关于建筑施工中C60大体积混凝土配比的使用研究

（山西龙泉混凝土有限公司， 山西 太原 030000）

0 前 言

高强混凝土在施工中有着广泛的应用，其中C60等级的大体积混凝土无论是在市政道桥施工还是建筑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。并且C60高强混凝土根据施工的环境、季节不同，其对应的水灰比等指数也应当进行适当的改变，因此配比工程师需要了解C60大体积混凝土的概念、使用条件以及配比技术要点，并在此基础上根据实验结果做出改善，以适应工程的发展需要。

1 C60大体积混凝土概述及使用条件

1.1 C60大体积混凝土概述

通常而言，混凝土根据其立方体抗压强度的标准值来划分其强度等级。其符号表示为C，单位可以使用牛/平方米（N/m2）或兆帕（MPa）。根据我国现行的技术标准（《混凝土结构设计规范》GB50010-2010）规定，混凝土分为十四个等级，也就是从C15-C80，极差为5。其中，C60以及以上等级的混凝土被规定为高强混凝土。根据《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009规定，边长不小于1米的立方体混凝土为大体积混凝土。大体积混凝土由于体积较大，收缩养护难度较高，因此配比拌和的难度也随之而提升。

1.2 C60大体积混凝土使用条件

当前我国大型建筑工程中经常涉及到大体积混凝土的使用，比如楼房建筑的地基基础、结构框架、楼层底板、筏板、大型设备的应用场地等，另外，高速公路、跨海大桥、隧道等道桥工程也广泛使用C60的大体积混凝土。大体积混凝土的使用有着严格的限制，首先是必须有科学的设计图纸，对混凝土的尺寸、形状规划良好。第二是有着具体使用的环境，场地允许大体积混凝土的拌和或者运输。第三是需要严格的实验室检验支持，保证大体积混凝土拌和、养护符合强度标准。只有在条件允许的情况下才能使用C60及以上的大体积高强混凝土。

2 建筑施工中C60大体积混凝土配比原则

建筑施工中，C60大体积混凝土在强度条件达到标准的情况下，还应强调混凝土的组合性能和匀质性。结合工程的环境和设计标准来确定具体的混凝土配比数据，但是总的来说还应当坚持以下几项基本原则。

2.1 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，施工场地平整情况并不良好，而且施工地区的地理起伏也较大，地质条件差异较大。这就导致了施工场地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。这种情况的出现放大了混凝土配比带来的误差，让混凝土流动性变差，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施工现场的情况，保证混凝土的工作性良好，确保工程质量。

2.2 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大体积混凝土的配比工程师在进行混凝土配比设计时，需要考虑到工程地的温度环境、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。

2.3 使用耐久性原则

当前在我国大型建筑工程中，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、世界上最长的跨海大桥港珠澳大桥设计寿命达到120年。普通建筑设计寿命为30年-60年不等，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，野外地区的昼夜温差、太阳辐射、雨雪侵袭等都会造成混凝土的老化。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，提高工程的整体经济价值。

3 C60大体积混凝土配比技术要点

3.1 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。因此在C60大体积混凝土配比设计中，必须适当控制水胶比。而且在现场施工过程中，也必须做好项目经理的配比监督工作，控制好胶凝材料的实际添加量，防止出现混凝土稳定性的破坏问题。根据我国现有的《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011中规定，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（见表一）。

表一 混凝土适宜水胶比与凝胶材料用量对比表

3.2 调整掺加剂

C60大体积混凝土的配比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，比如选择普通的减水剂，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。因此，根据预拌混凝土的实际效果来适当调整掺加剂项目和数量。

3.3 合理选择水泥品种

在所有混凝土配比材料中，水泥对混凝土强度等级和体积稳定性影响最大。水泥固化会带来大量的热。并且水泥的吸附力与水的整体含量密切相关。水泥的整体种类较多，但是针对C60大体积混凝土而言，需要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带来了低水化热，又会形成含水夹层，造成泌水问题，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，有利于提升连续浇筑的效率，减少施工缝的出现。

3.4 科学搭配粗细骨料

在混凝土配比中，粗细骨料搭配也是配比的重要技术问题。粗骨料的性能可以影响甚至决定混凝土的弹性模量、和易性指标。因此在配比设计中，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，提高混凝土结构能量的稳定性，充分发挥其活性增强效果，降低混凝土泥浆的缝隙率，改善混凝土耐久性。

3 结束语

总而言之，现代建筑体系中，钢筋混凝土结构框架在强度等级、耐久性和使用条件以及使用范围上远远高出其他结构基础。而C60大体积混凝土在使用成本和配比技术水平上有着极大的价值，这就要求我们在使用过程中不断学习和熟悉C60大体积混凝土的配比设计条件，实现建筑工程质量与成本的完美结合，推动我国建筑工程技术的不断发展。

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