厦门新体育中心巨拱基础大体积混凝土的 配制与应用研究.docx

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1、厦门新体育中心工程总占地面积66.64万m2,总建筑面积53.30r2,其中体育场约18.03 万m2。体育场大跨度钢屋盖支承在南、北向2个巨拱和体育场混凝土看台斜柱顶部，跨越 体育场南北方向的两槁钢管桁架巨拱（向场芯外倾斜22。）支撑在南北巨拱承台上。巨拱基 础由3.8m厚承台、1.5m厚台座、14.5m10.5m高的混凝土拱脚组成，巨拱拱脚钢结构埋 设在巨拱基础的大体积混凝土中。巨拱承台平面上呈等腰梯形，南北两巨拱承台沿体育场东 西轴对称，承台顶部拱脚底部有平行四边形拱脚台阶，如图1所示。木工程的巨拱基础属 于大体积混凝土，且施工要求48h完成1万余立方米的浇筑，对混凝土的温升控制和工作

2、性要求高，开展巨拱基础大体积混凝土的性能研究对工程质量影响重大。图1体育场巨拱一维视图2、结果与讨论2.1原材料水泥：芜湖海螺水泥有限公司生产的PO42.5水泥。粉煤灰：应选用级以上 粉煤灰，烧失量小于3%, SQ3含量小于3%,需水量比小于100%,采用漳州后石电厂生 产的F类II级粉煤灰。矿渣粉：采用三钢集团（龙海）矿微粉有限公司生产的S95矿渣粉。细骨料：人工砂，含粉量70%且级配良好，细度模数宜控制在2.6%3.0%。粗骨料：5 25mm连续级配，含泥量0.7%,堆积密度1500kgm3,压碎值12%减水剂：厦门 路桥翔通建材科技有限公司生产的LQ-100高性能减水剂。胶凝材料的性能指

3、标见表1。U 1胶凝材料的性使掳标原材料比表面积/（kg）细度/%烧失量/%C含/%so3%碱含量/%水泥340-1.40.0023.100.86矿渣粉440-0.30.0041.060.33粉煤灰-19.51.70.0051.441.252.2配合比设计大体积混凝土的技术难点在于控制混凝土温升裂缝，巨拱基础使用C30P8 混凝土，采用混凝土 60d强度作为混凝土配合比设计、混凝土强度评定及工程验收的依据。 工程控制的要求为混凝土要满足连续施工的高工作性和较低的水化温升,配合比设计和使用 过程可采取的措施包括：（1）通过使用水化热较小的水泥，温度控制在25左右，对减 少裂缝有良好的效果；（2）

4、配合比中采用大掺合料比例，混凝土中掺粉煤灰能有效降低水 化热，提高和易性；（3）混凝土生产过程中严格控制混凝土出厂时的坍落度和温度；（4） 混凝土避免使用碱活性骨料，当使用碱活性骨料时，混凝土各组份（含外加剂）中的含碱量 （Na00. 658K.0）不宜大于3kgm%本试验混凝土配合比设计参照JGJ 552011普通混凝 土配合比设计规程，同时综合工地实际情况及相关试验数据。巨拱基础混凝土设计在满足 强度要求的基础上，综合考虑施工性能、水化温升等性能因素，并分析20%、30%、40%、 50%的矿物掺合料掺量对混凝土性能的影响，优选可行方案，具体配合比见表2。U 2巨拱加fiC3OP8大体积混

5、凝I：配介比嫔号原材料/(kgr3)水胶比砂率/%水泥矿粉粉煤灰砂碎石水减水剂C30-20278254581810001604.350.4645C30-30244416381810001604.350.4645C30-40209528781810001604.350.4645C30-501747010481810001604.350.46453、大体积混凝土的工作性厦门新体育中心巨拱基础单次理论浇筑量为1O317现场通过泵车和溜槽结合，计划浇筑 时长为48h,因此要求大体积混凝土具有良好的施工性能，到场坍落度在（16020） mm, 以保证混凝土浇筑过程的连续性。试验比对不同矿物掺合料掺量对巨

6、拱大体积混凝土工作性 的影响，分析浆体包裹性和流动度的保持性能，结果见表3。由表3可知，巨拱基础大体积 混凝土 C30配合比具有良好的包裹性和流动性,但粉煤灰和矿粉复掺比例的变化会影响拌合 物的性能。提高矿物掺合料的掺量可以提高初始状态混凝土的流动性，特别是掺50%掺合料 的混凝土具有较大的坍落度和扩展度，较低的粘聚性。但是经过Ih静置，掺50%掺合料的 混凝土坍落度损失达到55mm。因此为保持良好工作性，过高的矿物掺合料掺量（如50%）不 利于施工，应选用合理的矿物掺合料掺量比例，有利于提高施工效率和降低劳动强度，同时 对保证混凝土匀质性和性能稳定性具有重要作用。表3巨拱从础大体积混凝k I

7、：作性涌试结果编号和易性容重/(kgr3)含气7%倒加T500/S烟落度mm扩展度mmIh静置用落度mmC30-20较好23402.910190620165C30-30较好23502.69195630175C30-40好23502.69195630180C30-50好23302.672006401454、大体积混凝土的抗压强度由于巨拱基础大体积混凝土面临温升开裂的问题，所以在满足结构强度的前提下，配合比尽 量降低水泥用量，减少水化热。20%、30%、40%、50%的矿物掺合料替代水泥对混凝土不 同龄期抗压强度的影响如图2所示。龄期/d图2不同龄期时巨拱大体积混凝上的抗压损度由图2可知，巨拱基础

8、大体积混凝土抗压强度随着7d、28d、60d龄期的增长而不断提高， 以60d抗压强度来评定都满足C30强度等级要求。早龄期中，掺量50%的矿物掺合料明显 延缓胶凝材料水化，早期强度较20%矿物掺合料降低了约5MPa,但是60d龄期强度持续 增长，达到467MPa因此，适当提高矿物掺合料比例可以延缓早期水化速度，提高60d 龄期强度发展，有利于大体积混凝土的质量控制。5、大体积混凝土的温控措施5.1 绝热温升试验巨拱基础大体积混凝土浇筑量超过1万m3,其技术难点在于控制混凝土 温度裂缝。参考GB/T 500802016普通混凝土拌合物性能试验方法标准中绝热温升 的试验方法，在实验室内模拟大体积混

9、凝土在绝热环境下中心温度的变化，结果对实际工程 混凝土内外温差监控具有指导意义。试验测定20%、30%、40%、50%的矿物掺合料替代 水泥，大体积混凝土绝热温升随龄期的变化如图3所示。40P/S本明定螺由图3可知，4个巨拱基础大体积混凝土的绝热温升曲线随龄期的增长不断提高，3d前绝 热温升值增长迅速，在57d趋于平缓。矿物掺合料掺量的提升，会降低早期绝热温升增 长速率，因为矿物掺合料的水化速率低于水泥。同时矿物掺合料掺量会影响最终的绝热温升 值，如掺50%矿物掺合料较掺20%矿物掺合料的7d绝热温升值降低了约4。大体积混凝 土复掺50%的粉煤灰和矿粉替代水泥，可以有效降低水化热，应尽量降低水

10、泥用量、适当 提高矿物掺合料比例，可降低温升开裂风险，有利于结构体积稳定。此外，实际工程中也会 通过使用水化热较小的水泥等途径，将大体积结构中温度控制在25左右，对减少裂缝有 良好的效果。5.2 施工过程的温控措施参照GB 504962018大体积混凝土施工规范对本工程制定的 温控措施包括：（1）在炎热天气下，对混凝土入模温度控制更加严格，达到20C以下（规 范要求为30C以下）；冬季入模温度控制更加严格，要求不得低于12。（2）对温控施 工的现场检测频次更为严格，第1天每2h进行测量（规范要求每昼夜不少于4次）。除 了进行混凝土配合比调整，巨拱基础大体积混凝土在施工过程中也应采取相应的温度裂

11、缝控 制措施：大体积混凝土浇筑完毕，混凝土收面后应立即开始保温保湿养护，采用表面覆盖1 层塑料薄膜+1层毛毡+1层塑料薄膜养护，且应在12h内覆盖养护，承台和台阶大体积混凝 土养护时间不少于14d；对承台和台阶加塑料薄膜和毛毡覆盖保温保湿养护后，可以保证承 台和台阶的大体积混凝土里表温差小于25C,表外温差小于20；同时现场进行测温，当 混凝土里表温差超过20,或表外温差超过18,降温速率大于1.5Cd时，施工单位应 增加保温养护措施。此外，对料仓原材料进行降温措施，在运输过程进行保温，增加冷凝 水管等措施在实际过程中都被证实具有显著效果。结语采取合理的大掺量粉煤灰、矿粉取代水泥，可以改善拌合物的和易性，提高后期强度增长和 降低绝热温升，有利于现场大体积混凝土浇筑施工。通过精细组织、严密配合，超过1万 m3的混凝土顺利实现了连续浇筑。本项目大体积混凝土施工措施要求严格，如混凝土的夏 季和冬季入模温度，保温保湿养护措施和温度监控等，均比规范要求的温度范围和测量频次 严格得多，确保了巨拱基础大体积混凝土的温升控制在预期范围之内，未发生温度收缩裂缝, 最终达到设计要求，为项目质量奠定了坚实的基础。混凝土 60d强度值表明，厦门新体育 中心巨拱基础大体积混凝土完全满足工程的设计要求，质量优良。