大體積混凝土配合比設計及工程應用

（中鐵十二局集團國際工程有限公司，天津 300300）

0 引言

臨滄臨翔至清水河高速公路LQTJ2-1 標段，起訖里程為K42+600～K48+080，線路全長5.48km。主要工程有隧道2 座，單洞總長9628m，分布在標段兩端。小里程端為大興鄉(xiāng)隧道出口，左洞長2910m，右洞長2910m；大里程端為扎拉寨隧道進口，左洞長1913m，右洞長1895m。橋梁2 座，單線總長1007m。其中戶賽河Ⅰ號大橋單線長428m，與大興鄉(xiāng)隧道出口相連；戶賽河Ⅱ號大橋單線長579m，與扎拉寨隧道進口相連。兩座橋梁共計144片40m 預制T 梁，最高橋墩77m。路基長度145m，位于標段中間，均為路塹形式。設計7 級邊坡，挖方量37 萬m3，土方占1/3，石方占2/3。

1 設計依據(jù)

（1）JGJ55—2011《普通混凝土配合比設計規(guī)程》；

（2）JTGE30—2005《公路工程水泥及水泥混凝土試驗規(guī)程》；

（3）JTG/TF50—2011《公路橋涵施工技術規(guī)范》；

（4）GB/T50081-2019《普通混凝土力學性能試驗方法》

（5）GB/T50080-2016《普通混凝土拌合物性能試驗方法》

（6）GB50164-2011《混凝土質量控制標準》

（7）設計圖紙

2 設計技術指標及要求

（1）設計強度等級：C50；

（2）根據(jù)結構特點及施工條件：混凝土坍落度控制在160±20mm；

（3）使用部位：橋梁工程（梁板/橋面鋪裝）

3 原材料

水泥：保山海螺水泥有限責任公司生產的P·O52.5 水泥；表一

砂：幸福南汀河砂場/河砂；細度模數(shù)為3.0；表二

粗集料：勐定下城碎石場，9.5-26.5mm 連續(xù)級配，摻配比例4.95-9.5mm（20%）、9.5-26.5m（80%）

表三水：勐撒鎮(zhèn)飲用水；

減水劑：云南安廈新材料科技有限公司生產AS-PCH 型聚羧酸高性能減水劑，摻量1.1%

4 大體積混凝土配合比設計配比設計

4.1 原材料選擇

①水泥，水泥的選用應是低溫水合物，低水泥堿含量。②采用優(yōu)質煤灰和S95級礦物混合物減少水泥用量，高質量粉煤灰混合物可減少試驗結果的數(shù)量，表明降低混凝土收縮可能性對混凝土強度影響不大。添加一定量的礦粉，提高混凝土的工作能力和泵送能力，但雖然可以延長混凝土的護發(fā)素時間，減少產生的水合熱，但過量的含量會導致大體積混凝土開裂，影響隨后的強度，因此需要考慮培養(yǎng)基的數(shù)量。③骨料的改性是混凝土的主要成分，選用良好的晶粒形狀，多層骨料可提高混凝土密度，減少粘結劑用量，從而降低水合熱。④高性能減水劑和膨脹機是混凝土配合比中常用的兩種添加劑，緩蝕劑的原理是通過延緩混凝土硬化來降低水合熱。對于高耐久性要求或改進混凝土和輕質，增加空氣劑可能是合適的。膨脹劑可以定量膨脹混凝土本身，以減少大規(guī)?；炷烈鸬牧芽p。

4.2 溫度控制

在澆筑過程中，通過在混凝土內放置直徑約15-20 厘米的冷卻管降低了大體積混凝土中央部分的溫度，但應注意所使用的冷卻水通常是自來水。隨后，在大體積混凝土冷卻過程中，應定期嚴格控制管段水溫，如果自來水壓力不能有效保證管內正常水流，應安裝水泵，并合理考慮實際情況。此外，在大體積混凝土施工過程中，需要合理增加冷卻管道長度，因為冷卻管道長度會影響大體積混凝土內部的溫度控制，增加冷卻管道長度可以在一定程度上保證大體積混凝土內部的溫度穩(wěn)定。最后，應當指出的是，在大體積混凝土施工中，混凝土內部溫度必須嚴格控制（凝結土水合熱內部的最高溫度通常顯示在60～70h 之間，內部的最高平均溫度不得超過60℃，最高溫度不得超過65℃），合理的調整冷卻水管的流量，這樣做的最大目的是為能夠最大程度的降低混凝土與冷卻水的溫差。因此，應該加強對相應措施的管控[2]。

4.3 粉煤灰的應用

隨著粉煤灰含量的增加，水泥熟料含量相對下降，凝固緩慢，早期強度較低。年齡大于28 天時，粉煤灰的二次水合開始，甚至可能超過與混凝土相同的強度水平。因此，在施工過程中，強度值的需求可以根據(jù)實際使用需要確定，然后可以合理確定粉煤灰4 的含量。透明玻璃珠粉煤灰晶體，由于其形狀結構，2021.01|21 工藝后加入相應的粉煤灰，混凝土的工作性能顯著提高。因此，在大體積混凝土配合比設計中，要嚴格控制粉煤灰的摻入，并用部分水泥代替，不僅要滿足混凝土性能的要求，還要保證混凝土質量，還要降低大體積混凝土內部的溫度，避免裂縫。5

4.4 總體配比設計

水泥施工選材主要選用普通硅酸鹽水泥P O52.5，一次冷凝時間為139min，最終冷凝時間為191min，3d、28d 抗壓強度分別為33.8MPa 和65.2MPa礦渣粉，其活性指數(shù)為80%、95%、7d 內的實際表面積為44.0 %。添加劑是聚羧酸減水劑，實際減水率為26%，每小時的變化率為20mm，正常水溫為53%。根據(jù)交通工程施工目標，大體積混凝土在使用中必須按照相關標準進行，除充分滿足工程施工的穩(wěn)定性、安全性外，還應加強對混凝土配合比的重視。為了保證大體積混凝土的質量，要求嚴格控制混凝土建筑材料、水熱、養(yǎng)護等各項要求，保證大體積混凝土的質量。7

5 臨清高速公路T 梁混凝土項目施工的難點及解決措施

5.1 橋梁夾在大興隧道出口和扎拉寨隧道進口中間，兩座橋最高橋墩77m，梁場場地緊缺，地理位置崎嶇，最終選擇在7 級高邊坡路塹上，由于場地有限，所以只設置了14 個存梁臺座，大興工區(qū)攪拌站到梁場的便道山路十八彎，有一定的距離，一下雨罐車基本不敢走，前期在這樣艱苦的環(huán)境下在山上挖便道，崎嶇的便道也進行了水泥混凝土硬化，下雨天進行相應的防滑措施，不斷克服了重重困難。

5.2 混凝土原材料的選擇，由于云南地區(qū)地形地貌復雜交錯的特殊性，且施工地點在海拔高達1365 米的高原地帶，路確實不好走，從外面來的材料進來一趟真的是非常不容易，并且T 梁對材料等各方面性能指標要求比較高，所以來來回回對比了好幾家材料廠家，取樣經(jīng)過反復的試驗檢測和調整，確保所有原材料都符合規(guī)范和設計要求，最終確定了：保山海螺水泥P.O52.5、幸福鎮(zhèn)南汀河砂場、孟定下城石場、云南安廈新材料科技有限公司生產AS-PCH 型聚羧酸高性能減水劑、勐撒鎮(zhèn)飲用水。

5.3 攪拌站操作手都是專門請老師給予技術培訓帶證上崗，并且配一名專職帶證試驗檢測人員隨時控制質量，技術過硬，確保穩(wěn)扎穩(wěn)打。施工現(xiàn)場工人經(jīng)過培訓上崗，澆筑混凝土之前，配合監(jiān)理工程師對鋼筋直徑、數(shù)量、間距、排放位置、保護層厚度及模板的位置、強度剛度穩(wěn)定性及嚴密性嚴格控制，確保都符合設計和規(guī)范要求?；炷翍诔跄斑B續(xù)分層澆筑，減少澆筑層厚度，加快混凝土散熱速度，澆筑過程中邊模兩邊配備附著式振搗器，梁頂上用長度合格的插入式振搗器同時振搗，防止出現(xiàn)冷縫和蜂窩麻面，保證外觀質量。各個工序在澆筑試驗梁的時候都熟記于心，根據(jù)情況反復調試，最終達到規(guī)范和設計要求。

5.4 結構主體拆模也是嚴格按照規(guī)范和設計要求在混凝土達到一定的強度時在進行拆除，拆模后應及時養(yǎng)護，配備養(yǎng)護蒸汽發(fā)生器裝置，頂板覆蓋土工布灑水養(yǎng)護，豎向結構應貼保溫保濕薄膜，自動噴水養(yǎng)護。

5.5 由于場地有限和工期緊的問題，今年春節(jié)全體人員不休假加班加點趕工期。質量問題更是不能懈怠，每一片梁都堅守在施工一線從取樣，混凝土工作性控制，做塌落度，做標養(yǎng)和同養(yǎng)試件及壓強度，進行回彈強度和鋼筋保護層等進行相關的試驗檢測，均符合規(guī)范和設計要求。目前已經(jīng)累計制梁64 片，架設54 片，戶賽和Ⅰ號大橋右幅已經(jīng)架通，目前在做橋面系。

6 結束語

在降低混凝土出現(xiàn)裂縫的同時我們應該在混凝土配合比的設計中進行整體的著重考慮，尤其對混凝土的水化熱和室外內溫差。同時應該在摻合料的時候選擇合適的緩凝高效外加劑，通過利用合理的科學計算和抗裂計算、結合現(xiàn)場的檢測，從而來降低混凝土出現(xiàn)的裂縫的可能性，設計理論的驗證階段也是施工階段中最關鍵的一步，所以在施工階段前就應該對大體積的混凝土進行有效的大體積混凝土澆筑技術、養(yǎng)護施工方案、以及大體積混凝土的設計強度。隨著我們國家的建筑行業(yè)的飛速發(fā)展的進步，在工程建設中充分的錄用了大體積混凝土的施工思路。同時在運用大體積混凝土的同時出現(xiàn)的這些問題也將受到了行業(yè)人員的重點關注點，從最開始的對大體體積混凝土的材料選擇、再到對混凝土的配合比設計。如果在施工的過程中沒有把控好就會出現(xiàn)水化熱和裂縫的情況。所以我們在對混凝土的配合比的設計中應該充分的遵守混凝土的標準設計規(guī)范，同時也應該結合施工現(xiàn)場，將設計思維與現(xiàn)場的施工工藝和技術要點相互融合，保證建筑物的施工質量，促進建設工程的可持續(xù)發(fā)展。8