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

厦门新体育中心工程总占地面积66.64万m2，总建 筑面积53.30m2，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榀钢管桁架巨拱（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、14.5m/10.5m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。本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?体育场巨拱三维视图 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 P·O 42.5水泥。粉煤灰：应选用Ⅱ级以上粉煤灰，烧失量小于3%，SO3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＜7.0%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＞1500kg/m3，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。胶凝材料的性能指标见表1。  2.2?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[1]，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[2]：（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）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（Na2O+0.658K2O）不宜大于3kg/m3。本试验混凝土配合比设计参照JGJ 55—2011《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。 3、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10317m3，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（160±20）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1h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。 4、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。? 图2?不同龄期时巨拱大体积混凝土的抗压强度 由图2可知，巨拱基础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46.7MPa。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 50080—2016 《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%、