12.4 混凝土主要性能试验
针对本工程对混凝土耐久性的要求及自密实混凝土等特殊混凝土对工作性的要求，需开展相关试验研究。现将混凝土耐久性试验内容、简单原理、自密实混凝土U型箱及压力泌水试
验等内容列表如下：
项目 试验内容 原理 通过模拟施工时现场的气候条件，进行混凝土收缩试验和平板开裂试验来判断混凝土的体积稳定性能。 混凝土体积稳试验定仪器 性试验 非接触式混凝土收缩测试仪 混凝土平板开裂试验仪 通过一定条件下氯离子的通过量来判断混凝土的抗氯离子渗透性能，氯离子扩散系原理 数越小、混凝土越密实、混凝土的抗腐蚀性能越好。氯离子扩散系数是按国际上采用ASTMC1202～94的直流电量法，测定6h通过试件的总电量来进行评价。 氯离子渗透试验试仪器 验 ASTMC1202～94直流电量法测试原理 直流电量法试验仪 混凝土碳化使PH值降低，在水分侵入时，钢筋失去碱性保护而锈蚀膨胀，使混凝 原理 土出现顺钢筋的裂缝，裂缝又会加速混凝土的碳化和钢筋的锈蚀，最终导致结构破 坏。 - 6 -
项目 试验内容 混凝土碳试验化仪器 试验 立式混凝土碳化箱 混凝土碳化试验试块 原理 检验自密实混凝土通过U型箱的时间和效果评价自密实性能，并通过压力泌水率试验判断自密实混凝土的可泵性。 自密实砼试验试仪器 验 自密实试验U型箱 压力泌水试验仪器 原理 通过逐级加压法抗渗试验判断混凝土的抗渗性能是否满足抗渗等级设计要求。 混凝土抗试验渗仪器 试验 抗渗试验仪 抗渗试模 12.5 试配与试拌实施
12.5.1 碱骨料反应
碱骨料反应评价方法：
碱骨料反应试验箱 碱骨料反应评价标准 采用快速砂浆棒法评价，14d龄期的砂浆膨胀率小于0.1%，则骨料是无害的，骨料属非活性骨料。膨胀率大于0.2%，则表明骨料具有潜在碱活性，膨胀率在0.1%和0.2%之间需进行其他必要的辅助试验。 防止混凝土的碱-骨料反应主要控制混凝土中的碱含量，使用非碱活性骨料，主要从以下几个方面采取措施：
序号 项目 主要措施 1 骨料 使用非碱活性骨料。 2 掺混合材料 使用低碱水泥，使用掺合料时对其中的碱含量要检测，碱含量要符合标准要求。 3 配合比 在满足混凝土的强度及施工性能的前提下降低水泥用量，掺加矿物掺合料，消耗一部分混凝土中的碱，抑制碱-骨料反应。 4 控制碱含量 以含碱量(Na2O%+0.658K2O%)低于0.6%为含碱量安全界限。总碱含量要符合规定要求。 12.5.2 拟定基本配合比
根据以往在超高层混凝土泵送方面的经验和技术积累，针对西安·绿地中心A座项目工程特点和混凝土需求，初步拟定所有混凝土的配合比。根据试配试验，选用P·O42.5水泥可以
配制C60高强、C60自密实混凝土。
根据已有经验，对C50高强、C60高强、C60自密实混凝土分别选用P·O42.5水泥，根
据实际试配结果确定最终水泥品种。
本工程各代表性混凝土试配时间列表如下：
序号 混凝土类型 计划开始和完成时间 1 超高泵送C50高强砼 2013年10月01日～2013年11月1日 2 超高泵送C60高强砼 2013年9月01日～2013年10月1日 3 超高泵送C60自密实砼 2013年9月15日～2012年10月15日 - 7 -
12.5.3 施工前试拌确认配合比
搅拌站技术人员根据GB/T50080-2002为每一级别的混凝土进行模拟生产和试验。计划于2013年9月进行两次模拟实验，在两次试拌的开始、中间和结束时，分别取样并进行下述测试，综合考虑了搅拌站到达浇筑地点的时间差。最终确定配合比。所要进行的测试见下表：
序号 测试项目 测试内容 1 温度 记录5次试配时的气温、原材料温度、混凝土出机温度。 2 坍落度、扩展度 记录每次试拌时，外加剂用量、对应的混凝土坍落度、扩展度，并且依据搅拌站到浇筑地点的时间，测试坍落度、扩展度的经时损失。 3 抗压强度 5次试拌，每次试拌留置9个试块，分别测试7d、14d、28d抗压强度，判定强度是否合格。 4 凝结时间 5次试拌，每次均需测试混凝土的初凝时间和终凝时间。 5 和易性 5次试拌，每次均需记录外加剂的掺量，并且记录每次试拌混凝土的和易性，包括流动性、粘聚性、保水性。 12.5.4 试块的留置
考虑到工程的特殊性及重要性，需对混凝土进行长期试件留置。每个浇筑单元除了按规范要求留置试块以外，对核心筒剪力墙、梁、板混凝土及巨柱混凝土等典型节点留置一定数量的长期试件，留置原则为：
（1）每50m高度为一个区段； （2）核心筒剪力墙留置长期试块；
（3）钢管混凝土留置长期试块，钢管混凝土强度分别为C60、C50区域分别留置长期试块。 根据本工程的结构特性及混凝土所处环境,拟留置长期试件见下表：
序号 长期试件留置种类 1 抗压试块、碳化试块，试件尺寸：150×150×150mm。 2 弹性模量试件，试件尺寸：150×150×300mm。 3 抗渗试件，试件尺寸175×185×150mm。 4 氯离子渗透试件，试件为标准小型圆柱体试件，测试时需打磨两侧面。 5 混凝土收缩试件，试件尺寸：100×100×515mm。 每种强度等级混凝土的长龄期试件必须由同一批混凝土制作，同一强度等级的混凝土在配比调整变化情况下，当重新记录一个批次，并留置长期试件。这样所测到的数据才能真实、准确的反应混凝土的变化状况，对混凝土的耐久性的分析才会比较准确，才能准确的提出对结构
进行维护的建议和措施。
长期试件的检测方法为：将试件置于与工程类似的气候环境条件下，其中一半试件表面刷上与工程所用相同的外墙涂料，涂料的更换时间与工程同步，分别检测各龄期混凝土的各项性能，记录数据进行分析，对混凝土涂料的保护作用也可以进行评价，另一半试件置于标准养护室养护，以便于评价同条件养护与标准养护的长期关系。
混凝土的同条件养护 长期试件的检测项目与检测龄期见下表：
序号 检测项目 检测龄期 1 抗压、碳化 56d、90d 、180d各两组，其后每年检测两组。 2 弹性模量 56d、90d 、180d各两组，其后每年检测两组。 3 抗渗试验 每年检测一次，每次检测两组。 4 氯离子渗透 每年检测一次，每次检测两组。 5 收缩试验 前28天每天测量一次，第一年每月测量一次，其后每半年检测一次。 12.6 大体积混凝土的温控措施、自收缩控制措施与裂缝防治措施
12.6.1 大体积混凝土温控措施
本工程的钢管柱直径以及核心筒剪力墙的最大几何尺寸均大于1m，属于大体积混凝土，现以C60自密实和C60为代表，计算温升峰值来制定相应的温控措施。
绝热温升按此公式计算：Th=W*Q*(1-e-mt)/c*ρ
计算绝热温升Th所需各参数 - 8 -
代号 意义 取值 单位 W 胶凝材料用量 -- kg/m3 K 掺合料折减系数 0.96 Q0 水泥水化热 298.5 kJ/kg C 混凝土比热 0.97 kJ/kg·K ρ 混凝土密度 2400-2500 kg/m3 e 常数 2.718 t 龄期 3/7 d 计算绝热温升T(t)=W?KQ0/(C?ρ)?(1-e-mt) m 系数 Tj=30℃时 0.397 则C70自密实T3=51.4℃； T7=69.3℃；
C60 T3=46.7℃； T7=62.9℃(其中浇注温度取30℃)
混凝土结构表面温度计算公式为： Tb(τ)=Tq+4h’ * (H- h’) *ΔT(τ)/H2； K—计算折减系统取0.666； λ—混凝土导热系数取2.33W/m?K；
β—模板及保温层传热系数(W/m2?K)； δi—模板及各种保温材料厚度(m)；
λi—模板及各种保温材料的导热系数(W/m?K)； βg—空气层传热系数可取23W/m2?K。 C70自密实混凝土：
3d时混凝土表面温度Tb(3)=30+0.767×（62.95-30）=55.27℃； 7d时混凝土表面温度Tb(7)=30+0.767×（73.73-30）=63.54℃； 因此：3d时混凝土里表温差ΔT(3)s=62.95-55.27=7.68℃； 7d时混凝土里表温差ΔT(7)s =73.73-63.54=10.19℃； C60混凝土：
3d时混凝土表面温度Tb(3)=30+0.767×（59.69-30）=52.77℃； 7d时混凝土表面温度Tb(7)=30+0.767×（69.45-30）=60.25℃； 因此：3d时混凝土里表温差ΔT(3)s=59.69-52.77=6.92℃； 7d时混凝土里表温差ΔT(7)s =69.45-60.25=9.20℃；
上述配合比满足GB50496-2009中大体积混凝土的温控要求； 若入模温度高于30℃，则具体温控措施如下：
夏季在混凝土拌合用水中加冰块，降低水泥、矿粉的入罐温度，降低入模温度，以减少混
凝土的温升值；冬季则使用热水作为混凝土拌合用水，并采用防冻外加剂，预防混凝土受冻；
夏季避免骨料暴晒，必要时可用清水冲洗来降低混凝土入模温度；冬季可用蒸汽为骨料加温，提高混凝土出机温度；
夏季混凝土罐车罐体进行保湿降温，在罐车上打上麻袋等保湿效果比较好的材料；冬季则
选用保温材料包裹罐体进行保温；
严格规定水泥入罐温度不高于65℃，避免由于水泥温度过高导致水化热过快的情况；
在混凝土模板外表面粘贴苯板保温，以降低混凝土散热过程中的内外温度梯度； 12.6.2 大体积混凝土自收缩措施
经试验研究得C60自密实和C60的自收缩收缩率不到万分之三； 特制定了如下减少自收缩的措施：
①选择合理的养护制度：即在混凝土中掺加水饱和轻质集料代替普通集料，这种集料相当于内部储蓄水，在水泥水化中，可以释放并供给水分以减少自干燥程度。
②选择合理的外加剂：减缩剂对减少高性能混凝土的自收缩很有效，减缩剂通常是表面活性剂，是通过减小孔隙水的表面张力而降低在干燥过程中表面应力的产生，从而减小收缩。
③选择合理的水泥品种及混合材：使用低热水泥或中热水泥配置的混凝土的自收缩值要比硅酸盐水泥混凝土低得多。混合材对混凝土的干燥收缩值的影响，主要与混合材的细度、活性及相对需水量有关。若混合材的活性较低、较细度较小并且相对需水量较大，可显著减少水泥石的自收缩。
④减少水泥熟料用量：改善水泥初始堆积结构及辅助材料颗粒与C-S-H的界面结构、增强两者胶结能力，减少水泥用量，则可能使水泥浆体既具有较好的力学性能又有良好的体积稳定性。
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C70自收缩曲线图 C70水化温升曲线图
12.6.3 混凝土裂缝的防治措施
混凝土裂缝多种多样，形成原因复杂，我们将根据混凝土裂缝形成原因，针对本工程结构部位采取有效的预防措施，控制本工程的混凝土裂缝产生在规范允许范围内；下表为常见裂缝的部位、裂缝形式及预防措施：
部位 可能出现裂缝主要形式 预防措施 掺加高效减水剂，并且适当加入缓凝组分，可减少胶凝材料用量并且可延长水化热时间；掺加粉煤灰、磨细矿粉等矿物掺合料取代部分水泥可有效降低水化反应温度裂缝 的水化热；采取在拌和水中加冰块等措施降低混凝土入模温度，采取分层浇筑等利于混凝土散热的施工方法施工；在混凝土模板外表面粘贴苯板保温，以降低混核心凝土散热过程中的内外温度梯度等，有效避免混凝土温度裂缝。 筒剪力墙 沉陷收缩裂本工程核心筒剪力墙强度等级高，混凝土粘性大，又由于我们严格控制粗骨料粒缝 径小于20㎜，只要在施工中加强过程管理采取二次振捣等措施使混凝土振捣密实，可以确保混凝土在硬化过程中不至于因为沉陷收缩产生裂缝。 干缩裂缝 加强混凝土后期养护，保持混凝土湿润可以控制混凝土表面的干缩开裂。 自身收缩裂钢管柱强度等级为C60～C50，为高强大体积混凝土，由于其水泥用量大导致混凝钢管缝 土自身收缩较大，我们将掺加微珠、粉煤灰等矿物掺合料取代部分水泥，预防混凝土收缩。同时在混凝土中掺加适量硅灰，有效补偿混凝土收缩。 柱 塑性收缩裂节点处混凝土浇筑采用辅助人工振捣的方式施工，可以确保混凝土内部密实，能缝 有效预防混凝土沉陷收缩裂缝的产生。
混凝土表面干缩裂缝主要容易出现在楼板上，在本工程楼楼板施工中我们将采用二次抹压技术，即在混凝土表层刮平抹压1～2小时后，混凝土终凝前对混凝土表面进行二次抹压，增加混凝土内部的密实度（二次抹压时间必须掌握恰当，过早干缩裂缝 抹压没有效果，过晚抹压混凝土已进入初凝状态，失去塑性，混凝土表面就可能楼板出现的裂缝）。在混凝土表面经过二次抹压后，采取措施保证混凝土表面湿润，让混凝混凝上处于潮湿状态下养护。混凝土终凝后浇水养护不少于7天，确保混凝土不土 出现表面干缩裂缝。 本工程楼楼板施工标高跨度大，混凝土泵送高度超高，我们将根据混凝土施工标塑性收缩裂高变化、考虑施工坍落度、气温、天气等因素进行大量的混凝土试配，确保施工缝 混凝土不泌水、不离析，在保证前述混凝土施工工艺措施的情况下可以有效避免楼盖结构塑性收缩裂缝产生。 12.7 混凝土搅拌站
本工程拟采用一泵到位的高泵程浇筑施工技术，重点对混凝土拌合物的坍落度和压力泌水率进行检测，根据对本工程混凝土浇筑特点分析，在选择混凝土搅拌站时，在保证混凝土搅拌站具备生产普通混凝土及C60、C50高强混凝土技术前提下，重点考察以下两点：
（1）搅拌站的生产能力，选择能够保证混凝土充足供应的搅拌站；
（2）搅拌站距离工程所在地的距离，选择与工程所在地距离近的搅拌站，减少混凝土运输路径上的时间，保证混凝土到达工地现场的性能。
（3）要求各搅拌站采用统一配合比，且保证原材料来源一致；
（4）明确提出搅拌站在供应组织、交通运输上要提前与总包单位共同制定详细可行的实施方案，确保混凝土的场外供应、运输保质保量、畅通无阻；
（5）要求搅拌站与相关路线的交通警察中队进行联系，保证在早晚高峰时段适当放行，
确保连续供应。
结合上述要求，选择组织过大底板及地下室结构施工的长安站直接为本工程输送混凝土，长安站运输的具体情况见下表：
序号 商品砼站名称 厂站位置 日生产能力 距离 距工地车程 资质级别 备注 1 长安站 长安区细柳镇南3等驾坡村以南 5760 m 12公里 25min 二级 主选站 混凝土搅拌站与工地施工现场的相对地理位置及行车路线详见下图：
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