與薄壁結構相比，大體積混凝土不易散熱，水化熱易集聚，水化溫升相對較高。而水泥水化反應除了與自身的礦物組成和比表面積相關，水化溫度也是一個重要影響因素。大體積混凝土水化放熱集聚的特性，又會加速水泥水化，使得放熱更加集中，二者之間惡性循環，最終導致大體積混凝土中心溫度不斷升高，而中心溫度與邊緣溫度之差也不斷增加，溫度應力誘發的開裂風險也就增大。大摻量礦物摻合料可以等效替代水泥，減少放熱源，又可減少單方用水量、改善混凝土耐久性。膨脹劑水化反應可以增強混凝土的補償收縮能力，已成功應用於大體積混凝土溫度控制。本文採用復摻礦渣、粉煤灰和膨脹劑製備C40大體積混凝土，利用它們之間的疊加協同效應，提高大體積混凝土的抗溫度開裂能力。
1實驗
1.1原材料
水泥，P.O42.5普通矽酸鹽水泥，比表面積324m2/kg，SO3含量2.48%，鹼含量0.72%，Cl-含量0.72%，其物理性能見表1。
礦粉，S95級，密度2.85ｇ/Cm3，含水率0.1%，燒失量0.38%，SO3含量0.04%，Cl-含量0.005%，比表面積410m2/kg，流動度比100%，28d活性指數95%。
粉煤灰，I級F類，45μm方孔篩篩餘4.0%，需水量比95%，SO3含量0.81%，游離CaＯ含量0.92%，含水量0.2%。
膨脹劑，性能符合GB23439－2009的II型混凝土膨脹劑，水中7d限制膨脹率0.064%，空氣中21d限制膨脹率0.016%，其膨脹性能見圖1
砂，河砂，細度模數2.4，含泥量0.8%，泥塊含量0.1%，鹼活性0.09%。
石，5mm～20mm連續級配碎石，針片狀含量3%，壓碎值指標9.0%，鹼活性0.01%。
減水劑，聚羧酸減水劑，減水率38%，常壓泌水率比17%，含氣量2.7%，7d抗壓強度比為181%、28d抗壓強度比為176%。
1.2試驗方法
C40P10大體積混凝土的膠凝材料用量分別設計為400kg/m3、420kg/m3和380kg/m3，配合比見表2。
依據表2拌制混凝土，依據GB50080－2002《普通混凝土拌合物性能試驗方法標準》對新拌混凝土進行出機坍落度、容重和2h經時損失測量。依據GB/T50081《普通混凝土力學性能試驗方法標準》對硬化混凝土分別進行抗壓強度測試，依據GB/T50081《普通混凝土力學性能試驗方法標準》對硬化混凝土進行電通量、抗滲性測試，依據GB/T23439－2009《混凝土膨脹劑》對硬化混凝土進行限制膨脹率測試
2結果與分析
2.1新拌混凝土性能
綜合考慮混凝土工作性能、力學性能和耐久性能，C40P10大體積混凝土的坍落度設計為180±20mm。新拌混凝土的工作性能測試結果見表3.
由表3可知，3個配合比的C40P10大體積混凝土拌合物工作性能良好，無泌水、不離析，漿體帶著骨料流動。出機坍落度在190～220mm，2h後坍落度在160～175mm，混凝土容重在2370～2380kg/m3，各項性能指標均符合設計和施工要求。此外，隨著膠凝材料用量的增多，新拌混凝土的工作性得到改善。
2.2抗壓強度
依據《普通混凝土配合比設計規程》，標準差取5.0，C40P10大體積混凝土的配製強度不應小於48.2mPa。三個配合比的硬化混凝土抗壓強度測試結果見表4和圖2。
由表4和圖2可知，三個配合比混凝土抗壓強度持續增長，沒有出現強度倒縮現象。3d強度在25.6～26.4MPa（約為28d強度的46%～53%，7d強度在32.7～36.3MPa（約為28d強度的60%～70%），28d強度在48.4～57.3MPa。三個配合比28d抗壓強度均達到了配製強度不低天48.2MPa的要求。並且，隨著膠凝材料的增長，混凝土的抗壓強度增長，即C40膠凝材料410＞C40膠凝材料400＞CＧ40膠凝材料390。
2.3電通量
與氯離子擴散係數類似，電通量也是一種快速評價混凝土滲透性或密實性的有效手段。電通量法是在真空飽水處理過的試件兩端施加60±0.1V直流電壓下，測量通過6ｈ流過混凝土試件的電量值。三個配比混凝土的28d、56d電通量測量結果見表5。由表5可知，三個配比的C40P10大體積混凝土28d電通量值在最小值在730C，最大值為850C。56d電通量最小值為493C，最大值為622C。結果表明，混凝土電通量隨著水灰比的減小而降低。混凝土中摻入粉煤灰和礦渣粉後，可有效改善混凝土孔結構，填充孔隙，減水有害孔，提高混凝土的密實性，降低滲透性。此外，混凝土中摻入膨脹劑後，約束作用下，膨脹劑生成的水化產物可以進一步填充優化孔結構，提高混凝土的抗滲性。
2.4抗滲性
混凝土試件水中養護至齡期後，取出進行混凝土抗滲性檢測。採用蠟封試件，加壓範圍0.1～1.2MPa，每隔8h加0.1MPa。三個配合比的C40P10大體積混凝土試件加壓至1.2MPa時均未發生透水現象，抗滲等級都達到P11。劈開試件後，試件滲水高度在1.0～2.5cm。結果表明，三個配比混凝土的抗滲性能都非常好，這與混凝土電通量試驗結果相吻合。
2.5限制膨脹率
膨脹劑水化反應生成的膨脹性水化產物使得混凝土產生膨脹，在鋼筋約束作用下，構成有效約束膨脹，從而可以補償混凝土後期的收縮變形，提高混凝土的體積穩定性。三個配合比C40P10大體積混凝土的限制膨脹率測試結果見圖3。
由圖3可知，三個配合比混凝土試件水中14d的限制膨脹率在0.026%～0.031%，並且混凝土試件限制膨脹率隨著膠凝材料用量的增長而下降。這是因為混凝土的限制膨脹率與強度增長相匹配，強度增長速率高，則混凝土受到的約束越大，相應的混凝土限制膨脹率就相應的小一些。此外，三個配合比混凝土試件在空氣中28d的限制膨脹率在0.002%～0.011%。
該結果表明，所有混凝土試件即使暴露在空氣中依然處於膨脹狀態，混凝土未發生收縮。這對於保證大體積混凝土的體積穩定性十分重要。
綜合考慮新拌混凝土的工作性、硬化混凝土的抗壓強度、電通量、抗滲性和限制膨脹率，C40P10大體積混凝土的配合比採用膠凝材料400kg/m3的1＃配合比較為合宜。
3結論
（1）復摻礦渣、粉煤灰和膨脹劑製備的C40P10大體積混凝土工作性能良好，坍落度經時損失小，28d抗壓強度可達52.0MPa，56d電通量僅為566C，混凝土抗滲等級達到P11，水中14d限制膨脹率分別為0.029%，空氣中28d限制膨脹率0.007%，混凝土始終處於膨脹狀態，體積穩定性好。
（2）礦渣、粉煤灰和膨脹劑疊加協同作用，填充孔隙，消除有害孔，優化孔結構，提高混凝土的密實性和抗滲性，從而減少外界有害離子的侵入，提高混凝土的耐久性。