隨著現代混凝土技術的快速發展，混凝土的要求也越來越高，不僅要滿足施工，還要高強耐久、經濟合理、節能環保。在此背景下摻合料應用更加廣泛，選擇空間也相對較大。所以需要進行大量試驗，通過摻加粉煤灰、礦粉合理進行配合比試驗，盡可能節約水泥、降低成本、節能環保。現以湖北省宜昌市白洋長江公路大橋大體積混凝土錨碇為背景，從混凝土配合比設計、施工過程、混凝土養護等方面的控制，有效避免大體積混凝土容易出現的問題，為后期的施工提供了理論依據。

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工程概況

白洋長江公路大橋白洋側錨碇為重力式嵌巖錨，分別由錨塊、散索鞍支墩、壓重塊等組成。錨碇基礎共設四級臺階，基礎總長62.5m，最大開挖深度48.0m左右。錨塊采用C40混凝土，共計62593.4m³，為大體積混凝土。為滿足需要，我們試驗室自行進行設計，大量摻入粉煤灰、礦粉，從混凝土配合比設計、施工過程控制、混凝土養護等方面的控制，有效避免大體積混凝土容易出現的問題，為后期的施工提供了理論依據。

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粉煤灰、礦粉摻復摻混凝土的理論依據

1)粉煤灰，是一種火山灰質工業廢料，是燃煤電廠的主要固體廢物，其顆粒多呈球形，表面光滑，堆積密度1590～2400kg/m³，松散堆積密度為550～800kg/m³。滿足國家標準《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB1596—2005)的粉煤灰可分為F類與C類，根據技術要求不同分Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級。混凝土中摻加粉煤灰，可以節約水泥、細集料用量，減少用水量;改善混凝土的和易性;增強混凝土的可泵性;減少混凝土的徐變;減少水化熱、熱膨脹性;提高混凝土抗滲能力;增加混凝土的修飾性等(粉煤灰參見表1)。

2)礦渣粉，又稱粒化高爐礦渣粉，符合國家標準《用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉》(GB/T18736—2008)中，正式將礦渣微粉命名為“礦物外加劑”，分S105級、S95級、S75級或Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級。礦粉等量取代部分水泥摻入混凝土中，可改善混凝土的工作性，凝結時間、提高強度、改善混凝土的耐久性。目前礦粉的應用，改變了以粉煤灰為主要摻合料的局面，同時克服了僅摻粉煤灰時取代水泥量有限的弱點，可進一步降低水泥用量，減少水化熱、增加強度、改善混凝土工作性能、改善混凝土耐久性，而且大大降低生產成本，節約能源、保護環境，為混凝土的可持續發展提供基礎(其他原材料參見表2～7)。

3)礦粉與粉煤灰復摻混凝土理論效應。①兩種材料的火山灰效應、形態效應和微集料效應相互疊加，形成工作與強度互補效應，使混凝土具有良好的抗滲性和可泵性;②工作性方面，對于新拌制混凝土，粉煤灰中富含的球狀玻璃體對漿體起潤滑作用，增加拌合物的流動性，減少泵送阻力，改善由于礦粉摻入導致的混凝土拌合物粘聚性高的問題，能使拌合物具有最佳流動性和粘聚性;③粉煤灰等量取代水泥與空白混凝土28d強度相比都偏低，適宜的礦粉摻入后會改善混凝土強度。兩者復合會兼顧早期與后期強度。根據不同的技術需要可以按不同比例進行調整。

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粉煤灰、礦粉復摻混凝土配合比設計特點

混凝土強度等級為C40，混凝土采用泵送方式澆筑，要求施工時應具有良好的勻質性及粘聚性，同時后期具有良好的耐久性。設計坍落度要求(180±20)mm，擴展度(450±30)mm。粉煤灰摻入比例為膠凝材料的40%，礦粉摻入比例為膠凝材料的20%，水泥摻入比例為膠凝材料的40%。

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配合比設計及試驗

根據《普通混凝土配合比設計規程》(JGJ55—2011)，水膠比按下式計算:

本試驗采用粉煤灰摻量為膠凝材料的40%，礦粉摻量為膠凝材料的20%。考慮到復摻對強度的影響，經前期試驗選用基準水膠比0.36。為滿足混凝土和易性，選定水泥混凝土砂率確定為38%。根據基準水膠比上下浮動，進行以下配合比試驗，如表8。

試驗結果。

1)1號配合比混凝土拌合物，測得初始坍落度為200mm，擴展度為460×460mm，容重2430kg/m³，和易性、粘聚性良好，無泌水，含砂量:中，1h坍落度、擴展度無損失，含氣量2.4%。

2)2號配合比混凝土拌合物，測得初始坍落度為195mm，擴展度為470×460mm，容重2430kg/m³，和易性、粘聚性良好，無泌水，含砂量:中，1h坍落度、擴展度無損失，含氣量2.0%。

3)3號配合比混凝土拌合物，測得初始坍落度為190mm，擴展度為450×460mm，容重2420kg/m³，和易性、粘聚性良好，無泌水，含砂量:中，1h坍落度、擴展度無損失，含氣量2.1%。

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試驗結果分析

根據對比試驗可以得出，2號配合比工作性、強度各項指標均滿足要求，施工成本低。加入高效緩凝減水劑有效延長混凝土凝結時間，試驗表明初凝時間可控制在30h左右，能有效降低夏季高溫季節施工風險，確定用于錨碇大體積混凝土的施工。

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施工情況

混凝土拌合物現場入模坍落度控制在(180±20)mm，沒有超過200mm;在澆筑至最后一層30cm時，將混凝土的坍落度降至160～180mm，適量加入聚丙烯粗纖維，可有效防止混凝土產生裂縫。由于施工處于夏季高溫季節，拌合站采用循環冷卻系統對水進行降溫可將拌和用水溫度降到5℃以下，原材料采用搭棚遮陰，對粉料儲存罐進行土工布包裹淋水降溫，混凝土入模溫度控制在28℃以下。

施工現場混凝土澆筑采用整體式水平分層連續澆筑，且多點同時澆筑，以加快施工進度。混凝土澆筑時，由四周往中心布料，布料過程中始終保持承臺周邊混凝土高度略高。加強邊角處振搗，使混凝土均勻分布，以避免膠凝材料漿體發生過長距離流動并堆積在承臺四周而產生較大溫度應力及收縮應力而增大混凝土側面和邊角開裂風險。以30～50cm分層澆筑，振搗均勻，密實。

分層面混凝土澆筑完畢首先覆蓋塑料薄膜或土工布保濕;初凝過后及時進行鑿毛，分塊進行鑿毛作業，對未鑿毛及已經完成鑿毛的分層面保持覆蓋養生。

本工程蓄水養護的養護用水采用冷卻水管出水，養護水與混凝土表面溫差≤15℃;蓄水深度需大于30cm。

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結論

通過粉煤灰、礦粉復合摻配的混凝土，具有良好的工作性，可泵性高。不易離析、泌水。施工易控制，通過施工后觀察無明顯施工裂縫，有適宜的強度和良好的耐久性，適合大體積混凝土施工，可推廣使用，在經濟效益方面，由于粉煤灰、礦粉摻入比例大，極大程度地節約了施工成本，減少了環境污染，具有較好的社會效應。

作者：張曉靜，如涉及作品內容、版權和其它問題，請及時聯系，我們將盡快處理。