大体积混凝土施工配合比中粉煤灰最优掺量

张国勤

（甘肃第六建设集团股份有限公司，甘肃 兰州 730000）

在大体积混凝土施工过程中，很多因素都会对施工质量产生影响，如原材料质量、混凝土配合比、浇筑速度、养护时间等。其中混凝土配合比是否科学合理会直接影响混凝土的强度以及应用性能。而在混凝土配合比设计工作中，需要对粉煤灰掺量进行对比分析，获取最优粉煤灰掺量，这样才能提高混凝土配合比的科学性，提高混凝土应用性能。

1 大体积混凝土施工配合比原则

在大体积混凝土结构施工过程中，需要对大体积混凝土的配合比进行科学设计。在大体积混凝土配合比设计过程中除了确保其能够满足普通混凝土的强度以及耐久性指标之外，更重要的是需要对混凝土的内外温差进行合理控制，防止在大体积混凝土应用过程中出现温差裂缝。在大体积混凝土配合比设计过程中要遵循以下设计原则：①需要对水泥品种以及水泥用量进行严格控制。大体积混凝土的内部温升情况主要是因为水泥水化热而产生的。因此，一般情况下要选择水化热比较低的矿渣水泥或者低热水泥，尽可能降低在大体积混凝土配合配置过程中的水泥用量。结合以往的数据分析结果可以得知，每减少10kg 水泥用量能够降低1～2℃水化热温升，但是具体水泥用量情况，还需要结合建筑工程的施工要求、施工强度展开科学性设计，以免水泥添加量过少，导致混凝土强度不达标的情况出现。②可以利用矿物掺合料代替部分水泥进行利用。在大体积混凝土配合比设计过程中，对矿物掺合料进行研究，矿物掺合料有一定活性，并且水化热比较低。一般情况下会利用矿粉、火山灰以及粉煤灰等作为矿物掺合料，这些材料的粒度满足基础性要求，并且材料的化学性质比较稳定，不会因为外界环境因素的动态变化，导致材料性能出现变化的情况。③要尽可能延长混凝土的设计龄期。在大体积混凝土设计过程中，为了减少水泥的用量，充分发挥矿物掺合料在后期混凝土的强度优势。在设计过程中要将混凝土的设计龄期延长到60d 或者90d 左右。④在对骨料进行选择时，最好选择粒径比较大的、连续级配的粗骨料。在大体积混凝土应用过程中，钢筋的密集性比较低，选用粗骨料能够减少施工过程中的用水量，从而节约水泥，降低水化热升温升。而利用连续级配的粗骨料，能够防止在混凝土拌和过程中出现离析现象，从而提高混凝土的整体质量[1]。⑤需要对缓凝型高效减水剂进行合理应用。缓凝高效减水剂在应用过程中能够减少大体积混凝土拌和中的用水量，从而减少水泥用量，降低水化热的峰值，有利于使水化热释放趋于平缓状态，防止混凝土的中心温度急剧上升而导致混凝土内外温差变大。需要注意的是，高效减水剂的添加量需要根据相关的数据模型进行计算，根据计算结果来确定具体添加量，以确保减水剂的应用效果。⑥要注意对混凝土坍落度进行合理控制。在大体积混凝土应用过程中，一般会利用泵送施工，在泥浆泵工作过程中，其运行功率、输送速度也将影响到混凝土的浇筑效果。为了保证大体积混凝土可以满足泵送条件，混凝土的坍落度不能超过180mm，并且能够有效减少用水量和水泥用量[2]。

2 粉煤灰掺量对大体积混凝土质量的影响

在大体积混凝土结构施工过程中，保证混凝土的强度指标是保证整个工程结构施工质量的重要因素。在混凝土配合比设计过程中，需要对粉煤灰的最佳掺量进行确定，才能够保证混凝土的强度指标符合工程的荷载要求。在确定粉煤灰最佳掺量的过程中，要根据粉煤灰掺量对混凝土强度产生的影响为基础，对粉煤灰具体掺量进行综合考虑。一般情况下，在大体积混凝土结构施工过程中，混凝土材料的抗压强度表现为基本的力学指标，需要对粉煤灰不同掺量对混凝土材料的抗压强度产生的影响进行研究，同时还要考虑粉煤灰掺量对混凝土抗拉强度产生的影响，结合多组分析数据来确定最佳的配合比[3]。

在大体积混凝土施工配合比设计过程中，主要研究粉煤灰掺量在11%、25%、42%时不同水灰比情况下，大体积混凝土抗压强度和抗拉强度。具体的分析结果如下：①抗压强度对比。水灰比为0.5 时，不同掺量的粉煤灰的抗压强度分别为30MPa、28MPa、25MPa；水灰比为0.6 时，不同掺量的粉煤灰的抗压强度分别为23MPa、21MPa、19MPa；水灰比为0.7时，不同掺量的粉煤灰的抗压强度分别为18MPa、17MPa、15MPa。②抗拉强度对比。水灰比为0.5 时，不同掺量的粉煤灰的抗拉强度分别为2.0MPa、1.9MPa、1.8MPa；水灰比为0.6 时，不同掺量的粉煤灰的抗拉强度分别为1.6MPa、1.5MPa、1.4MPa；水灰比为0.7 时，不同掺量的粉煤灰的抗拉强度分别为1.4MPa、1.3MPa、1.2MPa[4]。

3 粉煤灰的最优掺量

在利用大体积混凝土施工时，为了能够满足工程设计要求，对混凝土配合比进行设计的过程中，需要对水灰比进行合理控制。一般水灰比在0.5 左右，而现场的水灰比最大能够达到0.7，如果粉煤灰的掺量为10%～20%的情况下，成龄期的混凝土抗压强度为16～32MPa，而抗拉强度为1.3～2.1MPa。对普通硅酸盐水泥混凝土进行利用时，3d 左右的抗压强度能够达到50%～70%左右，这时的粉煤灰掺量为10%～20%，而抗压强度在为11～22MPa，抗拉强度为0.9～1.4MPa，能够满足工程的施工荷载要求。而粉煤灰的掺量大于20%时，成龄期的混凝土抗压强度会降低，其降低规律为粉煤灰增加10%，抗拉抗压强度会下降15%。而粉煤灰掺量大于20%时，抗拉强度的降低幅度比较大，早期抗拉强度仅为0.3～0.6MPa，很容易导致混凝土在早期使用过程中出现开裂问题，影响大体积混凝土结构的整体安全性。因此，在大体积混凝土配合比设计过程中，必须对粉煤灰的掺量进行合理控制，将粉煤灰代替少部分水泥进行应用，能够满足施工和易性要求[5]。

在大体积混凝土设计过程中，将粉煤灰的掺量控制在10%～20%左右，大体积混凝土的抗压强度以及抗拉强度都能够符合施工的荷载要求。因此，可以确定粉煤灰的最优掺量为10%～20%之间。在实际施工过程中，如果对混凝土的强度要求比较高，那么施工人员在对粉煤灰的掺量进行控制时，要保证掺加适量粉煤灰后不会影响未掺加粉煤灰时的混凝土强度，确保混凝土的成型质量。

4 结语

综上所述，在大体积混凝土施工配合比设计过程中需要对粉煤灰掺量进行最优设计。因为粉煤灰掺量会对混凝土的主要力学指标产生极大影响，会直接影响混凝土的强度等级。经过分析对粉煤灰的最优掺量为10%～20%。为了在混凝土配合过程中降低水化热，减少水泥用量在粉煤灰掺量确定后，可以将粉煤灰的掺量控制在15%以下，在粉煤灰最优掺量范围内，混凝土的减水效果为3%～4%。此外，还要对混凝土的出站温度、浇筑温度进行有效控制，降低混凝土内外温差[6]。要根据大体混凝土的配合比设计原则对混凝土进行科学配比，保证混凝土的配比质量，才能够对后期混凝土的施工质量进行合理控制。