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1、超高层筏板大体积混凝土材料要求及配合比设计1大体积混凝土开裂的主要原因大体积混凝土浇筑后，部分工程很快就会产生裂缝，部分工程3d后出现裂缝，也有工程在14d后出现裂缝，裂缝出现的时间不同，原因亦不同，裂缝产生的原因如下：1.1 收缩裂缝混凝土的收缩主要是由化学收缩、干燥收缩所造成的，混凝土体积较大、水泥用量较高时，将会产生较大的化学收缩；混凝土浇筑后，由于养护方式不当，将会有大量的游离水被蒸发，由于水分的损失，造成混凝土的干燥收缩，干燥收缩和所处的环境有较大关系，在不同的温度、湿度和风的作用下，混凝土失水速度将有巨大的差距。当收缩应力大于混凝土拉应力时将会产生收缩裂缝。1.2 温度裂缝大体积混
2、凝土中，水化热集中，温升较大，产生较大的温度应力，当温度应力大于混凝土拉应力将会产生温度裂缝。水化热是混凝土内部温升的主要来源，因此应控制水泥的水化热，或采用大掺量矿物掺合料来降低水化热，通过养护制度降低混凝土温差，降低混凝土的温度应力，降低混凝土开裂的风险。1.3 沉降裂缝混凝土在浇筑过程中，由于混凝土是由固液气三相非匀质体系组成，各种材料比重不同，在未硬化前极易分层、离析和泌水，使得混凝土集料下沉，浆体上浮，匀质性变差，硬化时拉应力不均匀，混凝土收缩时，在薄弱区较易开裂，随着收缩和温度应力的增加，裂缝将迅速发展。结构的约束应力产生的裂缝以及结构本身变形沉降产生的裂缝，在此文不做论述。2大体
3、积混凝土的质量要求混凝土浇筑体量较大，混凝土易于离淅泌水，混凝土水化热较大，温升较高，因此混凝土质量要求更高。2.1 混凝土匀质性混凝土需具备足够的粘聚性，不分层、不离析，不泌水；不同批次混凝土必须具有相同的工作性，不能坍落度时大时小。要求混凝土坍落度保持性能良好，以避免由于等待或其他原因，在浇筑时混凝土坍落度过小。混凝土开裂主要原因是由于混凝土浇筑时!斜落度控制不准，造成不同区域混凝土匀质性较差。即使混凝土坍落度控制较好，也可能由于混凝土本身抗沉降性能较差、粘度不够在塑性阶段，浆骨分层，造成应力集中。2.2 混凝土凝结时间混凝土浇筑后，在早期水泥水化较快，水化放热较集中，温升太大易于产生裂缝
4、。凝结时间太长易于泌水和产生早期塑性裂纹，因此必须根据混凝土浇筑环境和施工工艺，确定合理凝结时间。2.3 强度混凝土强度应满足设计要求，由于为了降低水化热，一般掺合料用量较高，因此宜采用60d或90d强度进行验收。其他技术指标应满足结构设计和施工要求。3大体积混凝土原材料控制大体积混凝土的特殊性，决定了大体积混凝土对原材料的具体要求。3.1 水泥大体积混凝土宜选用低热水泥,如矿渣硅酸盐水泥,粉煤灰硅酸盐水泥、或中低热硅水泥大体积混凝土施工所用水泥其3d的水化热不宜大于240kJkgl7d的水化热不宜大于270kJkg;混凝土有抗渗指标要求时,所用水泥的铝酸三包C3A）含量不宜大于8%;水泥在搅
5、拌站的入机温度不宜大于60oCo3.2 掺合料通常大体积混凝土为了进一步降低水化热，采用大掺量矿物掺合料的技术路线。选用粉煤灰和矿粉作为矿物掺合料,宜选用二级以上,含碳量、游离氧化钙彳氐粉煤灰。由于掺量较大，混凝土的匀质性要求掺合料的质量必须稳定。3.3 减水剂混凝土必须具有较高的粘聚性，传统木质素系和秦系减水剂，由于作用机理的限制，一般很难保证混凝土在较大流动性时，还能保持较高的粘聚性，因此建议优选聚竣酸系高性能减水剂。对于大体积混凝土的浇筑，需要极佳的工作性和良好的坍落度保持能力。如工作性不佳，易于造成混凝土在泵送时堵泵，将极大的影响整个施工的节拍，大体积混凝土的浇筑需要大量的运输车甚至较
6、远距离的运输，并且需排队等候，因此必须具有极佳的坍落度保持能力，否则在浇筑前很难调整到满足要求。聚陵酸系高性能减水剂的主要作用机理为静电有F）斥和空间位阻效应，由于该外力口剂具有强大的空间位阻效应，显著降低混凝土收缩；具有较高的减水率，可明显降低混凝土单方用水量，以减少混凝土收缩;具有较高的粘聚性，使得混凝土分散更加均匀，减少混凝土分层离析的可能性。3.4 集料细集料宜采用中砂，其细度模数宜大于2.3,含泥量不应大于3%;粗集料宜选用粒径53L5mm,连续级配，含泥量不应大于1%；应选用非碱活性的粗集料；当采用非泵送施工时粗集料的粒径可适当增大；所有原材料应能确保供应能力，尤其水泥和外加剂，宜
7、选用大厂并具有大工程连续供应经历的厂家。4大积体混凝土配合比设计采用混凝土60d或90d强度作指标时，应将其作为混凝土配合比的设计依据；拌合水用量不宜大于175kgm3;粉煤灰掺量不宜超过胶凝材料用量的40%;矿渣粉的掺量不宜超过胶凝材料用量的50%;水胶比不宜大于0.50;砂率宜为3542%。5场拌试验经过实验室的初步试验全部满足技术要求后，必须进行场拌试验以确保混凝土工程的顺利。场拌试验所有参与的搅拌站全部都要进行，场拌试验重点监控测试项目：(1)搅拌和计量设备的监控；(2)原材料的检查；(3)混凝土出机坍落度、和易性检查、出机混凝土温度、工作性的测试；(4)不同时间工作性的测试；(5)泵
8、送的测试、泵管的设计、泵送压力、出泵混凝土状态的监测；(6)温升的初步测量，凝结时间的测试。6应用案例6.1 环球金融中心厨房三件套之开瓶器地上IOl层，建筑主体高度492m,地下3层，混凝土总方量：234z500m3,地上:99,800m3o地下:134,700m3基础大体积混凝土总方量36000方，其中一次连续浇筑28000方，由8个搅拌站供应。为确保八个搅拌站所供应混凝土匀质性和工作性相同，采用相同的配合比、原材料，包括外加剂。并进行多次混凝土配合上匕验证，混凝土测试结果如下表：CONCRETETRIALTESTREPORTDate:Oct122004-0ct15200ConcreteT
9、emperature:2024CComments:Freshconcreteisverycohesivezcreamy,Slumplifeisgood.经过连续40小时的泵送浇筑，混凝土和易性、粘聚性佳，坍落度较为稳定。浇筑后混凝土无离析泌水现象，终凝时间约13小时。经28d温度测定，混凝土最高温升55度，无开裂现象。6.2 天津周大福项目建筑主体高度530m地上94层，地下4层底板最大深度32.3m,是目前天津房建领域开挖最深的基坑，底板整体厚度5.5m,最厚处达9.9m,采用C50P10抗渗混凝土，浇筑总量达3.1万立方米，该项工程采用原创的溜管技术，38小时完成浇筑任务。该工程采用在国内
10、首创应用工具化大口径溜管快速浇筑新技术，通过大口径溜管直接将混凝土迅速送达至浇筑面。结合现场实际条件，沿塔楼基坑四周设置两单三双共五道溜管，实现基坑大范围覆盖浇筑，每小时最大浇筑量可达950m3o溜管技术还实现了绿色施工，与传统的汽车泵、固定泵浇筑相比较，占用场地面积小（每个饶筑口仅占用4m2场地），可实现混凝土输送过程中无噪声、无油耗、不用电，预计本次混凝土浇筑可减少柴油油耗18000L,PM2.5的排放量将大大降低。这项工程采用千米级的无线传输结合物联网的网络测温技术，为进一步推进大体积混凝土施工的研究提供了借鉴。此外，该工程所用混凝土按60d龄期强度进行配比设计和评定，采用大掺量粉煤灰与矿粉、高性能超缓凝减水剂，绝热温升和升温速率得到有效控制，混凝土具有大坍落度、大流动性、低水化热、自收缩小、易振捣、不离析、不泌水、综合性能好等特点。7结论大体积混凝土必须采取合理的质控措施，以保障混凝土原材料稳定供应；大体积混凝土必须采取合理的技术措施，以保障混凝土匀质性，工作性；大体积混凝土必须采取合理的技术措施，以保障混凝土较低的收缩；大体积混凝土必须采取合理的技术措施，以保障混凝土较低的水化热,较小的温升
