贺伦兵
（重庆建工建材物流有限公司 重庆401122）
摘要：为了解决超长基础底板混凝土结构的温度收缩和自收缩问题，降低结构开裂风险。本文主要研究了超长结构工程用高性能混凝土的制备技术：（1）掺加混凝土高效抗裂剂（复合CaO膨胀剂和水化热调控材料）；（2）双掺减缩型聚羧酸外加剂与大掺量优质粉煤灰。并用于大体积底板工程，应用效果良好。对提升超长结构高性能混凝土技术具有重要意义，也为超长结构工程施工提供参考。
关键词：超长结构；高性能；补偿收缩；温度控制
0引言
近年来，工程建设逐渐朝着大型化、综合化、复杂化方向发展，为了建筑安全，建筑物基础底板尺寸均比上部结构平面尺寸大的多，于是出现了一些超长混凝土结构，其特点是单次混凝土浇筑量大，耐久性要求高。
受大截面、大体量、结构形式及施工工艺的影响，超长结构高性能混凝土早期水化产生的水化热不能及时散出，进而导致混凝土出现较高的温升，温度收缩是实际工程中超长结构高性能混凝土产生早期危害性裂缝的关键原因。因此，对于超长结构高性能混凝土而言，单纯使用膨胀剂来补偿混凝土的收缩，效果有限，基于温度控制、减小收缩和补偿收缩的三重抗裂技术应运而生。
1工程概况及目标混凝土要求
重庆江北机场新建综合交通枢纽工程包括24.2万㎡的停车楼及地面交通枢纽、6.2万㎡城铁机场站、2.6万㎡轨道10号线机场T3A航站楼站、1万㎡轨道交通换乘大厅以及员工值班用房和食堂。其中停车楼及地面交通枢纽工程层数为地上三层地下两层（。一、二工区（交建）大体积基础底板长150m，宽43m，浇筑面积约645m2，混凝土厚度达1.5m，混凝土量约11000m3。
设计使用年限为100年，要确保工程质量达到国家现行有关施工质量验收规范及设计要求，一次性验收合格。目标混凝土性能指标要求如下：
工作性能：坍落度180～230mm；凝结时间20～24h；
力学性能：强度等级为C40；
变形性能：水中14d的底板与顶板限制膨胀率应大于2.5×10-4；同条件养护条件下混凝土28d收缩率应小于3×10-4；混凝土弹性模量宜控制在规范规定值（C40为3.25×104N/mm2）的0.9~1.1倍之间；
耐久性能：最大水胶比应小于0.45；最大氯离子含量应小于0.06%；最大碱含量应小于3.0 kg/m3；混凝土抗渗等级不小于P10。
2高性能混凝土制备技术
（1）使用混凝土（温控、防渗）高效抗裂剂
CaO类高效膨胀剂相比于传统的钙矾石类膨胀剂，对外界环境湿度要求低，水化需水量小，有效膨胀量大，更适用于以用水量低、结构致密为显著特点的高性能混凝土的要求，可以补偿混凝土温度变形，却不能调控温度变形，且由于自身具有很强的温度敏感性，尚不能完全解决高性能混凝土的早期裂缝问题。
水化热调控材料从水化进程干预的角度，一方面调控水泥水化放热速率，延长水化放热过程，充分利用结构的散热条件，削弱温峰和温降过程，降低温度开裂风险；另一方面进一步调控膨胀剂膨胀速率，为建立有效膨胀和预压应力的储存赢得时间，使得膨胀剂的补偿收缩能力在高性能混凝土结构中得以真正发挥。
（2）双掺减缩型聚羧酸外加剂与大掺量优质粉煤灰
减缩型聚羧酸外加剂既具有较高的减水率又具有减少硬化混凝土干燥收缩的效果，作用机理还不十分清楚。目前，对减缩型聚羧酸外加剂减缩机理的研究中，大部分的结论是其具有低的表面张力和较强的吸附能力，除此之外，它对混凝土孔隙结构的改变也直接影响混凝土的收缩性能。
粉煤灰作为矿物掺合料与聚羧酸高性能减水剂复合应用于混凝土中，可以明显改善混凝土的性能，特别体现在降低水化热、提高混凝土后期强度、改善新拌混凝土的工作性及混凝土耐久性方面。
3原材料选择
原材料应满足混凝土性能以及相关设计文件、标准、规范等要求，该工程所用具体原材料如下：
（1）水泥。
宜选用强度等级不低于42.5的普通硅酸盐水泥，其质量必须符合《通用硅酸盐水泥》GB175的要求；
（2）细骨料。应满足《耐久性普通混凝土用砂质量标准及检验方法》IG152 和《建筑用砂》GB/T14684的规定，细度模数宜为2.5～2.9；
（3）粗骨料。不得使用碱活性粗骨料，要求使用碎石，品质符合《建筑用卵石、碎石》GB/T14685，要求级配良好，最大粒径不得大于25mm；
（4）外加剂。应符合《混凝土外加剂》GB8076及《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119相关规定；
（5）粉煤灰。可掺加二级以上粉煤灰，应符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T 1596的规定。
4配合比确定
在确定目标混凝土为强度等级C40，抗渗等级P10补偿收缩混凝土，在原材料质量稳定的基础上，进行大量选择性试验，找出各类原材料的最佳配合比如下：
P·O42.5R水泥254kg/m3、细骨料783kg/m3、粗骨料1082kg/m3、一级粉煤灰92kg/m3、混凝土高效抗裂剂38kg/m3、水152kg/m3、高性能聚羧酸减水剂7.49kg/m3；
混凝土性能如下：
坍落度210mm、扩展度530mm、7d抗压强度33.1MPa、28d抗压强度48.5MPa、最大绝热温升49.6℃、水中14d限制膨胀率0.032%、坑神等级P12。
5大体积底板保温措施
（1）底板温度计算
根据现有配合比，结构尺寸（1.5m厚）等条件，浇筑温度取15℃，气温取15℃，采取不同保温方式（保温材料均取1cm厚度）时，计算底板混凝土结构中心温度和里表温差结果及平均降温速率结果。
中心温度结果表明：所选顶部不同保温模式对混凝土块体内部中心最高温度约46-50℃，即温升约31-35℃，均能满足《大体积混凝土施工规范》中温升值不宜大于50℃的规定。
里表温差结果表明：不同保温方式对里表温差影响较大，其中除了蓄水养护（31℃）和不保温（27℃）外，其它保温方式均能满足规范中所要求的里表温差不宜大于25℃的规定。
平均降温速率结果表明：虽然不同保温方式对降温速率有一定影响，但是均能满足规范中所要求的降温速率不宜大于2℃/d的规定。
（2）保温措施
根据以上计算结果，建议保温措施具体如下：
1）当保温材料取1cm厚度时，上述保温材料除了水外其它保温材料均满足温控要求，可根据现场条件适当选取。
2）为了避免干缩，提高膨胀率，同时还需采取适当保湿养护措施，可终凝后喷水，并覆盖一到两层薄膜，然后采取上述保温措施。
6 应用效果
基于温度控制、补偿收缩双重调控防裂技术，一定程度上降低及补偿了超长底板大体积混凝土结构由温度收缩、自收缩等带来的体积变形。从工程现场实施效果来看，混凝土结构表面无有害裂缝产生，显示出良好的工程应用效果，有力保障了工程质量。
参考文献：
[1]刘勇.大体积混凝土工程裂缝控制探讨[J].科技创新与应用,2013(13):240-242.
[2]徐思东.大体积混凝土温度裂缝成因分析及其控制措施[J].工程技术与产业经济,2011(04):04-07.
[3]徐仕林,王乐,徐文.基于温度场调控的大体积混凝土裂缝控制技术工程应用[J].江苏建筑,2016(04):44-48.