掺膨胀剂的大体积混凝土的配合比设计
发布时间：
2022-10-19 14:54
来源：
大体积混凝土是指当混凝土的截面尺寸不小于1m，或预计混凝土中胶材水化热、凝结硬化产生的内外温差导致产生有害裂缝的混凝土称为大体积混凝土。随着高强度大体积混凝土的大规模应用，混凝土的绝热升温随强度等级提高而提高，因此有些小于1m 的构件实际上也属于大体积混凝土的范畴。
（一）大体积混凝土设计
强度等级：C35，坍落度为180mm，在配合比设计时应遵循：
（1）采用双掺或三掺技术以粉煤灰、矿渣粉取代部分水泥降低单方混凝土的水泥用量，降低水化热，减少因混凝土内外温差大而引起混凝土的温度裂纹。
（2）在保证混凝土强度及和易性的前提下，尽可能降低混凝土的水胶比，以降低单方混凝土的用水量，并适当提高矿物掺合料的用量，从而达到降低单方混凝土的水泥水化热量。
（3）大体积混凝土掺入适量的复合纤维抗裂剂，具有微膨胀性能高抗裂、高抗渗的超叠加效应。
（二）原材料
（1）水泥：P.O42.5，3d抗压强度28.0MPa，3d抗压强度49.0MPa；
（2）粉煤灰：Ⅱ级；
（3）矿渣粉：S95级，28d活性指数102%；
（4）膨胀剂：7d限制膨胀率0.028%，28d限制膨胀率－0.010%，掺膨胀剂28天强度为水泥强度的95%。
（5）粗骨料：5～25mm与5～10mm按2:8复合使用,空隙率43%，含泥量0.1%,针片状8%，压碎值10%；
（6）细骨料：机制砂，细度模数3.0，亚甲蓝值1.2，石粉含量9.5%；
（7）外加剂：掺量2.0%，减水率25%；
（8）水：地下水
（三）配合比的设计、调整和确定
（1）配合比的计算
1. 试配强度确定
fcu，o≥fcu，k+1.645σ=35+1.645×5.0=43.2MPa
式中:fcu,o——混凝土配制强度(MPa)；
fcu，k——混凝土设计强度等级值(MPa)；
σ——混凝土强度标准差(MPa)，此处σ=5.0MPa(依据JGJ55—2011《普通混凝土配合比设计规程》表4.0.2)。
2. 胶凝材料强度确定
根据表5.1.3选取粉煤灰和矿粉影响系数，矿粉、粉煤灰双掺，各掺20%，影响系数：粉煤灰掺量15%，影响系数取0.8，矿粉掺量20%取0.98，掺膨胀剂28天强度为水泥强度的95%。则胶凝材料强度为：49.0×0.85×0.98×0.95＝38.8MPa；
3. 混凝土水胶比计算
W/B＝ɑa×fb/(fcu,0+ɑa×ɑb×fb)
＝0.53×38.8/(43.2+0.53×0.20×38.8) ＝0.43
式中：W/B——混凝土水胶比；
aa，ab——回归系数；粗骨料为碎石，依据JGJ55－2011《普通混凝土配合比设计规程》表5.1.2，此处取：aa=0.53、ab=0.20；
fcu，o——混凝土配制强度(MPa)，由上述计算可知，fcu，o=43.2MPa；
fb——胶凝材料28d抗压强度(MPa)，由试验可知fb=37.5MPa。
4. 混凝土用水计算
m′w0＝（180-90）/20×5+210＝232.5kg/m3
式中:mwo——计算配合比每立方米混凝土的用水量(kg/m3)；
m'wo——未掺外加剂时推定的满足实际坍落度要求的每立方米混凝土用水量(kg/m3)；
β——外加剂的减水率(%)，β=25%，利用《规程》中公式5.2.2计算掺外加剂时的混凝土用水量如下：
m′w0＝mw0×（1-β） （5.2.2）
掺外加剂用水量：232.5×（1－25%）＝174kg/m3。
5. 胶凝材料用量计算
mbo＝mwo/W/B＝405kg/m3
mfo＝mbo×βf＝61kg/m3
mko＝mbo×βk＝81kg/m3
mpo＝mbo×βp＝32kg/m3
mco＝mbo－mfo－mko－mpo=231kg/m3
式中：mbo——每立方米混凝土胶凝材料用量(kg/m3)；
W/B——混凝土水胶比;
Mwo——计算配合比每立方米混凝土的用水量(kg/m3
mfo——每立方米混凝土粉煤灰用量(kg/m3)；
βf——粉煤灰掺合料掺量(%)；
βk——粉煤灰掺合料掺量(%)；
mpo——每立方米混凝土膨胀剂用量(kg/m3)；
βp——膨胀剂掺量(%)，为βp=8%；
mco——每立方米混凝土水泥用量(kg/m3)。
6. 砂率计算
依据JGJ55－2011《普通混凝土配合比设计规程》表5.4.2和实际生产经验，βs=42%。
7. 按重量法计算粗、细骨料用量
mwo+mbo+mgo+mso+mao=mcp
βs=mso/(mgo+mso)×100%
式中:βs——砂率(%)，βs=42%；
mgo——每立方米混凝土粗骨料用量(kg/m3)；
mso——每立方米混凝土细骨料用量(kg/m3)；
mcp——每立方米混凝土拌合物假定质量(kg/m3)，取2400kg/m3；
mao——每立方米混凝土外加剂用量(kg/m3)，经计算可知，mao=7.3kg/m3；
mbo——每立方米混凝胶材用量(kg/m3)，
经计算，mso=762kg/m3，mgo=1052kg/m3。
8. 确定基准配合比
按计算配合比进行试拌，检验混凝土拌合物的坍落度及粘聚性、保水性均符合施工规范要求。则基准混凝土配合比见表1。
|
水泥 |
粉煤灰 |
矿粉 |
水 |
减水剂 |
砂 |
石 |
膨胀剂 |
|
231 |
61 |
81 |
174 |
8.1 |
762 |
1052 |
32 |
（2）配合比的调整
采取三个不同的配合比，其中一个应为上述确定的试拌配合比，另外两个配合比的水胶比宜较试拌配合比分别增加或减少0.05，用水量与试拌配合比相同，砂率可分别增加和减少1%（以上两种方案配合比调整略）
（3）配合比校正
当混凝土拌合物表观密度实测值与计算值之差的绝对值不超过计算值的2％时，调整的配合比可维持不变；当二者之差超过2％时，应将配合比中每项材料用量均乘以校正系数δ。
（四）温控及养护
（1）冷管循环
在施工过程中，预先在结构体内水化热量聚集区域布设预埋水循环冷却管网，利用冷却水的流动带走混凝土内部蓄积的水化热量，降低混凝土内部、外部温差。削减混凝土水泥水化热释放峰值，减少水化热引起的温差应变，从而降低由水化热引起的温度应力，控制混凝土温差应变在允许范围内。
（2）温度控制
超大体积混凝土的温控施工中，除应进行水泥水化热的测定外，在混凝土浇筑过程中还应进行混凝土浇筑温度的监测；养护过程中也应进行混凝土浇筑构件升降温、内外温差、降温速度及环境温度等监测。
（3）蓄水养护
选用蓄水养护法来进行混凝土的养护，这样即方便施工现场管理，又能达到使混凝土表面吸热、蓄热、散热、保温、养护等兼顾的良好效果。
（五）总结
针对大体积混凝土施工中存在自身收缩大、水化热高、混凝土内外温差大等缺点，在选材、配合比设计，及混凝土浇筑的温控和养护方面加以控制。使混凝土工程结构在施工中的内外温差、混凝土内部实际温升均符合《大体积混凝土施工规范》的相关要求。设计强度满足混凝土试件及强度满足60d设计要求，控制温差应变引起的裂缝。
混凝土外加剂,膨胀剂,膨胀剂的大体积混凝土的配合比设计,减水剂
上一页
下一页
上一页
下一页
推荐新闻
2023-06-21
2023-06-20
2023-04-10
2022-07-01
2022-06-27