關(guān)于水利工程中大體積混凝土穩(wěn)定性材料選配的研究

丁梓恒

（揚(yáng)州大學(xué)水利與能源動力工程學(xué)院 江蘇徐州 225100）

前言

C60大體積混凝土無論是在堤壩還是橋梁等施工中都有著極為廣泛的使用范圍。但是，混凝土強(qiáng)度等級越高，其拌和難度越大，骨料搭配的配比設(shè)計也就越復(fù)雜，越需要精密的計算和設(shè)計，在水中施工中對穩(wěn)定性要求也就更高，其材料選配的難度也就越大。

1 水利工程中C60大體積混凝土配比原則

1.1 提升工作性原則

提升工作性是C60大體積混凝土配比的基礎(chǔ)原則。在我國不少地區(qū)，水利建設(shè)條件并不好，施工地區(qū)的河流、城市地下水道起伏較大，水文條件差異大。這就導(dǎo)致了施工中存在大落差泵送的情況。由于泵送動力輸出不連貫，關(guān)口壓力存在一定量的損失，工作性能嚴(yán)重不足，放大了混凝土配比帶來的誤差?；炷亮鲃有宰儾?，離析、泌水等情況時有發(fā)生，嚴(yán)重影響了C60大體積混凝土的澆筑施工的連續(xù)性。對此，C60大體積混凝土在配比設(shè)計中必須考慮到地質(zhì)水文情況，保證混凝土的工作性良好，確保工程質(zhì)量。

1.2 體積穩(wěn)定性原則

施工過程中，混凝土的強(qiáng)度和體積往往存在一定的設(shè)計性能差異。體積越大，為了保持混凝土強(qiáng)度，就是必要增加水泥等骨料的含量。水泥含量的增加會放大水化熱的輸出，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫等問題，嚴(yán)重影響了混凝土的體積穩(wěn)定性。對此，C60大體積混凝土的穩(wěn)定性材料選擇設(shè)計時，需要考慮到水利工程地的溫度環(huán)境、施工技術(shù)條件，在保證體積穩(wěn)定性和強(qiáng)度等級的條件下盡可能的降低水灰比，減少水泥用量，控制溫度裂縫，確保大體積混凝土的整體質(zhì)量以及體積穩(wěn)定性。

1.3 使用耐久性原則

當(dāng)前在我國大型水利工程中，建筑設(shè)計壽命普遍要求較長，比如杭州灣跨海大橋設(shè)計使用壽命在100年、南水北調(diào)河北段河道設(shè)計壽命達(dá)到120年，這就對大體積混凝土的耐久性提出了較高的要求。由于我國氣候差異大，自然環(huán)境差異較大，水利工程沿途的晝夜溫差、太陽輻射、雨雪侵襲等都會加劇混凝土老化。因此重視混凝土耐久性不僅有利于工程質(zhì)量提升，對混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的鋼筋進(jìn)行良好的保護(hù)，也會降低后期維修和保養(yǎng)的費(fèi)用。

2 C60大體積混凝穩(wěn)定性材料選配技術(shù)關(guān)鍵

2.1 控制水膠比

在混凝土的拌和配比設(shè)計中，水膠比往往會帶來強(qiáng)度的下降。水膠比的提升雖然加快各種骨料的凝結(jié)速度，但是過高的水膠比也會降低混凝土強(qiáng)度，因此必須適當(dāng)控制水膠比。在現(xiàn)場水文環(huán)境要求下，必須做好穩(wěn)定性材料進(jìn)場檢驗(yàn)監(jiān)督，控制好膠凝材料的質(zhì)量，防止出現(xiàn)混凝土穩(wěn)定性的破壞問題。根據(jù)我國水利工程建設(shè)相關(guān)規(guī)定，不同強(qiáng)度等級的混凝土水膠比也存在一定的控制范圍。其中：C60強(qiáng)度等級的混凝土水膠比宜控制在0.28～0.34中，每立方米使用的膠凝材料宜控制在480～560kg。

2.2 調(diào)整摻加劑

C60大體積混凝土的穩(wěn)定性材料選配需要根據(jù)設(shè)計圖紙和施工環(huán)境選擇適當(dāng)?shù)膿郊觿?，比如減水劑。選擇普通的減水劑，可以使混凝土在正常情況下減水10%左右，提高C60大體積混凝土的緩凝效果。但是如果選擇木鈣型減水劑，則會加大減水效果，造成過量減水，過度緩凝，不利于特殊氣候環(huán)境下的混凝土施工。另外，泵送劑、引氣劑等摻加劑變得加入，也會C60混凝土的坍落度帶來變化，造成穩(wěn)定性的改變。

2.3 合理選擇水泥品種

水泥的整體種類較多，對混凝土穩(wěn)定性起到至關(guān)重要的作用。針對水利工程中C60大體積混凝土，優(yōu)先選取水化熱較小的水泥種類，比如PS水泥、P.Ⅰ水泥、大壩水泥、PF水泥、PP水泥等。但是考慮火山灰水泥造成的泌水問題，因此在選擇水化熱較低的水泥時適當(dāng)調(diào)整添加劑包括減水劑等會提高混凝土的使用效果。另外，在高強(qiáng)混凝土的配比設(shè)計中，適當(dāng)減少水泥中C3A的含量，提高混凝土的流動性，提升連續(xù)澆筑的效率，減少施工縫的出現(xiàn)。

2.4 科學(xué)搭配粗細(xì)骨料

在混凝土穩(wěn)定性材料選配中，對于C60大體積混凝土，宜選用直徑適宜（最高不宜超過30mm或管徑2/3）的石灰石作為粗骨料，可以直接吸收拌和用水，減少減水劑、膠凝材料的使用數(shù)量，降低坍落度。細(xì)骨料的選擇可以考慮在細(xì)度模數(shù)與[2.5～3.0]區(qū)間范圍內(nèi)的中粗砂，一般而言細(xì)骨料的直徑不宜高于25mm，另外還需要摻加適量的活性礦物，比如硅粉、礦渣、粉煤灰、火山灰等，以提高其粘結(jié)性，改善混凝土耐久性。

3 結(jié)束語

總而言之，水利工程中的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)框架在強(qiáng)度等級、耐久性和使用條件以及使用范圍上遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出其他施工要求。而C60大體積混凝土在使用成本和配比技術(shù)水平上有著極大的價值，這就要求我們在使用過程中不斷學(xué)習(xí)和熟悉C60大體積混凝土的穩(wěn)定性材料選配條件，實(shí)現(xiàn)建筑工程質(zhì)量與成本的完美結(jié)合。

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