混凝土在使用過程中都會進行配比，針對不同項目中混凝土的用法和用量來進行合理的配比。混凝土的質量在建筑工程項目中的作用是很大的，本文是一篇建筑工程師論文范文，主要論述了大體積混凝土配合比設計及工程應用。

　　摘 要：通過對湖州市某高層住宅小區地下室大體積混凝土配合比的設計實例，對大體積混凝土配合比的設計和熱工分析，通過現場實際檢測和施工質量控制，并提出大體積混凝土溫差控制原則和施工澆筑、養護控制的注意事項，供施工技術人員參考。

　　關鍵詞：大體積混凝土,配合比,熱工分析,澆筑,養護,溫差控制,質量

　　Mass concrete mix design and engineering applications

　　Li Xin-jun Li Shi-feng Lian Hua Wang Xin-chun

　　(Construction Engineering Group Co.， Ltd. Zhejiang Huzhou， Zhejiang 313000)

　　Abstract： Huzhou City， a large volume of high-rise residential basement concrete mix design example， for large volume concrete mix design and thermal analysis through actual field testing and construction quality control， and proposed the principles of mass concrete temperature control and construction pouring， conservation control precautions for construction and technical officers.

　　Keywords： mass concrete; mix; thermal analysis; pouring; conservation; temperature control; quality

　　1.工程概況

　　湖州市翰林世家住宅小區 1#地下室工程總建筑面積約為134989m2。地下兩層約29574 m2，地上5棟高層約為105415 m2，分為1#、2#、3#(33層);7#、8#(29層)。1#2#3#樓地下室底板厚度為1600mm，7#8#樓底板厚為1400mm，電梯井四周2～3.6m范圍內底板厚度達3100mm，地下室底板面標高為-14.09m。底板混凝土屬于大體積混凝土，設計等級為C35，抗滲等級為P8，補償收縮混凝土性能指標，水中14天限制膨脹率≥1.5×10-4。其中1#樓底板長71米，寬17.8米。混凝土數量約2300m3，分別在3、20和38軸中間段設置測溫孔，將于2011年11上旬一次性澆筑。

　　2.混凝土原材料的選擇

　　(1)水泥。采用湖州南方水泥有限公司生產的P.O 42.5級水泥，其主要性能指標見表1

　　(2)粉煤灰。采用浙江省長興華興電力綜合利用有限公司的Ⅱ級粉煤灰，其主要性能指標見表2

　　(3)砂。采用湖州安吉縣河砂，其主要性能指標見表3

　　(4)碎石。采用湖州妙西碎石，其主要性能指標表見4

　　(5)膨脹劑。采用武漢三源，其主要性能指標表見5

　　(6)高效緩凝減水劑。采用湖州市建工加劑有限公司JG-J1B型減水劑，該減水劑具有高效減水，增強和改善混凝土和易性及可泵性。

　　3.混凝土配合比設計及確定

　　根據《普通混凝土配合比設計規程》計算、試拌及調整確定基準配合比為：水泥：砂：石：水：膨脹劑=380：753：1040：175：30.4

　　3.1摻粉煤灰混凝土的配合比設計及配合比確定

　　粉煤灰對提高混凝土強度、工作性、耐久性以及其他物理力學性能起到至關重要的作用;另一方面，相對于水泥而言，粉煤灰的早期水化活性較低，摻入粉煤灰可降低混凝土的絕熱溫升值，并推遲水化放熱峰的到來時間。因此結合本工程結構截面尺寸大、一次性澆搗混凝土方量大的特點，決定在混凝土中摻入粉煤灰等礦物摻合料來替代部分水泥。

　　(1)摻粉煤灰混凝土的配合比計算

　　在計算中采用超代法，超量系數K取1.2～1.7[2]，即用粉煤灰取代部分水泥，超量部分取代等體積的砂，計算步驟如下：

　　①根據基準混凝土計算出各種材料用量(Co、Wo、So、Go)、粉煤灰取代水泥率(f%)和超量系數(K)，對各種材料進行計算調整;

　　②粉煤灰取代水泥量(F)、總摻量(Ft)及超量部分重量(Fe)應按下式計算;

　　F=Co×f(%)

　　Ft=K×F

　　Fe=(K-1)×F

　　③水泥的重量;

　　C=Co-F

　　④粉煤灰超量部分的體積應按下式計算，即在砂中扣除同體積的砂重，求出調整后的砂重(Se)：

　　Se= So-Fe/γf×γs

　　⑤超量取代粉煤灰的各種材料用量為：C、Ft 、Se、Wo、G。

　　(2)水泥取代率相同，采用不同超量系數的對比試驗

　　在相同粉煤灰取代百分數下，隨著水灰比的降低，粉煤灰降低混凝土絕熱溫升值的能力減小[4]。但是如果增加超量系數K，可增加單方混凝土粉煤灰用量，降低混凝土的絕熱溫升值，起到了大體積混凝土澆筑時，凝結硬化前期的水化熱釋放速度。試驗結果見表6

　　從上表結果看出，編號2、3、4組配合比與基準配合比的強度對比，除7d強度略低于基準配合比外，28d強度基本接近，60d摻有粉煤灰的混凝土明顯比基準混凝土高。經分析，以編號2為例，28d強度比基準提高5%，60d強度比基準提高8.4%，另外可節約水泥20%。

　　(3)摻粉煤灰混凝土配合比確定 　　試驗證明，粉煤灰混凝土在等稠度、等強度的情況下，混凝土的流動性、粘聚性、保水性都比基準混凝土有很大的改善。綜合設計要求和經濟合理考慮，確定地下室底板配合比為：水泥=302kg，粉煤灰=95kg，砂=735kg，碎石=1037kg，JG型外加劑=9.26kg，膨脹劑=24.16kg，水=175kg。

　　4.地下室底板大體積混凝土配合比熱工分析及溫差控制措施

　　4.1配合比水化熱溫度計算

　　該地下室混凝土預計在11月上旬澆筑，商品混凝土經過配合比優化設計，為降低混凝土水化熱和減小收縮，摻加了HEA―H膨脹劑、Ⅱ級粉煤灰和JG型外加劑，最后確定的配合比如表7，溫度計算如下：

　　表

　　(1)計算每m3混凝土中水泥折算用量Wh，粉煤灰水化熱折算系數K=0.2

　　Wh=Wc+K×Wf=326.16+19=345.16kg

　　(2)計算混凝土出機溫度To，按表8進行。

　　To=39664.4/2885.2=13.7℃

　　(3)計算混凝土澆筑溫度Tj

　　運輸、澆筑時日平均氣溫約為Ta=10℃，取To′=0

　　Tj=13.7+0=13.7℃

　　(4)計算混凝土最大絕熱溫升值Tr，取混凝土比熱C=0.96 kj/(kg・k)

　　Tr=Wh×Qo/c×ρ=345.16×334/0.96×2368=50.7℃

　　(5)計算底板混凝土內部最高溫度Tmax，對3m厚澆筑溫度為13.7℃的混凝土，可取ζ=0.65進行計算

　　Tmax=Tj+ζ×Tr=13.7+0.65×50.7=46.7℃

　　(6)計算3.0m厚底板混凝土保溫養護材料厚度δ：

　　養護時最低氣溫約Ta=8℃，允許最大的表面溫度Tb=46.7-25=21.7℃，采用塑料薄膜和草袋進行保溫保濕養護，導熱系數λ=0.14w/(m・k)，傳熱修正系數a=1.3，

　　δ=0.5hλ(Tb-Ta)×a/λc×(Tmax-Tb)=0.06m

　　每層草袋厚約為3cm，需兩層草袋。

　　4.2大體積混凝土溫差控制措施

　　(1)為減少水化熱溫升引起的內部與表面溫度的差異所導致的溫度應力產生的裂縫問題，施工單位根據本工程的具體情況制定監測方案：在平面內每隔10m布置1個現場溫度監測測溫點，在厚度方向除保證3個測溫點外，以每1m基本有1個測點為原則適當增加;溫度監測頻率前5d不應少于每2h一次，其后不應少于每4h一次[1]，當混凝土內部溫度及外界所溫之差連續24h小于25℃時可結束溫度監測工作。監測單位每天提供溫度監測日報，若監測過程中出現溫控指標不正常的變化，及時反饋給技術負責人，以便發現問題采取相應措施。

　　(2)結合本工程實際情況，通過熱平衡計算，在混凝土最小尺寸大于等于3.5m的結構內部埋設鋼管通水冷卻，但混凝土內部溫度與進水溫度之差不宜大于30℃。

　　(3)正常情況混凝土澆筑完畢后12h內，應及時采取保濕養護措施[3]，養護時間不得少于14d，強度達到1.2Mpa前不得踩踏，經上述計算，在混凝土抹壓結束后采用兩層塑料薄膜和草袋的方法作為保溫保濕養護方案。

　　5.混凝土凝結硬化過程中溫度控制指標及強度評定結果

　　5.1溫度控制指標 澆筑完畢以后，根據預先埋設的測溫點，進行每天的溫度監測，監測結果如下：(圖1)

　　5.2混凝土現場檢測結果 為了確保混凝土質量，在整個生產過程中，技術人員進行了跟蹤檢測，具體檢測結果如下：(表9)

　　5.3強度評定結果 用該配合比成型20組，具體數據及評定結果如下：(圖2、表10)

　　6.大積混凝土施工質量控制

　　6.1原材料品質

　　(1)避免使用剛出廠的高溫水泥。

　　(2)采用級配良好、含堿量低的砂石骨料;使用前進行沖洗，一方面使之降溫，另一方面降低其含泥量，以改善和易性和提高強度。

　　(3)通過行之有效的試驗方法確定與水泥相適應的化學外加劑品種、類型、摻量。

　　6.2拌和物質量

　　拌和混凝土前應對計量設備進行計量檢定，誤差應嚴格控制在規定的范圍內。適當延長攪拌時間，使混凝土攪拌均勻，試驗室工作人員隨時檢查混凝土拌和料的和易性和坍落度，保證混凝土強度。

　　6.3施工澆筑質量

　　本工程有些結構部位的截面尺寸很大，不能在下層混凝土初凝前澆筑完成上層混凝土時，將工作區域合理分段或分塊跳倉施工，減小外部和內部約束，增加散熱面，可有效減小溫度和收縮應力，但對結構有一定影響的，必須經設計單位同意，連接面應符合后澆帶、施工縫或其他有關規定。

　　6.4其他控制措施

　　根據測得的混凝土溫度變化曲線，水化熱引起的溫度峰值，約在澆筑后的3天出現，故確定混凝土層施工周期以大于5天為宜。同時為了保證承臺的整體性，增強其抗剪能力，各層之間的接縫除嚴格按工藝要求沖洗外，還采取了如下兩項措施：

　　(1)沿承臺的縱橫向每隔3.0m設置一條寬0.2m、深0.15m的剪力槽。

　　(2)縱橫向每隔0.5m預埋一條￠20mm的剪力筋。

　　通過以上一系列行之有效的措施，保證了混凝土的坍落度和良好的和易性，混凝土強度全部符合要求。混凝土測溫和仔細的裂縫觀測結果表明，混凝土溫度均處于安全合理的范圍，溫度梯度較小，而且未出現危害性裂縫。

　　7.結束語

　　應用“雙摻”技術及大量的對比試驗，解決了大體積混凝土在凝結硬化過程中，早期水化速度快、水化熱高，容易產生溫度裂縫的矛盾，延長了混凝土初凝及終凝的時間，即節約了水泥，降低了工程造價，又確保了工程質量，取得了滿意的效果。

　　參考文獻

　　[1] 大體積混凝土工程施工技術規程.DB33/T1024-2005.

　　[2] 混凝土礦物外加劑應用技術規程.DB/T1013-2004.

　　建筑工程師論文發表期刊推薦《工程建設》(雙月刊)創刊于1963年，該雜志是經國家新聞出版總署批準、面向國內外公開發行的我國唯一面向工程建設全過程的專業技術雜志(雙月刊),它由世界500強企業中國冶金科工集團的全資子公司---中冶長天國際工程有限責任公司主辦,自1963年創刊以來已辦刊40多年，是一份歷史悠久的工程建設類專業技術雜志。