与薄壁结构相比，大体积混凝土不易散热，水化热易集聚，水化温升相对较高。而水泥水化反应除了与自身的矿物组成和比表面积相关，水化温度也是一个重要影响因素。大体积混凝土水化放热集聚的特性，又会加速水泥水化，使得放热更加集中，二者之间恶性循环，最终导致大体积混凝土中心温度不断升高，而中心温度与边缘温度之差也不断增加，温度应力诱发的开裂风险也就增大。大掺量矿物掺合料可以等效替代水泥，减少放热源，又可减少单方用水量、改善混凝土耐久性。膨胀剂水化反应可以增强混凝土的补偿收缩能力，已成功应用于大体积混凝土温度控制。本文采用复掺矿渣、粉煤灰和膨胀剂制备C40大体积混凝土，利用它们之间的叠加协同效应，提高大体积混凝土的抗温度开裂能力。
1实验
1.1原材料
水泥，P.O42.5普通硅酸盐水泥，比表面积m2/kg，SO3含量2.48%，碱含量0.72%，Cl-含量0.72%，其物理性能见表1。
矿粉，S95级，密度2.85ｇ/Cm3，含水率0.1%，烧失量0.38%，SO3含量0.04%，Cl-含量0.%，比表面积m2/kg，流动度比%，28d活性指数95%。
粉煤灰，I级F类，45μm方孔筛筛余4.0%，需水量比95%，SO3含量0.81%，游离CaＯ含量0.92%，含水量0.2%。
膨胀剂，性能符合GB－的II型混凝土膨胀剂，水中7d限制膨胀率0.%，空气中21d限制膨胀率0.%，其膨胀性能见图1
砂，河砂，细度模数2.4，含泥量0.8%，泥块含量0.1%，碱活性0.09%。
石，5mm～20mm连续级配碎石，针片状含量3%，压碎值指标9.0%，碱活性0.01%。
减水剂，聚羧酸减水剂，减水率38%，常压泌水率比17%，含气量2.7%，7d抗压强度比为%、28d抗压强度比为%。
1.2试验方法
C40P10大体积混凝土的胶凝材料用量分别设计为kg/m3、kg/m3和kg/m3，配合比见表2。
依据表2拌制混凝土，依据GB－《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》对新拌混凝土进行出机坍落度、容重和2h经时损失测量。依据GB/T《普通混凝土力学性能试验方法标准》对硬化混凝土分别进行抗压强度测试，依据GB/T《普通混凝土力学性能试验方法标准》对硬化混凝土进行电通量、抗渗性测试，依据GB/T－《混凝土膨胀剂》对硬化混凝土进行限制膨胀率测试
2结果与分析
2.1新拌混凝土性能
综合考虑混凝土工作性能、力学性能和耐久性能，C40P10大体积混凝土的坍落度设计为±20mm。新拌混凝土的工作性能测试结果见表3.
由表3可知，3个配合比的C40P10大体积混凝土拌合物工作性能良好，无泌水、不离析，浆体带着骨料流动。出机坍落度在～mm，2h后坍落度在～mm，混凝土容重在～2kg/m3，各项性能指标均符合设计和施工要求。此外，随着胶凝材料用量的增多，新拌混凝土的工作性得到改善。
2.2抗压强度
依据《普通混凝土配合比设计规程》，标准差取5.0，C40P10大体积混凝土的配制强度不应小于48.2mPa。三个配合比的硬化混凝土抗压强度测试结果见表4和图2。
由表4和图2可知，三个配合比混凝土抗压强度持续增长，没有出现强度倒缩现象。3d强度在25.6～26.4MPa（约为28d强度的46%～53%，7d强度在32.7～36.3MPa（约为28d强度的60%～70%），28d强度在48.4～57.3MPa。三个配合比28d抗压强度均达到了配制强度不低天48.2MPa的要求。并且，随着胶凝材料的增长，混凝土的抗压强度增长，即C40胶凝材料＞C40胶凝材料＞CＧ40胶凝材料。
2.3电通量
与氯离子扩散系数类似，电通量也是一种快速评价混凝土渗透性或密实性的有效手段。电通量法是在真空饱水处理过的试件两端施加60±0.1V直流电压下，测量通过6ｈ流过混凝土试件的电量值。三个配比混凝土的28d、56d电通量测量结果见表5。由表5可知，三个配比的C40P10大体积混凝土28d电通量值在最小值在C，最大值为C。56d电通量最小值为C，最大值为C。结果表明，混凝土电通量随着水灰比的减小而降低。混凝土中掺入粉煤灰和矿渣粉后，可有效改善混凝土孔结构，填充孔隙，减水有害孔，提高混凝土的密实性，降低渗透性。此外，混凝土中掺入膨胀剂后，约束作用下，膨胀剂生成的水化产物可以进一步填充优化孔结构，提高混凝土的抗渗性。
2.4抗渗性
混凝土试件水中养护至龄期后，取出进行混凝土抗渗性检测。采用蜡封试件，加压范围0.1～1.2MPa，每隔8h加0.1MPa。三个配合比的C40P10大体积混凝土试件加压至1.2MPa时均未发生透水现象，抗渗等级都达到P11。劈开试件后，试件渗水高度在1.0～2.5cm。结果表明，三个配比混凝土的抗渗性能都非常好，这与混凝土电通量试验结果相吻合。
2.5限制膨胀率
膨胀剂水化反应生成的膨胀性水化产物使得混凝土产生膨胀，在钢筋约束作用下，构成有效约束膨胀，从而可以补偿混凝土后期的收缩变形，提高混凝土的体积稳定性。三个配合比C40P10大体积混凝土的限制膨胀率测试结果见图3。
由图3可知，三个配合比混凝土试件水中14d的限制膨胀率在0.%～0.%，并且混凝土试件限制膨胀率随着胶凝材料用量的增长而下降。这是因为混凝土的限制膨胀率与强度增长相匹配，强度增长速率高，则混凝土受到的约束越大，相应的混凝土限制膨胀率就相应的小一些。此外，三个配合比混凝土试件在空气中28d的限制膨胀率在0.%～0.%。
该结果表明，所有混凝土试件即使暴露在空气中依然处于膨胀状态，混凝土未发生收缩。这对于保证大体积混凝土的体积稳定性十分重要。
综合考虑新拌混凝土的工作性、硬化混凝土的抗压强度、电通量、抗渗性和限制膨胀率，C40P10大体积混凝土的配合比采用胶凝材料kg/m3的1＃配合比较为合宜。
3结论
（1）复掺矿渣、粉煤灰和膨胀剂制备的C40P10大体积混凝土工作性能良好，坍落度经时损失小，28d抗压强度可达52.0MPa，56d电通量仅为C，混凝土抗渗等级达到P11，水中14d限制膨胀率分别为0.%，空气中28d限制膨胀率0.%，混凝土始终处于膨胀状态，体积稳定性好。
（2）矿渣、粉煤灰和膨胀剂叠加协同作用，填充孔隙，消除有害孔，优化孔结构，提高混凝土的密实性和抗渗性，从而减少外界有害离子的侵入，提高混凝土的耐久性。