C50大体积混凝土配合比设计

唐金阳 杨志宾

摘 要：随着科学技术的进步，社会的不断发展，尤其在一、二线城市，高强度的大体积混凝土在工程上的使用越来越广泛。该文阐述了C50大体积混凝土配合比设计的方法，原材料的控制及混凝土的试配与实验。大体积混凝土不仅要考虑抗压强度，还需特别注意控制内外部温差，降低混凝土水化热，选择缓凝型外加剂延长混凝土凝结时间，注意控制温度裂缝和收缩裂缝。在实际工程中，记录监测温度，对浇筑的混凝土进行保温保湿措施。

关键词：C50大体积混凝土 配合比设计 原材料控制 水化热 绝热升温

中图分类号：TU528 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）02（b）-0064-02

1 大体积混凝土配合比设计思路

（1）配合比设计应依据《普通混凝土配合比设计规程》进行配合比设计和试验。

（2）大体积混凝土宜采用60 d或90 d的强度作为配合比设计、混凝土强度评定及工程验收的依据。

（3）大体积混凝土产生裂缝主要是因为水泥水化热过高引起混凝土内外温差过大造成，所以水泥选择上应选用低水化热水泥，并控制水泥用量。

（4）要考虑混凝土的膨胀收缩及其工作性能。

2 原材料的控制

2.1 水泥

大體积混凝土易产生裂缝，水泥应选用低水化热水泥，并考虑到大体积混凝土的耐久性，应选取低碱含量和低氯离子含量的水泥。由于早期强度不宜太高，所以水泥细度不应过细。

2.2 矿物掺合料

配置C50高强度混凝土的水泥用量较高，但过高的水泥会造成原材料成本的增加，并会导致后续的混凝土温度快速地增长，造成温差裂缝等一系列问题，因此选用掺大量的矿物掺合料来降低水泥用量，并改善混凝土孔隙结构，提高混凝土的密实度和耐久性，增加混凝土后期强度的上升空间。

（1）矿粉。

矿粉用作混凝土的矿物掺合料可改善胶凝材料的物理级配，提高混凝土的和易性，延长水泥凝结时间，降低水化热。矿粉的选用应注意比表面积不要过大，过细的矿粉易造成大体积混凝土的开裂，活性不应太小，不然后期强度无法保障，宜选用S95级矿粉。

（2）粉煤灰。

大体积混凝土掺粉煤灰可以降低水灰比，减少水泥用量，保证混凝土的可泵性和不离析，提高混凝土后期强度。粉煤灰应选用需水量小、烧失量低、安定性合格的品种，可减少单方用水量，减少和防止产生干缩裂缝。

2.3 骨料

骨料作为混凝土的骨架结构，对混凝土的工作性和强度起着重要的作用。骨料的选用应符合《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52的有关规定，选择压碎值低、级配合理、含泥量低、非碱活性的骨料，可提高混凝土的强度，提高混凝土的和易性，减少干缩、徐变的不利影响，提高混凝土的耐久性。

2.4 外加剂

外加剂应选取缓凝型的外加剂，延长水泥凝结时间，降低水化热。减水率高的外加剂应优先考虑。对耐久性要求较高或寒冷地区的大体积混凝土，可适当掺入引气剂，但过高的含气会使混凝土的强度降低。

2.5 膨胀剂

使用膨胀剂是为了引入定量的体积膨胀，补偿混凝土本身的收缩值，防止大体积混凝土出现收缩开裂。膨胀剂的选用应符合国家标准《混凝土膨胀剂》GB23439中的规定。

3 C50大体积混凝土的配合比设计及试验

C50大体积混凝土的配合比设计，不仅要考虑其抗压强度、工作性能，还要着重考虑水化热问题，加大矿物掺合料用量，调整外加剂，延长凝结时间，降低水化热，根据计算得出配比（见表1）。

通过试配试验得出扩展度：690 mm×720 mm，倒提5 s，含气：3.8%。养护7 d，强度40.6 MPa，养护28 d，强度55.5 MPa，养护60 d，强度63.8 MPa。

混凝土绝热升温按照下式计算。

Tmax=WQ/Cρ

式中Tmax为混凝土绝热升温最大值（℃）；W为每立方胶凝材料用量（kg/m3）；C为混凝土比热容，可取0.92～1.0 kJ/kg·℃；ρ为混凝土质量密度kg/m3。

通过计算得出混凝土绝热升温最大值为62.6 ℃。由于混凝土中掺加缓凝型减水剂后，通过实验测定水化热降低10%，并通过对搅拌水加入冰块，降低搅拌水温度来降低混凝土绝热升温最大值。

4 施工养护注意事项

大体积混凝土应进行保温保湿养护，持续时间不得少于14 d，应用塑料薄膜外加两层麻袋进行保温养护，随时观测内外差温度，当实测结果不满足温控指标时，应及时地调整保温养护措施。每天应对混凝土表面进行适量的浇水，保持混凝土表面湿润。

5 结语

C50大体积混凝土配合比设计应按60 d强度设计配比，着重考虑混凝土内外温差，在原材料的选用上应使用低水化热水泥，并掺一种或多种矿物掺合料，使用强度高、级配合理的骨料，并使用高减水的缓凝型外加剂，在有需要的情况下掺加膨胀剂或抗裂防水剂等，通过采用合理的配合比，提高混凝土的后期强度、增加混凝土的耐久性，节约水泥用量，降低水化热及成本。

参考文献

[1] GB 50496-2009，大体积混凝土施工规范[S].2009.

[2] 苗春，汤俊，缪小星，等.C40大体积混凝土配合比设计及工程应用[J].西安建筑科技大学学报：自然科学版，2007，39（2）：249-252.

[3] 刘亚柱，黄燕.天津嘉里中心基础底板大体积混凝土生产组织与质量控制[J].混凝土技术，2013（7）：56-59.