大體積混凝土施工配合比中粉煤灰最優(yōu)摻量

張國勤

（甘肅第六建設集團股份有限公司，甘肅 蘭州 730000）

在大體積混凝土施工過程中，很多因素都會對施工質(zhì)量產(chǎn)生影響，如原材料質(zhì)量、混凝土配合比、澆筑速度、養(yǎng)護時間等。其中混凝土配合比是否科學合理會直接影響混凝土的強度以及應用性能。而在混凝土配合比設計工作中，需要對粉煤灰摻量進行對比分析，獲取最優(yōu)粉煤灰摻量，這樣才能提高混凝土配合比的科學性，提高混凝土應用性能。

1 大體積混凝土施工配合比原則

在大體積混凝土結構施工過程中，需要對大體積混凝土的配合比進行科學設計。在大體積混凝土配合比設計過程中除了確保其能夠滿足普通混凝土的強度以及耐久性指標之外，更重要的是需要對混凝土的內(nèi)外溫差進行合理控制，防止在大體積混凝土應用過程中出現(xiàn)溫差裂縫。在大體積混凝土配合比設計過程中要遵循以下設計原則：①需要對水泥品種以及水泥用量進行嚴格控制。大體積混凝土的內(nèi)部溫升情況主要是因為水泥水化熱而產(chǎn)生的。因此，一般情況下要選擇水化熱比較低的礦渣水泥或者低熱水泥，盡可能降低在大體積混凝土配合配置過程中的水泥用量。結合以往的數(shù)據(jù)分析結果可以得知，每減少10kg 水泥用量能夠降低1～2℃水化熱溫升，但是具體水泥用量情況，還需要結合建筑工程的施工要求、施工強度展開科學性設計，以免水泥添加量過少，導致混凝土強度不達標的情況出現(xiàn)。②可以利用礦物摻合料代替部分水泥進行利用。在大體積混凝土配合比設計過程中，對礦物摻合料進行研究，礦物摻合料有一定活性，并且水化熱比較低。一般情況下會利用礦粉、火山灰以及粉煤灰等作為礦物摻合料，這些材料的粒度滿足基礎性要求，并且材料的化學性質(zhì)比較穩(wěn)定，不會因為外界環(huán)境因素的動態(tài)變化，導致材料性能出現(xiàn)變化的情況。③要盡可能延長混凝土的設計齡期。在大體積混凝土設計過程中，為了減少水泥的用量，充分發(fā)揮礦物摻合料在后期混凝土的強度優(yōu)勢。在設計過程中要將混凝土的設計齡期延長到60d 或者90d 左右。④在對骨料進行選擇時，最好選擇粒徑比較大的、連續(xù)級配的粗骨料。在大體積混凝土應用過程中，鋼筋的密集性比較低，選用粗骨料能夠減少施工過程中的用水量，從而節(jié)約水泥，降低水化熱升溫升。而利用連續(xù)級配的粗骨料，能夠防止在混凝土拌和過程中出現(xiàn)離析現(xiàn)象，從而提高混凝土的整體質(zhì)量[1]。⑤需要對緩凝型高效減水劑進行合理應用。緩凝高效減水劑在應用過程中能夠減少大體積混凝土拌和中的用水量，從而減少水泥用量，降低水化熱的峰值，有利于使水化熱釋放趨于平緩狀態(tài)，防止混凝土的中心溫度急劇上升而導致混凝土內(nèi)外溫差變大。需要注意的是，高效減水劑的添加量需要根據(jù)相關的數(shù)據(jù)模型進行計算，根據(jù)計算結果來確定具體添加量，以確保減水劑的應用效果。⑥要注意對混凝土坍落度進行合理控制。在大體積混凝土應用過程中，一般會利用泵送施工，在泥漿泵工作過程中，其運行功率、輸送速度也將影響到混凝土的澆筑效果。為了保證大體積混凝土可以滿足泵送條件，混凝土的坍落度不能超過180mm，并且能夠有效減少用水量和水泥用量[2]。

2 粉煤灰摻量對大體積混凝土質(zhì)量的影響

在大體積混凝土結構施工過程中，保證混凝土的強度指標是保證整個工程結構施工質(zhì)量的重要因素。在混凝土配合比設計過程中，需要對粉煤灰的最佳摻量進行確定，才能夠保證混凝土的強度指標符合工程的荷載要求。在確定粉煤灰最佳摻量的過程中，要根據(jù)粉煤灰摻量對混凝土強度產(chǎn)生的影響為基礎，對粉煤灰具體摻量進行綜合考慮。一般情況下，在大體積混凝土結構施工過程中，混凝土材料的抗壓強度表現(xiàn)為基本的力學指標，需要對粉煤灰不同摻量對混凝土材料的抗壓強度產(chǎn)生的影響進行研究，同時還要考慮粉煤灰摻量對混凝土抗拉強度產(chǎn)生的影響，結合多組分析數(shù)據(jù)來確定最佳的配合比[3]。

在大體積混凝土施工配合比設計過程中，主要研究粉煤灰摻量在11%、25%、42%時不同水灰比情況下，大體積混凝土抗壓強度和抗拉強度。具體的分析結果如下：①抗壓強度對比。水灰比為0.5 時，不同摻量的粉煤灰的抗壓強度分別為30MPa、28MPa、25MPa；水灰比為0.6 時，不同摻量的粉煤灰的抗壓強度分別為23MPa、21MPa、19MPa；水灰比為0.7時，不同摻量的粉煤灰的抗壓強度分別為18MPa、17MPa、15MPa。②抗拉強度對比。水灰比為0.5 時，不同摻量的粉煤灰的抗拉強度分別為2.0MPa、1.9MPa、1.8MPa；水灰比為0.6 時，不同摻量的粉煤灰的抗拉強度分別為1.6MPa、1.5MPa、1.4MPa；水灰比為0.7 時，不同摻量的粉煤灰的抗拉強度分別為1.4MPa、1.3MPa、1.2MPa[4]。

3 粉煤灰的最優(yōu)摻量

在利用大體積混凝土施工時，為了能夠滿足工程設計要求，對混凝土配合比進行設計的過程中，需要對水灰比進行合理控制。一般水灰比在0.5 左右，而現(xiàn)場的水灰比最大能夠達到0.7，如果粉煤灰的摻量為10%～20%的情況下，成齡期的混凝土抗壓強度為16～32MPa，而抗拉強度為1.3～2.1MPa。對普通硅酸鹽水泥混凝土進行利用時，3d 左右的抗壓強度能夠達到50%～70%左右，這時的粉煤灰摻量為10%～20%，而抗壓強度在為11～22MPa，抗拉強度為0.9～1.4MPa，能夠滿足工程的施工荷載要求。而粉煤灰的摻量大于20%時，成齡期的混凝土抗壓強度會降低，其降低規(guī)律為粉煤灰增加10%，抗拉抗壓強度會下降15%。而粉煤灰摻量大于20%時，抗拉強度的降低幅度比較大，早期抗拉強度僅為0.3～0.6MPa，很容易導致混凝土在早期使用過程中出現(xiàn)開裂問題，影響大體積混凝土結構的整體安全性。因此，在大體積混凝土配合比設計過程中，必須對粉煤灰的摻量進行合理控制，將粉煤灰代替少部分水泥進行應用，能夠滿足施工和易性要求[5]。

在大體積混凝土設計過程中，將粉煤灰的摻量控制在10%～20%左右，大體積混凝土的抗壓強度以及抗拉強度都能夠符合施工的荷載要求。因此，可以確定粉煤灰的最優(yōu)摻量為10%～20%之間。在實際施工過程中，如果對混凝土的強度要求比較高，那么施工人員在對粉煤灰的摻量進行控制時，要保證摻加適量粉煤灰后不會影響未摻加粉煤灰時的混凝土強度，確保混凝土的成型質(zhì)量。

4 結語

綜上所述，在大體積混凝土施工配合比設計過程中需要對粉煤灰摻量進行最優(yōu)設計。因為粉煤灰摻量會對混凝土的主要力學指標產(chǎn)生極大影響，會直接影響混凝土的強度等級。經(jīng)過分析對粉煤灰的最優(yōu)摻量為10%～20%。為了在混凝土配合過程中降低水化熱，減少水泥用量在粉煤灰摻量確定后，可以將粉煤灰的摻量控制在15%以下，在粉煤灰最優(yōu)摻量范圍內(nèi)，混凝土的減水效果為3%～4%。此外，還要對混凝土的出站溫度、澆筑溫度進行有效控制，降低混凝土內(nèi)外溫差[6]。要根據(jù)大體混凝土的配合比設計原則對混凝土進行科學配比，保證混凝土的配比質(zhì)量，才能夠?qū)笃诨炷恋氖┕べ|(zhì)量進行合理控制。