的鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)，因此對(duì)混凝土的強(qiáng)度和耐久性要求越來(lái)越高。施工時(shí)，為了保證鋼筋混凝土筏板結(jié)構(gòu)的完整性，達(dá)到設(shè)計(jì)承載力，通常采用整體澆筑，除沉降后澆帶外，不留其他后澆帶。并且還要嚴(yán)格控制混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫升不能偏高，防止因過(guò)大的溫度收縮而導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂。

在混凝土水化硬化時(shí)，一定伴隨著體積收縮。混凝土結(jié)構(gòu)中所存在的各類約束條件作用下，如果混凝土體積收縮過(guò)大，就會(huì)產(chǎn)生開(kāi)裂，會(huì)對(duì)混凝土的承載力和耐久性有不利作用。為了避免混凝土收縮開(kāi)裂、增加混凝土的耐久性，施工時(shí)用礦物摻合料代替一定量的水泥就是最好的選擇。

在制定混凝土配合比時(shí)，加入適量的礦物摻合料不但可以減少水泥的使用，使混凝土的水化熱溫升減慢，而且因?yàn)閾胶狭系男螒B(tài)、微集料和火山灰效應(yīng)有效提高了混凝土的工作性，不僅增加了混凝土的后期強(qiáng)度，且使混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生改善，所以提高了混凝土的抗開(kāi)裂性及耐久性。

3 特點(diǎn)

大摻量礦物摻合料混凝土的特點(diǎn)是水膠比低、膠凝材料使用量大、水泥用量低。其結(jié)構(gòu)性能的特點(diǎn)是：初期強(qiáng)度發(fā)展慢，后期強(qiáng)度稍低；干縮較大，抗碳化性較差；水化溫升值和溫升速度相對(duì)較低。因?yàn)榈V物摻合料的水化反應(yīng)程度受溫度影響較大，混凝土結(jié)構(gòu)中水泥的水化熱能使其反應(yīng)加快，性能提升。因此大摻量礦物摻合料混凝土，尤其是大摻量粉煤灰混凝土在實(shí)際結(jié)構(gòu)中的強(qiáng)度要高于試驗(yàn)室試件。

摻合料混凝土所用水泥量小，并使工業(yè)廢渣得以利用，降低了CO2的排放，增加了混凝土的綠色度。

表1 某高層住宅建筑底板的混凝土配合比kg﹒m-3

表1為甘肅省蘭州市新區(qū)某高層住宅樓底板混凝土的配合比，該基礎(chǔ)底板厚1400mm，所用大摻量粉煤灰混凝土，施工完成后，性能良好，無(wú)收縮開(kāi)裂。并且對(duì)C35的混凝土，P·O42.5普通硅酸鹽水泥的使用量為220kg/m3，低于現(xiàn)行規(guī)范所標(biāo)明的最低水泥使用量。

試驗(yàn)室采用三種不同的養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，在不同時(shí)間測(cè)定的混凝土強(qiáng)度（見(jiàn)圖 1），能發(fā)現(xiàn)在標(biāo)養(yǎng)下（20℃，RH≥95%）的混凝土試件，60d強(qiáng)度為59.1MPa，到達(dá)驗(yàn)收條件。而根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度升高曲線調(diào)整養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)溫度后養(yǎng)護(hù)的試件，因?yàn)楦邷厥狗勖夯业幕钚缘玫结尫?，使水化反?yīng)提前，因此其初期強(qiáng)度增長(zhǎng)很快，且各齡期強(qiáng)度都要高于標(biāo)準(zhǔn)條件養(yǎng)護(hù)下的試件。

圖1 不同養(yǎng)護(hù)條件下大摻量粉煤灰混凝土的強(qiáng)度發(fā)展

4 施工應(yīng)用

4.1 混凝土性能與施工振搗

加入粉煤灰的大摻量礦物摻合料混凝土有較多性能優(yōu)勢(shì)，大摻量粉煤灰混凝土在相同坍落度時(shí)采用泵送施工效果要顯著好于低摻量礦物摻合料混凝土。但在施工時(shí)也存在一定的技術(shù)問(wèn)題，比如當(dāng)坍落度較大時(shí)，粉煤灰顆粒容易上浮發(fā)生泌漿現(xiàn)象而影響質(zhì)量及表面觀感，所以要注意在滿足規(guī)范要求的時(shí)候，盡可能使坍落度小，混凝土到場(chǎng)時(shí)的坍落度要小于200mm。

澆筑前，先安排試驗(yàn)員對(duì)混凝土的坍落度、和易性進(jìn)行檢查，符合要求后才能進(jìn)行施工，并在后續(xù)施工過(guò)程中隨時(shí)檢查混凝土的坍落度是否符合標(biāo)準(zhǔn)。

施工過(guò)程中嚴(yán)禁過(guò)度振搗，從而避免浮漿多而厚使混凝土勻質(zhì)性受到影響，以減少表面收縮開(kāi)裂。

4.2 混凝土的養(yǎng)護(hù)

混凝土摻加具有抗裂性的粉煤灰后可以不重視養(yǎng)護(hù)的概念是不對(duì)的，要充分發(fā)揮粉煤灰混凝土抗裂性的優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)保濕養(yǎng)護(hù)是最直接的方法。

混凝土澆筑時(shí)，安排技術(shù)人員24小時(shí)全程旁站監(jiān)督，嚴(yán)格杜絕澆筑混凝土?xí)r的加水行為。

澆筑完成后，加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)工序，保證養(yǎng)護(hù)要求的實(shí)現(xiàn)。利用塑料布+棉氈或彩條布覆蓋的保溫措施避免發(fā)生急劇的溫度降低變化，來(lái)控制裂縫的產(chǎn)生，以保證混凝土的質(zhì)量。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)分析大摻量礦物摻合料混凝土的特點(diǎn)，結(jié)果表明，要達(dá)到同樣的強(qiáng)度，大摻量礦物摻合料混凝土的水膠比更低，其結(jié)構(gòu)致密性更好，有助于改善其抗開(kāi)裂性，且膠凝材料的總量及粉煤灰/礦渣粉所占比例對(duì)碳化的影響不大，同時(shí)還減少水泥用量、降低了工程成本。因此，水化充分的大摻量礦物摻合料混凝土的耐久性及經(jīng)濟(jì)性能夠滿足大體積混凝土施工的要求。

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