低温升抗裂大体积混凝土设计与施工.pptx

1、低温升抗裂大体积混凝土设计低温升抗裂大体积混凝土设计与施工与施工 汇 报 提 纲二一背景背景低温升抗裂大体积混凝土配低温升抗裂大体积混凝土配合比设计与应用合比设计与应用三大体积混凝土的温控措施大体积混凝土的温控措施 我国大体积混凝土施工规范我国大体积混凝土施工规范GB50496-2009中定义：中定义：“实体最小尺寸大于实体最小尺寸大于或等于或等于1m，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土致有害裂缝产生的混凝土”一、研究背景一、研究背景承台承台塔柱实心段塔柱实心段锚碇锚碇封底封底l体积大，钢筋密，一

2、次浇筑量大、时间长。体积大，钢筋密，一次浇筑量大、时间长。大体积混凝土工程一次大体积混凝土工程一次性连续浇注混凝土几百方至几千方，施工时间长，工程条件复杂，施工性连续浇注混凝土几百方至几千方，施工时间长，工程条件复杂，施工工艺要求高工艺要求高,受环境影响大，要求混凝土具有良好的工作性（流动性好，受环境影响大，要求混凝土具有良好的工作性（流动性好，塌落度经时损失小，凝结时间长，不离析、泌水）塌落度经时损失小，凝结时间长，不离析、泌水）.l水化温升高，温度场梯度大，极易产生裂缝。水化温升高，温度场梯度大，极易产生裂缝。大体积混凝土硬化期大体积混凝土硬化期间，由于水泥水化过程释放的水化热所产生的温度

3、变化和混凝土的收缩间，由于水泥水化过程释放的水化热所产生的温度变化和混凝土的收缩共同作用，由此而产生的温度应力和外约束拉应力，往往导致混凝土结共同作用，由此而产生的温度应力和外约束拉应力，往往导致混凝土结构出现有害裂缝。采取合理措施降低水化热，控制混凝土内外温差防止构出现有害裂缝。采取合理措施降低水化热，控制混凝土内外温差防止过大收缩是施工和管理质量控制工作的重点过大收缩是施工和管理质量控制工作的重点.大体积混凝土特点大体积混凝土特点大体积混凝土温度裂缝控制技术措施大体积混凝土温度裂缝控制技术措施大体积混凝土温度应力控制施工控制施工控制相变储能相变储能大体积混凝土大体积混凝土通过降低绝热温升通

4、过降低绝热温升减小减小T T控制温度裂缝的产生控制温度裂缝的产生配合比设计配合比设计外加剂（缓凝）外加剂（缓凝）使用优质矿物掺和料使用优质矿物掺和料优选水泥品种（低、中热）优选水泥品种（低、中热）控制混凝土入仓温度（加冰）控制混凝土入仓温度（加冰）预埋冷却水管、保温（控制温升、温差）预埋冷却水管、保温（控制温升、温差）分层浇筑（控制混凝土浇筑质量）分层浇筑（控制混凝土浇筑质量）温度及应力监测温度及应力监测石蜡相变体系石蜡相变体系膨润土膨润土+癸酸相变集料癸酸相变集料烷酸类相变微胶囊材料烷酸类相变微胶囊材料相变材料造价高 制备工艺复杂 力学性能大幅降低 施工控制不易I级粉煤灰适用于钢筋混凝土，级

5、粉煤灰适用于钢筋混凝土，II粉煤灰主要用于无筋混凝土粉煤灰主要用于无筋混凝土存在的问题存在的问题l根据施工规范（设计规范不统一），水泥用量较高，水化温升高，里表根据施工规范（设计规范不统一），水泥用量较高，水化温升高，里表温差大，产生温度应力导致混凝土开裂；温差大，产生温度应力导致混凝土开裂；粉煤灰不宜大于粉煤灰不宜大于40%，矿粉不宜大于，矿粉不宜大于50%，总掺量不宜大于总掺量不宜大于50%已不适宜工程实际，目前正在修订中华人民共和国行业标准中华人民共和国行业标准 铁建设铁建设2005160号号 铁路混凝土结构耐久性铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定设计暂行规定5 混凝土配合比混凝土配合比5

6、.1 一般规定一般规定5.1.1 C30及以下混凝土的胶凝材料总量不宜高于及以下混凝土的胶凝材料总量不宜高于400 kg/m3，C35C40混凝土不宜高于混凝土不宜高于450 kg/m3，C50及及以上混凝土不宜高于以上混凝土不宜高于500 kg/m3。5.1.2混凝土中宜适量掺加符合技术要求的粉煤灰、混凝土中宜适量掺加符合技术要求的粉煤灰、矿渣粉或硅灰等矿物掺和料。不同矿物掺和料的掺量矿渣粉或硅灰等矿物掺和料。不同矿物掺和料的掺量应根据混凝土的施工环境条件特点、拌和物性能、力应根据混凝土的施工环境条件特点、拌和物性能、力学性能以及耐久性要求通过试验确定。一般情况下，学性能以及耐久性要求通过试

7、验确定。一般情况下，矿物掺和料掺量不宜小于胶凝材料总量的矿物掺和料掺量不宜小于胶凝材料总量的20%。当混。当混凝土中粉煤灰掺量大于凝土中粉煤灰掺量大于30%时，混凝土的水胶比不宜时，混凝土的水胶比不宜大于大于0.45。预应力混凝土以及处于冻融环境中的混凝。预应力混凝土以及处于冻融环境中的混凝土的粉煤灰的掺量不宜大于土的粉煤灰的掺量不宜大于30%。5.1.3混凝土中宜适量掺加能提高混凝土耐久性能的混凝土中宜适量掺加能提高混凝土耐久性能的外加剂，宜选用多功能复合外加剂。外加剂，宜选用多功能复合外加剂。5.1.4当骨料的碱当骨料的碱硅酸反应砂浆棒膨胀率在硅酸反应砂浆棒膨胀率在0.10%0.20%时，

8、混凝土的碱含量应满足表时，混凝土的碱含量应满足表5.1.4的规定；当的规定；当骨料的砂浆棒膨胀率在骨料的砂浆棒膨胀率在0.20%0.30%时，除了混凝土时，除了混凝土的碱含量应满足表的碱含量应满足表5.1.4的规定外，的规定外，中华人民共和国铁道部中华人民共和国铁道部 发布发布矿物掺和料掺量不宜小于矿物掺和料掺量不宜小于胶凝材料总量的胶凝材料总量的20%矿粉矿粉5080%，粉煤灰，粉煤灰2540%，双掺时，双掺时不超过不超过65%，碾压大体积混凝土粉煤灰掺量，碾压大体积混凝土粉煤灰掺量70%矿粉、粉煤灰、硅灰共计矿粉、粉煤灰、硅灰共计50%70%，硅灰含量不超过硅灰含量不超过5%l混凝土浇注后

9、的保温和降温技术没有很好掌握混凝土浇注后的保温和降温技术没有很好掌握，通常采用预埋冷却水管通，通常采用预埋冷却水管通水来降低大体积混凝土的升温峰值，减小内表温差，进行温控。但是这种方水来降低大体积混凝土的升温峰值，减小内表温差，进行温控。但是这种方式在实际施工中控制不当（温峰后降温速率过快）也会产生温度裂缝降低耐式在实际施工中控制不当（温峰后降温速率过快）也会产生温度裂缝降低耐久性能；久性能；l冷却水管存在压浆不实的问题，冷却水管存在压浆不实的问题，水、有害离子的渗入，导致冷却水管锈蚀，水、有害离子的渗入，导致冷却水管锈蚀，影响桥梁结构安全性，冷却水管用量较大，增大工程成本；影响桥梁结构安全性

10、，冷却水管用量较大，增大工程成本；l 封底混凝土封底混凝土工作性能不良，遇水易分散，导致导管布置间距大，混凝土不工作性能不良，遇水易分散，导致导管布置间距大，混凝土不密实，引起混凝土渗水。密实，引起混凝土渗水。l 索塔部位实心段大体积混凝土索塔部位实心段大体积混凝土超高、超远距离泵送且标号较高（超高、超远距离泵送且标号较高（C50C50）、）、水化温升比较高易造成内外温差较大、自收缩比较大、易开裂；混凝土养护水化温升比较高易造成内外温差较大、自收缩比较大、易开裂；混凝土养护不到位，脱模时间过早，造成大体积混凝土表面出现微裂纹；不到位，脱模时间过早，造成大体积混凝土表面出现微裂纹；降温速率过大导

11、致降温速率过大导致承台产生裂缝承台产生裂缝胶凝材料过高、脱模时间胶凝材料过高、脱模时间过早导致塔柱产生裂缝过早导致塔柱产生裂缝大体积混凝土裂缝控制技术大体积混凝土裂缝控制技术低温升抗裂大体积混凝土配合比低温升抗裂大体积混凝土配合比设计设计（材料设计）（材料设计）通过开发新材料、配合比优化设通过开发新材料、配合比优化设计，降低水化升温和收缩，提高计，降低水化升温和收缩，提高混凝土的抗拉强度混凝土的抗拉强度内部内部-低温升抗裂大体积混凝土低温升抗裂大体积混凝土边部边部-高抗渗、抗拉强度混凝土高抗渗、抗拉强度混凝土 减小减小T T提高混凝土提高混凝土降低降低增强大体积结构增强大体积结构抗裂和耐久性能

12、抗裂和耐久性能大体积混凝土梯度抗裂结大体积混凝土梯度抗裂结构设计构设计（结构设计）（结构设计）解决技术方法解决技术方法 混凝土裂缝驱动力影响因素与开裂敏感性的评价方法混凝土裂缝驱动力影响因素与开裂敏感性的评价方法最大幅度减少胶凝材料用量，抑制水化升温的同时，兼顾混凝土最大幅度减少胶凝材料用量，抑制水化升温的同时，兼顾混凝土力学性能和耐久性能力学性能和耐久性能二、低温升抗裂大体积混凝土配合比设计与应用二、低温升抗裂大体积混凝土配合比设计与应用混凝土密实骨混凝土密实骨架设计原理架设计原理超分散减缩剂超分散减缩剂胶凝材料体系优化胶凝材料体系优化低温升、抗裂、耐蚀大体低温升、抗裂、耐蚀大体积混凝土设计

13、方法积混凝土设计方法（1 1）密实骨架堆积设计）密实骨架堆积设计（2 2）高掺矿物掺合料胶凝体系的优化设计）高掺矿物掺合料胶凝体系的优化设计（3 3）充分分散水泥颗粒，提高其胶结性能，）充分分散水泥颗粒，提高其胶结性能，降低水泥和矿物掺合料用量降低水泥和矿物掺合料用量降低温升、降低收缩降低温升、降低收缩提高混凝土工作性能（匀质性），减少浮浆提高混凝土工作性能（匀质性），减少浮浆减小水化峰值减小水化峰值延迟水化峰值出现时间延迟水化峰值出现时间侵蚀性离子传输抑制剂侵蚀性离子传输抑制剂海工大体积混凝土海工大体积混凝土水化温升抑制剂水化温升抑制剂黏度调节组分黏度调节组分 原理原理 粉粉煤煤灰灰填填充充

14、砂砂之之间间的的空空隙隙，碎碎石石空空隙隙由由粉粉煤煤灰灰和和砂砂组组成成的的密密实实堆堆积积体体填填充充，水水泥泥起起胶胶结结作作用用，形形成成密密实实堆堆积积体体，实实现现满满足足力力学学性性能能和和抗抗渗渗性性能能要求下的低水泥用量混凝土设计。要求下的低水泥用量混凝土设计。2.12.1低温升抗裂大体积混凝土初始配合比设计（密实骨架堆积法）低温升抗裂大体积混凝土初始配合比设计（密实骨架堆积法）方法方法 粉粉煤煤灰灰等等矿矿物物掺掺合合料料的的密密度度和和细细度度均均比比砂砂小小，从从材材料料堆堆积积理理论论上上讲讲，密密度度小小的的材材料料填填充充密密度度大大的的材材料料，其其曲曲线线会会

15、表表现现为为具具有有峰峰值值的的抛抛物物线线形形式式。按按四四分分法法取取料料，进进行行最最大大容容重重测测定定，将将实实验验数数据据通通过过曲曲线线拟拟合合得得出出致致密密堆堆积积系系数数、，获获得得最最大大堆积密度堆积密度UwUw。密密实实堆堆积积设设计计是是通通过过矿矿物物掺掺和和料料填填充充细细集集料料空空隙隙、矿矿物物掺掺和和料料和和细细集集料料的的混混合合物物填填充充粗粗集集料料之之间间的的空空隙隙来来实实现现最最小小空空隙隙率率V Vv v，再再利利用用V Vv v控控制制混混凝凝土土中中的的水水泥泥浆浆体体用用量量V Vp p，从从而而达达到到减减少少混混凝凝土土中中水水泥泥用

16、用量量和和单单位位用用水水量量。浆浆量量V Vp p与与空空隙隙V Vv v 、集集料料表表面面积积s s（含含粉粉煤煤灰灰）和和浆浆量量厚厚度度t t之之间间的的关关系系为为：V Vp p=V Vv v+st=NV+st=NVv v ，依依据据强强度度和和耐耐久久性性要要求求设设定定水水胶胶比比，借借鉴鉴普普通通混混凝凝土土的的水水胶胶比比取取值值，C30C30混混凝凝土土的的水水胶胶比比可可在在0.360.360.400.40之之间间选选取取，C40C40混混凝凝土土的的水水胶胶比比在在0.320.360.320.36之之间间选选取取，C50C50混混凝凝土土的的水水胶比在胶比在0.280

17、.320.280.32之间选取；最后再求出拌和水量。之间选取；最后再求出拌和水量。1)确定粉煤灰填充砂的比例确定粉煤灰填充砂的比例2)以以比例的细集料比例的细集料(含粉煤灰与砂含粉煤灰与砂)填充粗集料得最大堆积因子填充粗集料得最大堆积因子3)由此得出最大单位重为由此得出最大单位重为Uw，(其中其中wf、ws、wa分别表示粉煤灰、砂、分别表示粉煤灰、砂、石子的单位重量；不同级配的粗、细骨料对应不同的石子的单位重量；不同级配的粗、细骨料对应不同的、）4)最大单位质量中的粗集料质量：最大单位质量中的粗集料质量：；5)最大单位重中的砂的重：最大单位重中的砂的重：6)最大单位重中的粉煤灰重：最大单位重中

18、的粉煤灰重：7)最小空隙率：最小空隙率：配合比计算步骤配合比计算步骤8)混凝土中所需填塞和润滑的水泥浆量：式中：N水泥浆量的放大倍数；s为骨料表面积；t为包裹于骨料表面的润浆厚度。9)骨料的用量：10)由于水泥浆量需要放大，则集料质量作如下调整：注：ws为调整后砂的质量，wa调整后粗骨料的质量，wf为调整后粉煤灰的质量，WC、WW 分别为水泥、水的质量，为水胶比。以以合合江江一一桥桥C30大大体体积积拱拱座座混混凝凝土土、合合江江二二桥桥塔塔座座C40实实心心段段混混凝凝土土、塔塔实实心心段段C50混混凝凝土土为为例例。该该工工程程的的相相关关原原材材料料物物理理性性能参数如下：能参数如下：水

19、泥：重庆腾辉水泥：重庆腾辉PO42.5水泥，表观密度水泥，表观密度3100kg/m3；粉粉煤煤灰灰：重重庆庆华华珞珞级级粉粉煤煤灰灰，表表观观密密度度为为2250 kg/m3，级级粉煤灰，表观密度粉煤灰，表观密度2200 kg/m3；砂：合江当地的河砂，表观密度为砂：合江当地的河砂，表观密度为2760 kg/m3；卵石：合江当地的卵石碎石，表观密度为卵石：合江当地的卵石碎石，表观密度为2700kg/m3。密实骨架堆积法设计法算例密实骨架堆积法设计法算例 实实际际施施工工配配合合比比在在密密实实骨骨架架堆堆积积法法设设计计确确定定的的配配合合比比基基础础上上进进行行了了微微调调，也也能能满满足足

20、普普通通混混凝凝土土配配合合比比设设计计规规程程JGJ55-2000JGJ55-2000，确确定定混混凝凝土土的的实实际际施施工配合比及性能如下表：工配合比及性能如下表：强度强度等级等级水泥水泥(kg/m3)粉煤灰粉煤灰(kg/m3)砂砂(kg/m3)碎石碎石(kg/m3)水水(kg/m3)减水剂减水剂(kg/m3)坍落度坍落度(cm)抗压强度抗压强度(MPa)7d28dC3022515079211301453.382128.040.1C4024018077411151403.802040.854.0C5030015175411211384.702145.362.7 通过对现场混凝土的温度监控

21、，测得的通过对现场混凝土的温度监控，测得的C30大体积塔座混凝土实际温升大体积塔座混凝土实际温升为为29，C40承台大体积混凝土绝热温升为承台大体积混凝土绝热温升为32，在不通冷却水管的情况下，在不通冷却水管的情况下，混凝土内外温差均小于混凝土内外温差均小于25。实际施工配合比及性能实际施工配合比及性能合江一桥拱座、二桥承台和塔实心段混凝土施工配合比合江一桥拱座、二桥承台和塔实心段混凝土施工配合比(kg/m3)合江二桥2号墩承台长37.620.16米，一次性浇注C40混凝土。入模温度为28摄氏度，最高温度为61.8，内外最大温差23.5。90天强度达到63MPa，PH值12.6。合江二桥塔柱实

22、心段26.514.73米，一次性浇注。入模温度为30，最高温度为58.9，内外最大温差19.7。合江一桥拱座合江一桥拱座C30大体积混大体积混凝土，总方量为凝土，总方量为11000方，方，28天天强度强度3841MPa，90天强度天强度5357MPa，新拌混凝土，新拌混凝土PH值值12.4。入模温度。入模温度25，混凝土，混凝土最高温度最高温度5355，内外温差，内外温差19，未出现裂缝。，未出现裂缝。以以有有机机硅硅氧氧烷烷基基团团与与聚聚醚醚基基团团进进行行修修饰饰，优优化化氨氨基基甲甲酸酸酯酯嵌嵌段段共共聚聚物物结结构构，制制备备出出具具有有减减缩缩与与增增韧韧作作用用的的外外加加剂剂，

23、探探明明了了以以网网络络状状骨骨架架结结构为特征的减缩增韧机理。构为特征的减缩增韧机理。_ _ _ _ _ _ _ _ _ _Side chainSide chainLong side chain Long side chain 较低的掺量、分散、减缩、增韧较低的掺量、分散、减缩、增韧 聚合物网络骨架结构聚合物网络骨架结构 2.2 减缩增韧剂的开发减缩增韧剂的开发编号水泥粉煤灰水粗集料细集料减水剂减水剂：减缩增韧剂130015015410537631.2%230015015410537631.4%1:1330015015410537631.4%1:2430015015410537631.4%1

24、:328d28d抗拉强度抗拉强度混凝土自收缩率混凝土自收缩率减缩增韧剂对单掺粉煤灰减缩增韧剂对单掺粉煤灰C50C50大体积混凝土性能的影响大体积混凝土性能的影响低温升抗裂混凝土与普通混凝土收缩对比结果低温升抗裂混凝土与普通混凝土收缩对比结果标号水水泥粉煤灰矿粉砂石减水剂C30（抗裂）1429614014079510554.8（减缩增韧型减缩增韧型减水剂减水剂）C30（普通）158290100/79510553.8（聚羧酸（聚羧酸）C40（抗裂）14514014013079510555.1（减缩增韧减缩增韧型减水剂型减水剂）C40（普通）15533080/77010704.8（聚羧酸（聚羧酸）C

25、50（抗裂）15022013011077010506.28（减缩增韧减缩增韧型减水剂型减水剂）C50（普通）15040080/75010705.8（聚羧酸（聚羧酸）标号标号3d*10-67d*10-628d*10-660d*10-6180d*10-6C30（抗裂）（抗裂）59113174203246C30（普通）（普通）101168231304382C40（抗裂）（抗裂）75129203233286C40（普通）（普通）112188262322412C50（抗裂）（抗裂）88143230263319C50（普通）（普通）128204299346458单掺粉煤灰的大体积混凝土配合比（单掺粉煤灰的

26、大体积混凝土配合比（kg/m3）复掺粉煤灰和矿粉的大体积混凝土的性能复掺粉煤灰和矿粉的大体积混凝土的性能标号标号坍落度坍落度（mm）抗压强度（抗压强度（MPa）收缩（收缩（10-6）0h1h3d7d28d3d7d28dC3022020018.829.540.890168231C4022020022.538.951.1112188262C5021019529.646.659.3128204299标号标号水水水泥水泥粉煤灰粉煤灰砂砂石石减水剂减水剂（减缩增韧减缩增韧型减水剂型减水剂）C3014222015579510554.8C4014524017078010605.2C5014228018077

27、010506.3 2.3 单掺粉煤灰低温升、低收缩抗裂大体积混凝土单掺粉煤灰低温升、低收缩抗裂大体积混凝土粉煤灰掺量对粉煤灰掺量对C40混凝土力学性能和耐久性能的影响混凝土力学性能和耐久性能的影响编号胶凝材料用量（kg/m3）FA掺量(%)水胶比抗压强度（MPa）28d碳化深度(mm)氯离子渗透系数(*10-12m2/s)28d60d90d360d28d90d1400400.3454.260.665.174.45.13.91.92400400.3750.756.960.3726.94.32.03400400.4043.548.953.262.79.25.03.84400500.3450.655

28、.761.372.85.54.11.85400500.3745.351.858.269.07.34.42.36400500.4038.844.549.758.810.26.14.07400600.3438.543.949.159.29.65.64.08400600.3737.141.745.956.512.86.04.19400600.4032.437.639.748.915.47.46.7合江二桥合江二桥 合江二桥2号墩承台长37.620.16米，一次性浇注C40混凝土。入模温度为28，在取消冷却水管情况下内部最高温度为61.8，内外最大温差23.5；塔柱实心段26.514.73米，一次性浇

29、注。入模温度为30，内部最高温度为58.9，内外最大温差19.7。施工完毕后均未见温度裂缝的产生，施工效果优良。强度强度等级等级水泥水泥(kg/m3)粉煤灰粉煤灰(kg/m3)砂砂(kg/m3)碎石碎石(kg/m3)水水(kg/m3)减水剂减水剂(kg/m3)坍落度坍落度(cm)抗压强度抗压强度(MPa)7d28dC4024018077411151403.802040.854.0水灰比各材料用量（kg/m3）坍落度抗压强度（MPa,d）水水泥砂碎石粉煤灰728900.45173231759114016520031.743.256C30承台混凝土配合比 在承台混凝土浇筑和养护过程中，采用优化后的

30、混凝土以及合理的温控措施，所控的承台施工质量良好，混凝土断面最高温度55，最大内表温差均小于25，温控效果良好，没有产生温度裂缝。中铁十二局天兴洲大桥标段桥墩承台主要有三种尺寸类型，分别为:029-045、067-070墩承台平面尺寸为21m10.8m,高3.5m,046-049承台平面尺寸为21m11.6m,高4m,050061墩承台平面尺寸为23.1m15.3m,高5m,均属于大体积混凝土。氯离子扩散系数1.810-12m2/s雅西高速公路雅西高速公路 雅西高速公路:例如黑石沟大桥2号承台，腊八斤10号、11号承台，承台尺寸为：长24.5m，宽20.5m，高5m，采用该技术方案，取消冷却水

31、管，承台大体积混凝土内部最高温升48.9，入模温度25，工程应用效果良好，混凝土未产生温度裂缝和收缩裂缝。水水水泥水泥级粉级粉煤灰煤灰砂砂石石减水剂（减水剂（kg/m3）坍落度坍落度cm抗压强度抗压强度MPa凝结凝结时间时间h氯离子氯离子扩散系数扩散系数聚羧酸系聚羧酸系0h1h7d28d90d初凝初凝15022017079610993.52018234161211.310-12 阳逻长江大桥北锚块，长70.5m，宽54.0m，高46.0m，混凝土强度等级分别为C30，属大体积混凝土结构物，混凝土方量为80418.4m3。水水(kg/m3)P.S 32.5水泥水泥(矿渣矿渣含量含量60%,kg/

32、m3)粉煤灰粉煤灰(kg/m3)砂砂(kg/m3)石石(kg/m3)减水剂减水剂(kg/m3)坍落度坍落度(cm)84d氯离子氯离子扩散系数扩散系数0h2h17027015072810959.021.5172.4510-12 混凝土断面最高温度53，最大内表温差均小于25，温控效果良好，没有产生温度裂缝。2003年施工，2014年检测碳化深度 4.5mm。高活性补偿收缩矿物掺合料高活性补偿收缩矿物掺合料RA研发了由研发了由钢渣、矿渣和石膏钢渣、矿渣和石膏混合而成混合而成的具有高活性和补偿收缩功能的干粉的具有高活性和补偿收缩功能的干粉状高活性补偿收缩矿物掺合料状高活性补偿收缩矿物掺合料(RA)，

33、该体系中三种成分相互作用、协调发该体系中三种成分相互作用、协调发展，利用石膏的早期反应生成钙钒石，展，利用石膏的早期反应生成钙钒石，提供强度和发挥其补偿收缩功能，钢提供强度和发挥其补偿收缩功能，钢渣中的渣中的f-CaO、f-MgO中后期水化生中后期水化生成成Ca(OH)2、Mg（OH）2体积膨胀，体积膨胀，补偿混凝土的收缩。同时，体系中的补偿混凝土的收缩。同时，体系中的磨细高炉矿渣粉、钢渣粉与水泥匹配磨细高炉矿渣粉、钢渣粉与水泥匹配发挥其高活性，使得该矿物掺合料既发挥其高活性，使得该矿物掺合料既具有高活性也具有持续膨胀补偿收缩具有高活性也具有持续膨胀补偿收缩的功能。的功能。32 2.4补偿收缩

34、低温升抗裂大体积混凝土补偿收缩低温升抗裂大体积混凝土33编号编号水泥水泥kg/m3粉煤灰粉煤灰kg/m3RAkg/m3抗压强度抗压强度/MPa膨胀率膨胀率10-428d84d氯离子氯离子扩散系数扩散系数/m2/s28d碳碳化深度化深度/mm抗裂抗裂等级等级28d90dC3010015013040.451.40.51.03.510-126.0IVC4014014012051.560.10.30.82.310-124.5IVC5020013012059.766.8-0.30.51.310-123.0IV表1 高活性补偿收缩矿物掺合料制备的混凝土性能混凝土强度等级混凝土强度等级C30C40C50最高

35、温度（取消冷却水管，最高温度（取消冷却水管，）505557636570水化温升（水化温升（）202527333540表2 采用高活性补偿收缩矿物掺合料制备的混凝土的最高温度和水化温升()注：入模温度30 高活性补偿收缩矿物高活性补偿收缩矿物掺合料在武汉中北路跨掺合料在武汉中北路跨楚河桥的应用楚河桥的应用各组分用量（kg/m3）坍落度（cm）抗压强度（MPa）水水泥粉煤灰RA砂石减水剂0h1h7d28d14514014012078511004.822.019.535.455.3入模温度为入模温度为17，混凝土最高温度，混凝土最高温度43.2，最大内表温差均小于，最大内表温差均小于21，取消冷却水

36、管，取消冷却水管，加强保温加强保温，没有产生温度裂缝。，没有产生温度裂缝。桥台长约桥台长约66.80m，宽约，宽约7.70m，高约，高约3.20m。取消冷却水管。取消冷却水管高活性补偿收缩矿物高活性补偿收缩矿物掺合料在武汉东一路路掺合料在武汉东一路路跨楚河桥的应用跨楚河桥的应用各组分用量（kg/m3）坍落度（cm）抗压强度（MPa）水水泥粉煤灰RA砂石减水剂0h1h7d28d14514014012078511004.822.019.535.455.3入模温度为入模温度为25，混凝土内部最高温度小于混凝土内部最高温度小于56.5，内表最大温差小于，内表最大温差小于22.6，取取消冷却水管，加强保

37、温消冷却水管，加强保温，没有产生温度裂缝。，没有产生温度裂缝。桥台长约桥台长约42.00m，宽约，宽约10.20m，高约，高约4.00m，混凝土浇筑方量约为，混凝土浇筑方量约为1713.60m3复掺粉煤灰和矿粉的大体积混凝土配合比（kg/m3）复掺粉煤灰和矿粉的大体积混凝土的性能标号标号坍落度坍落度（mm）抗压强度（抗压强度（MPa）收缩（收缩（10-6）0h1h3d7d28d3d7d28dC3022020019.832.545.8101168231C4022020023.537.952.1112188262C5021019529.647.665.3128204299标号标号水水水泥水泥粉煤灰

38、粉煤灰矿粉矿粉砂砂石石减水剂减水剂C301429614014079510553.8C4014514014013078010604.73C5015022013011077010505.282.5复掺矿粉和粉煤灰低温升低收缩抗裂大体积混凝土复掺矿粉和粉煤灰低温升低收缩抗裂大体积混凝土虎门二桥底板虎门二桥底板C30C30大体积混凝土配合比大体积混凝土配合比(Kg/m(Kg/m3 3)强度强度等级等级各组分用量（各组分用量（kg/m3）水泥水泥粉煤灰粉煤灰矿粉矿粉砂砂碎石碎石水水减水剂减水剂C301501309075410861403.7底板底板C30C30大体积混凝土性能大体积混凝土性能工作性能工作

39、性能初凝时间初凝时间/h抗压强度抗压强度（MPa）劈裂抗拉强度劈裂抗拉强度（MPa）坍落度（坍落度（mm）扩展度（扩展度（mm）257d28d3d7d28d20055032.1451.32.13.0直径90m，厚6m，分两次浇筑，单次浇筑19075.5m3强度强度等级等级各组分用量（各组分用量（kg/m3）坍落度坍落度（cm）抗压强度抗压强度(MPa)水水水泥水泥粉煤灰粉煤灰矿粉矿粉砂砂石石减水剂减水剂0h1h7d28d90dC3515415017012077010863.9619.51831.649.359.1 赣州赣江公路大桥，全长1073米，主跨为408米地锚式悬索桥，引桥为连续梁桥。该

40、桥东、西两岸承台各自分上下游两部分，承台单个尺寸直径为19.5m，高为5m，属大体积混凝土结构。采用C35大体积混凝土，施工完毕后均未见温度裂缝的产生，施工效果优良。赣州赣江大桥承台赣州赣江大桥承台赣州赣江大桥锚锭赣州赣江大桥锚锭 锚块混凝土为锚块混凝土为C30C30强度等级强度等级,总计总计46700m46700m3 3。强度强度等级等级各组分用量（各组分用量（kg/m3）坍落度坍落度（mm）抗压强度抗压强度(MPa)水水水泥水泥粉煤灰粉煤灰矿粉矿粉砂砂石石减水剂减水剂0h1h7d28d 90dC3015012015014079010903.5718516527.743.063.2 C30

41、混凝土内部最高温度5560（入模温度3235），最大内表温差均小于18，在取消冷却水管条件下,没有产生温度裂缝,仅冷却水管就节约100多万元.西藏通麦特大桥西藏通麦特大桥 通通麦麦特特大大桥桥为为单单塔塔单单跨跨钢钢桁桁架架悬悬索索桥桥，主主跨跨256256米米，索索塔塔为为门门式式构构造造,塔塔高高59.559.5米米，锚锚碇碇采采用用重重力力式式锚。锚。在在取取消消冷冷却却水水管管的的情情况况下下，各各部部位位混混凝凝土土的的抗抗拉拉强强度度均均大大于于同同龄龄期期降降温温时时产产生生的的拉拉应应力力，具具有有较较高高的的抗抗裂裂安安全全系系数数，施施工工质质量量良良好好，温温控控效效果果

42、良良好好，没有产生温度裂缝。没有产生温度裂缝。港珠澳大桥港珠澳大桥 港港珠珠澳澳大大桥桥承承台台为为六六边边形形，边边缘缘顺顺桥桥向向宽宽为为12.2m12.2m，中中心心顺顺桥桥向向宽宽为为12m12m，横横桥桥向向宽宽16m16m，高高5m5m，采采用用C45C45低低温温升升抗抗裂裂混混凝凝土土；帽帽梁梁C50C50低低温温升升抗抗裂裂混混凝凝土土，属属于于海海工工大大体体积混凝土。积混凝土。均均采采用用一一次次性性浇浇注注,未产生温度裂缝。未产生温度裂缝。承台，直径承台，直径40.6m，厚，厚6m，C30塔座下部塔座下部30*26m，上部，上部25*21m 厚厚2.5m，C40塔柱下部

43、实心段塔柱下部实心段24*18m，厚，厚9m，C50塔，中部实心段塔，中部实心段19*18m,10.7厚厚,C50嘉绍斜拉桥，塔高嘉绍斜拉桥，塔高173m嘉绍大桥嘉绍大桥 嘉绍大桥大体积混凝土推荐配合比（kg/m3）嘉绍大桥大体积混凝土的性能标号标号坍落度坍落度（mm）抗压强度（抗压强度（MPa）28d碳化深碳化深度度(mm)抗冻抗冻等级等级84d氯离子渗透系数氯离子渗透系数（10-12m2/s）0h1h7d28d90dC3022020032.545.857.35.0F3002.0C4022020037.952.164.83.5F3001.5C5021019547.665.373.92.0F3

44、001.0标号标号水水水泥水泥粉煤灰粉煤灰矿粉矿粉砂砂石石减缩增韧减缩增韧型减水剂型减水剂C301429615015079510554.8C4014514014014078010605.73C5015023013012077010506.28主墩承台及桩基础平面图主墩承台及桩基础平面图 主墩承台布置立面图主墩承台布置立面图 大榭二桥主墩基础位于水中，单墩基大榭二桥主墩基础位于水中，单墩基础采用础采用22根根3.0m2.5m钻孔灌注桩，钻孔灌注桩，桩基呈梅花形布置。从减少承台阻水桩基呈梅花形布置。从减少承台阻水面积及利于通航的角度考虑，承台与面积及利于通航的角度考虑，承台与主塔按斜交主塔按斜交1

45、0布置，承台两端采用圆布置，承台两端采用圆端型。承台宽端型。承台宽26.4m、长、长38.22m、厚、厚5.0m，封底混凝土厚，封底混凝土厚1.5m。宁波大榭二桥宁波大榭二桥编号水kg/m3水泥kg/m3粉煤灰kg/m3矿粉kg/m3砂kg/m3石kg/m3减水减缩增韧剂kg/m3初凝时间h坍落度(cm)抗压强度（MPa）0h1h7d 28d113213517513080510008.817221838.5 50.3213615517511080510008.817221944.256.5配合比设计配合比设计项目抗裂等级抗冻标号抗蚀系数 84d Cl扩散系数1012m2/s性能VF30098.

46、5%1.4性能指标性能指标温度效应对比分析温度效应对比分析层号层号不通水不通水通水通水最高温度最高温度最大温差最大温差最高温度最高温度最大温差最大温差第一层第一层53.622.547.720.3第二层第二层55.723.950.920.9春季施工，入模温度25，由分析结果可知，通冷却水后第一层的最高温升降低了5.9，最大温差降低了2.2；第二层的最高温升降低了4.8，最大温差降低了3.0。而取消冷却水管施工仍满足大体积混凝土施工规范中规定温差不宜大于25，浇筑体表面与大气温差满不宜大于20的要求。出于经济及施工进度等相关考虑，因此决定取消冷却水管施工。大大榭榭二二桥桥标标，承承台台长长38.2

47、2m、宽宽26.4m、厚厚5.0m，属属大大体体积积混混凝凝土土结结构构。根根据据本本工工程程承承台台大大体体积积混混凝凝土土结结构构的的特特点点，综综合合采采用用低低温温升升抗抗裂裂大大体体积积混混凝凝土土的的配配合合比比设设计计方方法法和和分分层层浇浇筑筑的的施施工工方方法法，降降低低大大体体积积混混凝凝土土结结构构内内部部升升温温，达达到到取取消消冷冷却却水水管管，抑抑制制桥桥台台混混凝凝土土结结构构温温度度裂裂缝缝产生的目的。产生的目的。在在未进行预埋冷却水管施工未进行预埋冷却水管施工的情况下，第一层（的情况下，第一层（1.5m）混凝土最高）混凝土最高温度为温度为44.6，最大内外温差

48、为，最大内外温差为18.5；第二层；第二层（3.5m）混凝土最高混凝土最高温度为温度为53.3，最大内外温差为，最大内外温差为21.1。施工完毕后均未见温度裂缝。施工完毕后均未见温度裂缝的产生，施工效果优良。的产生，施工效果优良。水化温升抑制剂水化温升抑制剂：是将玉米淀粉热解后，加入中温-淀粉酶在一定温度下水解玉米淀粉，同时加入一定体积分数的乙醇（除小分子糖）。水化温升抑制剂可有效抑制水泥加速期水化速率。降低水化放热速率峰 值 50%以上，可有效调控早龄期的水化放热进程。水化温升抑制剂对水化放热的影响水化温升抑制剂对水化放热的影响超分散减缩型减水剂超分散减缩型减水剂：超分散组分为一种小分子表面

49、活性物质，掺入混凝土中，能通过改变水泥颗粒的固-液表面张力、分子之间的静电斥力，使原来相互黏结的水泥颗粒充分分散，相互保持独立状态，提高水泥的水化程度，增强水泥的胶结性能，同时引入具有减缩功能的聚醚基团，减少混凝土收缩。2.6 超分散减缩型减水剂、水化温升抑制剂超分散减缩型减水剂、水化温升抑制剂的开发的开发提高水泥分散程度、胶结性能、降低提高水泥分散程度、胶结性能、降低胶凝材料的用量及水胶比胶凝材料的用量及水胶比密实骨架密实骨架堆积原理堆积原理编号编号水泥水泥粉煤灰粉煤灰矿粉矿粉砂砂碎石碎石水水减水剂减水剂普通普通2501009073110821676(聚羧酸聚羧酸)低温升低温升1401401

50、2075110501435（4.4Kg超分散减缩型超分散减缩型+0.6Kg水化温升抑制剂）水化温升抑制剂）嘉鱼长江大桥低温升抗裂嘉鱼长江大桥低温升抗裂C40大体积混凝土配合比大体积混凝土配合比(Kg/m3)水化温升抑制剂水化温升抑制剂大体积混凝土的性能大体积混凝土的性能 超分散减缩型减水剂超分散减缩型减水剂降低混凝土温升和收缩，提高抗裂性能降低混凝土温升和收缩，提高抗裂性能编号编号坍落度坍落度（mm）扩展度扩展度（mm）抗压强度（抗压强度（MPa）28d电通量（电通量（C）绝热温升绝热温升7d28d普通普通20556044.455.5116050.5低温升低温升20051039.651.318