关于水利工程中大体积混凝土稳定性材料选配的研究

2018-02-14丁梓恒

建材与装饰 2018年7期

关键词：水胶减水剂骨料

丁梓恒

（扬州大学水利与能源动力工程学院江苏徐州 225100）

前言

C60大体积混凝土无论是在堤坝还是桥梁等施工中都有着极为广泛的使用范围。但是，混凝土强度等级越高，其拌和难度越大，骨料搭配的配比设计也就越复杂，越需要精密的计算和设计，在水中施工中对稳定性要求也就更高，其材料选配的难度也就越大。

1 水利工程中C60大体积混凝土配比原则

1.1 提升工作性原则

提升工作性是C60大体积混凝土配比的基础原则。在我国不少地区，水利建设条件并不好，施工地区的河流、城市地下水道起伏较大，水文条件差异大。这就导致了施工中存在大落差泵送的情况。由于泵送动力输出不连贯，关口压力存在一定量的损失，工作性能严重不足，放大了混凝土配比带来的误差。混凝土流动性变差，离析、泌水等情况时有发生，严重影响了C60大体积混凝土的浇筑施工的连续性。对此，C60大体积混凝土在配比设计中必须考虑到地质水文情况，保证混凝土的工作性良好，确保工程质量。

1.2 体积稳定性原则

施工过程中，混凝土的强度和体积往往存在一定的设计性能差异。体积越大，为了保持混凝土强度，就是必要增加水泥等骨料的含量。水泥含量的增加会放大水化热的输出，导致混凝土出现裂缝等问题，严重影响了混凝土的体积稳定性。对此，C60大体积混凝土的稳定性材料选择设计时，需要考虑到水利工程地的温度环境、施工技术条件，在保证体积稳定性和强度等级的条件下尽可能的降低水灰比，减少水泥用量，控制温度裂缝，确保大体积混凝土的整体质量以及体积稳定性。

1.3 使用耐久性原则

当前在我国大型水利工程中，建筑设计寿命普遍要求较长，比如杭州湾跨海大桥设计使用寿命在100年、南水北调河北段河道设计寿命达到120年，这就对大体积混凝土的耐久性提出了较高的要求。由于我国气候差异大，自然环境差异较大，水利工程沿途的昼夜温差、太阳辐射、雨雪侵袭等都会加剧混凝土老化。因此重视混凝土耐久性不仅有利于工程质量提升，对混凝土结构内部的钢筋进行良好的保护，也会降低后期维修和保养的费用。

2 C60大体积混凝稳定性材料选配技术关键

2.1 控制水胶比

在混凝土的拌和配比设计中，水胶比往往会带来强度的下降。水胶比的提升虽然加快各种骨料的凝结速度，但是过高的水胶比也会降低混凝土强度，因此必须适当控制水胶比。在现场水文环境要求下，必须做好稳定性材料进场检验监督，控制好胶凝材料的质量，防止出现混凝土稳定性的破坏问题。根据我国水利工程建设相关规定，不同强度等级的混凝土水胶比也存在一定的控制范围。其中：C60强度等级的混凝土水胶比宜控制在0.28～0.34中，每立方米使用的胶凝材料宜控制在480～560kg。

2.2 调整掺加剂

C60大体积混凝土的稳定性材料选配需要根据设计图纸和施工环境选择适当的掺加剂，比如减水剂。选择普通的减水剂，可以使混凝土在正常情况下减水10%左右，提高C60大体积混凝土的缓凝效果。但是如果选择木钙型减水剂，则会加大减水效果，造成过量减水，过度缓凝，不利于特殊气候环境下的混凝土施工。另外，泵送剂、引气剂等掺加剂变得加入，也会C60混凝土的坍落度带来变化，造成稳定性的改变。

2.3 合理选择水泥品种

水泥的整体种类较多，对混凝土稳定性起到至关重要的作用。针对水利工程中C60大体积混凝土，优先选取水化热较小的水泥种类，比如PS水泥、P.Ⅰ水泥、大坝水泥、PF水泥、PP水泥等。但是考虑火山灰水泥造成的泌水问题，因此在选择水化热较低的水泥时适当调整添加剂包括减水剂等会提高混凝土的使用效果。另外，在高强混凝土的配比设计中，适当减少水泥中C3A的含量，提高混凝土的流动性，提升连续浇筑的效率，减少施工缝的出现。

2.4 科学搭配粗细骨料

在混凝土稳定性材料选配中，对于C60大体积混凝土，宜选用直径适宜（最高不宜超过30mm或管径2/3）的石灰石作为粗骨料，可以直接吸收拌和用水，减少减水剂、胶凝材料的使用数量，降低坍落度。细骨料的选择可以考虑在细度模数与[2.5～3.0]区间范围内的中粗砂，一般而言细骨料的直径不宜高于25mm，另外还需要掺加适量的活性矿物，比如硅粉、矿渣、粉煤灰、火山灰等，以提高其粘结性，改善混凝土耐久性。