高性能海工混凝土在冰冻海洋环境中的应用
混凝土耐久性技术在海洋工程中的应用
混凝土耐久性技术在海洋工程中的应用一、前言混凝土是一种常见的建筑材料，也是海洋工程中常用的材料之一。
然而，在海洋环境中，混凝土会面临着一系列的挑战，如海水腐蚀、海洋生物侵蚀、海浪冲击等。
这些挑战会导致混凝土的失效，从而影响海洋工程的稳定性和寿命。
因此，混凝土的耐久性在海洋工程中显得尤为重要。
本文将介绍混凝土耐久性技术在海洋工程中的应用，并探讨其优势和挑战。
二、海洋混凝土的挑战1.海水腐蚀海水中的氯离子和硫酸根离子会对混凝土产生腐蚀作用。
当这些离子渗入混凝土中，它们会与混凝土中的钙离子和水化产物发生反应，导致钢筋锈蚀、混凝土表面开裂和脱落等问题。
2.海洋生物侵蚀海洋生物如藻类、贻贝等会附着在混凝土表面，并通过生物作用来侵蚀混凝土。
这种侵蚀会导致混凝土表面的磨损和脱落，从而影响混凝土的耐久性和稳定性。
3.海浪冲击海浪的冲击力会对混凝土产生巨大的力量，从而导致混凝土的开裂和破坏。
尤其在海洋工程中，混凝土结构需要经受长期的海浪冲击，因此混凝土的耐久性显得尤为重要。
三、混凝土耐久性技术的应用为了解决海洋混凝土的挑战，科学家和工程师们研究出了许多混凝土耐久性技术，用于提高混凝土的耐久性和稳定性。
下面将介绍一些常见的混凝土耐久性技术及其在海洋工程中的应用。
1.高性能混凝土高性能混凝土是指具有高强度、高耐久性和高可塑性的混凝土。
它通常包含高品质的水泥、优质的骨料、化学掺合剂和某些特殊添加剂。
高性能混凝土的应用可以提高混凝土的抗拉强度、耐久性和稳定性，从而保证海洋工程的安全和可靠性。
2.玻璃纤维增强混凝土玻璃纤维增强混凝土是一种由玻璃纤维和混凝土组成的复合材料。
它具有高强度、高韧性和抗腐蚀性能，可以用于制造海洋工程中的桥梁、码头、船坞等结构。
玻璃纤维增强混凝土的应用可以提高海洋工程的耐久性和稳定性。
3.防腐混凝土防腐混凝土是一种具有抗腐蚀性能的混凝土。
它通常采用特殊的水泥、骨料和化学掺合剂，以提高混凝土的抗腐蚀性能。
混凝土在海水环境下的性能研究
混凝土在海水环境下的性能研究一、引言混凝土是一种广泛使用的建筑材料，其性能的研究一直备受关注。
然而，在海水环境下，混凝土的性能受到了更加严峻的考验。
海水中含有多种盐类等物质，会对混凝土的性能产生较大的影响，如混凝土的强度、耐久性等。
因此，对混凝土在海水环境下的性能进行研究，对于提高混凝土的使用寿命和保证工程质量具有重要的意义。
二、混凝土在海水环境下的影响因素1.海水中的盐分海水中含有多种盐类物质，如氯离子、硫酸盐等。
这些盐类会渗透到混凝土内部，引起混凝土内部的化学反应，进而使混凝土的强度降低、开裂、腐蚀等。
2.海水中的微生物海水中存在大量的微生物，这些微生物会附着在混凝土表面，形成生物膜。
生物膜会吸附海水中的盐分等有害物质，进一步加剧混凝土的腐蚀和破坏。
3.海水中的温度海水中的温度会对混凝土的性能产生影响。
当海水温度变化较大时，混凝土会因温度变化而产生应力，从而引起混凝土的开裂。
4.海水中的波浪和水流海水中的波浪和水流会对混凝土表面产生冲刷和撞击，从而加剧混凝土的破坏。
三、混凝土在海水环境下的性能研究1.混凝土的强度混凝土在海水环境下的强度会受到海水中的盐分和温度的影响。
研究表明，随着海水中盐分浓度的增加，混凝土的强度会逐渐降低。
此外，当海水温度变化较大时，混凝土会因温度变化而产生应力，从而引起混凝土的开裂，从而降低混凝土的强度。
2.混凝土的耐久性混凝土在海水环境下的耐久性主要受到海水中的盐分和微生物的影响。
研究表明，海水中的氯离子会渗透到混凝土内部，引起混凝土内部的化学反应，进而使混凝土的强度降低、开裂、腐蚀等。
此外，海水中的微生物会附着在混凝土表面，形成生物膜，进一步加剧混凝土的腐蚀和破坏。
3.混凝土的抗渗性混凝土在海水环境下的抗渗性主要受到海水中的盐分和水流的影响。
研究表明，海水中的盐分会渗透到混凝土内部，进而使混凝土的孔隙度增大，从而降低混凝土的抗渗性。
此外，海水中的波浪和水流会对混凝土表面产生冲刷和撞击，从而进一步降低混凝土的抗渗性。
海水混凝土在海洋工程中的应用技术规范
海水混凝土在海洋工程中的应用技术规范一、前言海水混凝土是一种新型的建筑材料，其具有优异的抗盐雾、抗海水侵蚀、抗冻融、抗风化等特性，因此被广泛应用于海洋工程中。
本文将结合海水混凝土在海洋工程中的应用实例，从材料选择、配合比设计、施工工艺、养护等方面进行详细阐述，以期为海洋工程建设提供有益的参考。
二、材料选择2.1 水泥海水混凝土的水泥选用应符合GB175-2007《普通硅酸盐水泥》中的规定。
在水泥的选择上，应根据海洋工程的具体条件进行考虑。
如在海洋环境中，需要对水泥的抗盐雾性能进行特别考虑，因此，建议选用普通硅酸盐水泥中添加了氢氧化钙的水泥。
2.2 砂砂的选择应符合GB/T14684-2011《建筑用天然砂》中的规定。
在海洋环境中，建议选用细度模数适宜、粒径分布合理的砂，以确保混凝土的均匀性。
2.3 石料石料的选择应符合GB/T14685-2011《建筑用碎石》中的规定。
在海洋环境中，建议选用抗风化性能好、硬度高、立方体抗压强度符合规定的石料。
2.4 水在海洋环境中，水的盐度比较高，因此在选用水时应特别注意其盐度。
建议选用淡水或经过脱盐处理后的水。
2.5 混凝土添加剂在海洋环境中，混凝土添加剂的选择应根据具体情况进行考虑。
如需要提高混凝土的抗风化性能，可以添加硅酸盐掺合料；如需要提高混凝土的抗盐雾性能，可以添加氢氧化钙等。
三、配合比设计3.1 抗盐雾性能的考虑海洋工程中的建筑材料需要具有抗盐雾性能，因此在混凝土配合比设计时需要考虑这一点。
建议采用高抗盐雾性能的混凝土配合比设计，同时根据海洋工程的具体条件，确定混凝土的掺合料种类、掺量等参数。
3.2 抗风化性能的考虑海洋环境中的风化作用比较强，因此在混凝土配合比设计时需要考虑抗风化性能。
建议采用适宜的掺合料，如硅酸盐掺合料、氢氧化钙等，以提高混凝土的抗风化性能。
3.3 硬化剂的考虑海水混凝土的强度发展速度比较慢，因此在混凝土配合比设计时需要考虑硬化剂的使用。
海工水泥使用范围-概述说明以及解释
海工水泥使用范围-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述海工水泥是一种特殊用途的水泥类型，广泛应用于海洋工程领域。
它具有独特的特性和成分，使得它在海洋环境下具有良好的适应性和可持续性。
本文将介绍海工水泥的定义、成分和特性，以及其在海洋工程中的应用领域。
海工水泥的应用范围十分广泛，多用于海洋油田、海底管道、海底隧道、海洋码头及港口、海底电缆、海底基础设施建设等领域。
它可以用于海底构筑物的建设、修复和增强，因其优异的抗压强度、抗腐蚀性能和耐久性而备受青睐。
海工水泥的特殊成分和特性使其在海洋环境中表现出极佳的适应性。
海水中的高盐度、湿气、波浪等环境因素对普通水泥具有腐蚀作用，但海工水泥含有特殊的添加剂，能够抵御这些恶劣条件，并保持其稳定性和持久性。
本文将详细介绍海工水泥的成分和特性，并探讨其在不同海洋工程项目中的应用领域。
通过对海工水泥的研究，我们可以更好地了解其优点和局限性，并为海洋工程的发展提供参考和指导。
在未来，海工水泥有望在更广泛的领域得到应用，为海洋工程的可持续发展作出重要贡献。
文章接下来的部分将对海工水泥的定义、成分和特性进行详细解释，并深入探讨其在海洋工程领域中的具体应用。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以按以下方式编写：文章结构：本文共分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分主要包括概述、文章结构和目的。
概述部分介绍了海工水泥使用范围的背景和重要性。
海工水泥作为一种特殊的水泥材料，在海洋工程领域具有广泛的应用。
随着海洋工程的发展，海工水泥的使用范围在不断扩大。
因此，了解海工水泥的使用范围对于促进海洋工程的发展具有重要意义。
文章结构部分说明了本文的整体架构。
本文将首先介绍海工水泥的定义，包括其基本概念和特点。
然后，将详细介绍海工水泥的成分和特性，包括其主要组成成分、物理性质和化学性质等方面。
接着，将论述海工水泥的应用领域，包括海洋工程建设、海底管道铺设和海底设备固定等方面。
最后，将对海工水泥的使用范围进行总结，并展望其未来的发展前景。
浅议海水环境下增强混凝土耐久性措施
浅议海水环境下增强混凝土耐久性措施海水环境下的混凝土结构常受到海水浸泡、氯离子侵蚀、海浪冲击等特殊环境因素的影响，容易导致混凝土结构的耐久性下降，从而影响结构的安全性和使用寿命。
为了增强混凝土在海水环境下的耐久性，可采取以下措施：1.选用合适的水泥和掺合料：在海水环境下，水泥和掺合料的选择非常重要。
应选择抗硫酸盐侵蚀的水泥，以减缓海水中的硫酸盐对混凝土的侵蚀速度。
同时，适量添加掺合料（如粉煤灰、硅灰等），能够降低混凝土的渗透性，减少氯离子的渗透。
2.提高混凝土的密实性：密实的混凝土能够有效阻止海水中的氯离子和其他有害物质的进入。
在施工过程中，应采用合适的振捣方式，以提高混凝土的密实性。
3.加强混凝土表面的防护：混凝土结构的表面是最容易受到海水侵蚀的部位。
可以使用适当的表面防护材料，如高性能混凝土密封剂、耐久性强的涂料等，来保护混凝土表面免受海水的腐蚀。
4.增加混凝土的抗渗性：混凝土的渗透性是影响其耐久性的重要因素。
可通过添加矿物掺合料、使用高性能混凝土抗渗剂等措施，提高混凝土的抗渗性，减少海水中有害物质的渗透。
5.合理设计和施工：在混凝土结构的设计和施工中，应考虑到海水环境的特殊性，合理确定混凝土的配合比和保护层厚度。
同时，在施工过程中，要确保混凝土充分振捣，避免冷缩裂缝等质量问题。
6.定期维护和检查：海水环境下的混凝土结构容易发生腐蚀和损坏，因此定期的维护和检查非常重要。
定期进行防腐修补，及时处理混凝土表面的破损和溶蚀，以延长结构的使用寿命。
综上所述，海水环境下的混凝土结构耐久性措施主要包括选用合适的水泥和掺合料、提高密实性、加强表面防护、增加抗渗性、合理设计和施工以及定期维护和检查等。
通过这些措施的综合应用，可以有效提高混凝土结构在海水环境下的耐久性，延长其使用寿命，确保结构的安全性。
高性能海工混凝土在冰冻海洋环境中应用
高性能海工混凝土在冰冻海洋环境中的应用摘要随着我国跨海大桥建设迅猛发展，对钢筋混凝土结构物的耐久性提出了越来越高的要求。
通过对青岛海湾大桥混凝土结构物破坏机理的分析、原材料的选择以及实践应用中经验进行了阐述。
关键词高性能海工混凝土原材料选择应用启示一、工程概述青岛海湾大桥位于胶州湾北部，是“青（岛）－兰（州）”高速公路的起点段。
大桥全长36.48km。
大桥所处海域冰冻时间较长，海水含盐量高，为保证结构寿命，全桥结构物采用高性能海工混凝土。
二、影响混凝土耐久性的因素在海洋环境下，混凝土结构物的破坏因素主要有：冻融循环、盐类的侵蚀、钢筋的锈蚀、以及冲击磨损的机械破坏作用等。
最主要的破坏原因是海水中的氯离子引起的钢筋锈蚀破坏和冻融循环引起的混凝土裂化。
三、材料选择与试验分析所谓的高性能海工混凝土是采用优质的矿物掺合料和高效减水剂复合，并与之相适应的水泥和级配良好的粗、细骨料形成低水胶比、低缺陷、高耐久的混凝土材料。
要设计合格的高性能海工混凝土，首先各种原材必须达到相应指标的要求。
根据以往跨海大桥经验和青岛海湾大桥具体情况分析，在对混凝土原材料指标进行试验和筛选，最终确定了以下指标和要求：1.集料对精集料的要求为：粗集料抗冻性必须满足混凝土抗冻融循环的要求、连续级配，空隙率不大于45%、含泥量不大于0.5%，过大会影响减水剂的掺量，针片状含量低。
细集料砂子的细度模数基本都在2.75左右，且浮动比较小，含泥量不大于2%。
2.胶凝材料⑴烧失量烧失量指标的大小从另一个角度反映了燃烧完全的程度和含碳量的多少。
含碳量高的粉煤灰烧失量大，需水量也大，对混凝土的工作性、强度、耐久性和外加剂等都有不利影响。
为此，高性能海工混凝土把矿粉和粉煤灰烧失量严格控制在的5%和8%以内，减小了因烧失量过大对混凝土工作性、强度、耐久性的不利影响。
⑵需水量比要减小混凝土干缩，就要降低水胶比。
胶凝材料中矿粉和粉煤灰的需水量比越小，用水量就会越小，就能使干缩现象降到最低限度。
新型混凝土材料——海水海砂混凝土的应用前景
新型混凝土材料——海水海砂混凝土的应用前景一、引言海水海砂混凝土是一种新型的混凝土材料，它是利用海水和海砂作为原材料制成的混凝土，具有环保、节能、耐久、抗冻、抗腐蚀等优点，因此在建筑、水利、交通等领域有着广泛的应用前景。
本文将从海水海砂混凝土的制备、性能优势以及应用前景三个方面进行详细的介绍。
二、海水海砂混凝土的制备1. 原材料的选择海水海砂混凝土的制备主要使用的原材料是海水和海砂。
海水中含有大量的氯离子和硫酸盐离子，这些离子能够促进混凝土的硬化过程，提高混凝土的强度和耐久性；而海砂具有颗粒形状规则、粒径分布合理等特点，能够提高混凝土的力学性能。
2. 制备工艺海水海砂混凝土的制备分为两个阶段：一是将海水和海砂进行搅拌混合，形成海水海砂糊；二是将海水海砂糊和水泥进行混合，形成混凝土。
其中，海水海砂糊的制备需要控制好海砂的含水率和搅拌混合的时间，以保证糊体的均匀性和流动性；而混凝土的制备需要控制好水泥的掺量和水灰比，以保证混凝土的强度和耐久性。
三、海水海砂混凝土的性能优势1. 环保海水海砂混凝土的制备过程中不需要使用大量的淡水资源，减少了对水资源的消耗，符合可持续发展的理念。
同时，海水海砂混凝土的使用也能够减少对天然资源的开采和消耗，降低环境污染的风险。
2. 节能海水海砂混凝土的制备过程中不需要进行烧结，不需要使用高温炉等设备，减少了能源的消耗，符合低碳经济的理念。
同时，海水海砂混凝土的使用也能够降低建筑物的能耗，减少对能源的消耗。
3. 耐久海水海砂混凝土的制备过程中添加了海水中的氯离子和硫酸盐离子，能够提高混凝土的硬度和耐久性，延长混凝土的使用寿命。
同时，海砂的使用也能够提高混凝土的抗压强度和抗弯强度，增强混凝土的耐久性。
4. 抗冻抗腐蚀海水海砂混凝土的使用能够有效地抵御海洋环境中的冻融循环和腐蚀侵蚀，减少混凝土的损坏和维修成本。
四、海水海砂混凝土的应用前景1. 建筑领域海水海砂混凝土可以用于建筑物的结构构件、地基、地下水工程等方面。
C30海工混凝土
C30海工混凝土简介C30海工混凝土是一种特殊用途的混凝土，常用于海洋工程中的结构构件。
根据混凝土的强度等级分类标准，C30表示该混凝土的抗压强度达到30MPa。
由于海工混凝土需要承受海洋环境中的严酷条件，其配合比、材料选择和施工工艺都具有特殊要求。
特点C30海工混凝土具有以下特点：1.抗压强度高：C30海工混凝土的抗压强度为30MPa，能够承受较大的荷载和水压。
2.耐久性好：由于海洋环境中盐碱、潮湿、氯离子等因素的影响，C30海工混凝土需要具备良好的耐久性，以延长海工结构的使用寿命。
3.抗渗性能好：海工混凝土需要具有良好的抗渗性能，以防止海水渗入混凝土内部导致腐蚀和结构破坏。
4.耐海水侵蚀：海工混凝土需要能够抵御海水侵蚀和颠簸冲刷，防止混凝土表面破损和脱落。
5.施工性能好：C30海工混凝土需要具备良好的流动性和可施工性，以便于在海洋环境中进行灌浆、抹面、浇筑等作业。
配合比设计C30海工混凝土的配合比设计是根据实际工程要求和材料性能进行综合考虑而确定的。
以下是一种常用的C30海工混凝土配合比设计：•水泥：用普通硅酸盐水泥，按照质量比例控制为1•细骨料：选择合适的石子，直径不宜超过20mm，按照质量比例控制为2•粗骨料：选择合适的鹅卵石，直径在20-40mm之间，按照质量比例控制为3•矿物掺合料：根据海工混凝土的实际工程要求选择合适的矿物掺合料，并按照质量比例适量掺入•外加剂：选择具有良好的增稠、减水和减小收缩率的外加剂，并按照使用说明添加施工工艺要求1.材料储存：水泥、骨料和矿物掺合料等材料应储存在干燥通风的仓库中，避免水分和污染物的侵入。
2.配料、搅拌：按照配合比要求，先将水泥、骨料和粗骨料等干料进行适量的预混，然后加入适量的水和外加剂，通过搅拌设备进行充分混合。
3.浇筑、振捣：将混凝土倒入模板中，采用振捣设备进行振捣，以排除混凝土中的气泡，并使其充分密实。
4.养护：施工完成后的混凝土需要进行适当的养护，通常在浇筑后覆盖湿布或喷水进行保湿养护，以防止水分的过早蒸发。
海洋工程施工中的新材料应用研究
海洋工程施工中的新材料应用研究海洋工程作为人类探索和利用海洋资源的重要领域，其施工过程面临着诸多复杂的挑战。
随着科技的不断进步，新材料的出现为海洋工程施工带来了新的机遇和突破。
本文将深入探讨海洋工程施工中一些具有代表性的新材料应用，分析其性能优势、应用场景以及对海洋工程发展的影响。
一、高性能混凝土在海洋工程中的应用混凝土是海洋工程施工中广泛使用的建筑材料之一。
然而，普通混凝土在海洋环境中容易受到氯离子侵蚀、硫酸盐侵蚀以及海洋生物的附着等问题的影响，从而降低其结构的耐久性和安全性。
高性能混凝土（HPC）的出现有效地解决了这些问题。
高性能混凝土具有高强度、高耐久性和良好的工作性能等特点。
通过优化配合比，采用优质的水泥、骨料和外加剂，高性能混凝土能够显著降低孔隙率，提高抗渗性和抗化学侵蚀能力。
在海洋工程中，高性能混凝土常用于建造海洋平台的基础、桩柱以及海洋桥梁的墩台等结构。
例如，在深海石油钻井平台的建设中，高性能混凝土能够承受巨大的海洋压力和复杂的海洋环境，确保平台的长期稳定运行。
二、纤维增强复合材料在海洋工程中的应用纤维增强复合材料（FRP）是一种由纤维和树脂基体组成的新型材料，具有重量轻、强度高、耐腐蚀等优异性能。
在海洋工程中，FRP材料的应用越来越广泛。
碳纤维增强复合材料（CFRP）和玻璃纤维增强复合材料（GFRP）是常见的 FRP 类型。
CFRP 具有极高的强度和模量，适用于对结构强度要求较高的海洋工程部件，如海洋平台的支撑结构和海洋风机的叶片。
GFRP 则具有较好的耐腐蚀性和电绝缘性，常用于海洋电缆的保护套管和海洋平台的栏杆等。
FRP 材料在海洋工程中的应用不仅能够减轻结构重量，降低运输和安装成本，还能够提高结构的耐久性，减少维护费用。
然而，FRP 材料的成本相对较高，且在长期使用过程中的性能稳定性还需要进一步研究和验证。
三、新型防腐涂料在海洋工程中的应用海洋环境中的腐蚀是影响海洋工程结构寿命的重要因素之一。
海洋环境下的混凝土防腐研究
海洋环境下的混凝土防腐研究混凝土材料在建筑、基础设施建设和海洋工程等领域中被广泛应用，但在海洋环境下，由于海水中含有大量的氯离子和海盐等物质，海水侵蚀会引起混凝土结构的腐蚀和劣化。
因此，混凝土结构在海洋环境下的防腐研究具有重要的意义。
1. 海洋环境下混凝土结构的腐蚀机理混凝土结构在海洋环境中的腐蚀主要是由于海水中氯离子的渗透和聚集，使得混凝土表面形成了一层复杂的电化学反应环境。
在这种环境下，混凝土中的钢筋会发生钢筋锈蚀，同时混凝土本身的化学成分和微观结构也会受到影响。
当混凝土结构的防护层失效时，海水中的氯离子会渗透到混凝土中，导致钢筋的露出和钢筋锈蚀加速。
2. 海洋环境下混凝土防腐的方法为了保护混凝土结构的完整性和延长其使用寿命，需要对混凝土结构进行防腐处理。
常见的防腐方法包括：（1）使用氯盐抑制剂：加入氯盐抑制剂能够抑制混凝土中的氯离子的渗透和聚集，减缓混凝土结构的腐蚀速度。
（2）涂层防腐：涂上具有良好防腐性质的防护涂层，能够防止海水的渗透和钢筋的锈蚀。
（3）材料表面处理：通过对混凝土表面进行特殊处理，能够防止氯离子的渗透，同时提高混凝土结构的硬度和防腐性能。
（4）改良混凝土配合比：通过改良混凝土配合比，能够改善混凝土结构的抗渗透性和抗腐蚀性能，提高混凝土结构的使用寿命。
3. 海洋环境下混凝土防腐材料研究进展目前，海洋环境下混凝土防腐材料的研究进展主要集中在以下方面：（1）新型防腐材料的研发：随着科技的不断发展，新型防腐材料的研发越来越多，比如聚合物涂层、碳纳米管等亟待进一步研究与开发。
（2）新型填料的应用：FA、粉煤灰、硅藻土等新型填料在混凝土防腐中的应用逐渐广泛。
（3）复合防腐材料的研究：以涂层、涂料、纳米填料等多种材料为基础，构建复合防腐材料，提高混凝土结构的防腐性能。
（4）新型防腐材料的评价指标研究：因为新型防腐材料种类不断增多，因此需要研究出适用于不同材料的评价指标，便于快速、准确地判断综合性能。
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高性能海工混凝土在冰冻海洋环境中的应用
摘要随着我国跨海大桥建设迅猛发展，对钢筋混凝土结构物的耐久性提出了越来越高的要求。
通过对青岛海湾大桥混凝土结构物破坏机理的分析、原材料的选择以及实践应用中经验进行了阐述。
关键词高性能海工混凝土原材料选择应用启示
一、工程概述
青岛海湾大桥位于胶州湾北部，是“青（岛）－兰（州）”高速公路的起点段。
大桥全长36.48km。
大桥所处海域冰冻时间较长，海水含盐量高，为保证结构寿命，全桥结构物采用高性能海工混凝土。
二、影响混凝土耐久性的因素
在海洋环境下，混凝土结构物的破坏因素主要有：冻融循环、盐类的侵蚀、钢筋的锈蚀、以及冲击磨损的机械破坏作用等。
最主要的破坏原因是海水中的氯离子引起的钢筋锈蚀破坏和冻融循环引起的混凝土裂化。
三、材料选择与试验分析
所谓的高性能海工混凝土是采用优质的矿物掺合料和高效减水剂复合，并与之相适应的水泥和级配良好的粗、细骨料形成低水胶比、低缺陷、高耐久的混凝土材料。
要设计合格的高性能海工混凝土，首先各种原材必须达到相应指标的要求。
根据以往跨海大桥经验和青岛海湾大桥具体情况分析，在对混凝土原材料指标进行试验和筛选，最终确定了以下指标和要求：
1.集料
对精集料的要求为：粗集料抗冻性必须满足混凝土抗冻融循环的要求、连续级配，空隙率不大于45%、含泥量不大于0.5%，过大会影响减水剂的掺量，针片状含量低。
细集料砂子的细度模数基本都在2.75左右，且浮动比较小，含泥量不大于2%。
2.胶凝材料
⑴烧失量
烧失量指标的大小从另一个角度反映了燃烧完全的程度和含碳量的多少。
含碳量高的粉煤灰烧失量大，需水量也大，对混凝土的工作性、强度、耐久性和外加剂等都有不利影响。
为此，高性能海工混凝土把矿粉和粉煤灰烧失量严格控制在的5%和8%以内，减小了因烧失量过大对混凝土工作性、强度、耐久性的不利影响。
⑵需水量比
要减小混凝土干缩，就要降低水胶比。
胶凝材料中矿粉和粉煤灰的需水量比越小，用水量就会越小，就能使干缩现象降到最低限度。
为了减小干缩，掺合料中矿粉和粉煤灰的需水量比分别控制在100%和95%以内。
⑶比表面积
试验发现矿粉和粉煤灰比表面积不仅与早期的水化放热有关，还与混凝土的保水性有很大关系。
比表面积越大，需水量比就大，活性指数就越高，早期水化反应速度就快，放热亦快，导致混凝土水化热峰值就越高，不利于大体积结构物的温控，但保水效果好，不易泌水。
比表面积越小，虽水化放热较慢，但保水效果不好，易泌水。
由于规范对矿物掺合料只规定了比表面积下限值，为了避免这些不利因素，对矿物掺合料的比表面积上限也进行了控制：如矿粉比表面积控制在360-480m2/kg；粉煤灰控制在450-600 m2/kg。
表1为胶凝材料中几项指标的实测值与控制值。
表1胶凝材料中几项指标的实测值与控制值
胶凝
材料烧失量（%）需水量比（%）比表面积（m2/kg） 28d活性指数实测值控制值实测值控制值实测值控制值实测值控制值水泥 2.3 ≤3.5/ / 390 350-450 / /
矿粉 1.2 ≤3.097 ≤100450 360-480 89 ≥75
粉煤灰 2.9 ≤5.092 ≤95 550 450-600 78 ≥60
3.外加剂
⑴减水剂
选择具有高效减水和具有引气作用的减水剂，能有效降低水胶比，满足工作
性要求，更有利于提高混凝土强度和耐久性。
减水率大于25%，引气量不大于4%，但应满足气泡间距系数要求。
⑵阻锈剂
阻锈剂能有效降低钢筋腐蚀损失，延长结构物使用寿命。
选择能与减水剂相互溶，在保证一定掺量的情况下，选择混凝土的坍落度、扩展度、初、终凝时间及抗渗性均能满足设计要求的减水剂。
⑶引气剂
混凝土受冻融破坏的主要原因是混凝土内部的水结冰时要产生体积膨胀。
为获的良好的耐久性，经多次试验发现混凝土含气量控制在5%时，能较好的满足混凝土抗冻与强度等指标要求。
4.水
对高性能海工混凝土拌和用水为吸用水，水中的氯离子含量不大于200mg/L；硫酸盐含量按SO42-计不大于500mg/L。
四、工程实践中的一些启示
在工程实践中我们发现：掺有粉煤灰的混凝土早期强度较低，且增长缓慢，掺有矿粉的次之，说明矿物掺合料对混凝土早期强度有一定的影响。
但后期强度增长幅度却比没有掺和料的普通混凝土要大。
现行规范28天的强度评定标准只适合普通混凝土，建议适当延长高性能海工混凝土的强度评定时间。
同时也发现复合掺量的混凝土电通量和氯离子抗渗性能都优于普通混凝土和单掺量混凝土，掺加矿粉的混凝土比没有掺加矿粉的混凝土氯离子抗渗系数小，但掺加矿粉过量，混凝土就会出现泌水，且比较粘，工作性差，甚至工后出现干缩和裂缝，这种现象在夏季较明显。
这是因为矿粉的比表面积比水泥大，表面吸附的水量多，在搅拌、运输、振捣过程中容易析出多余水份。
单掺粉煤灰的混凝土工作性、保水性好，不易泌水，但掺加过量，在施工振捣后易出现浮浆，降低结构物表面强度。
粗集料的石质也很重要，通过试验和工程实践发现：在其他原材不变的情况下，28天的玄武岩石质电通量几乎都达到1500库仑以上，石灰岩石质28天的电通量基本都在1000库仑以内，明显小于玄武岩石质。
通过对混凝土抗压强度检测过的破坏面进行观察发现，玄武岩混凝土破坏面几乎都发生在粗集料与胶凝材料的结合面，粗集料几乎没有被破坏，而石灰岩混凝土破坏面的粗集料几乎都受到破坏。
虽然两种集料的混凝土都能达到设计需要的抗压强度，但反映出石灰岩比玄武岩更适合与胶凝材料相结合,提高了混凝土的抗渗性。
综上所述：矿粉的掺入有利于改善高性能海工混凝土的微结构，提高抗渗性能，但工作性不好。
而粉煤灰虽对氯离子抗渗性能提高不大，但有利于混凝土的工作性，满足了远距离和高空混凝土的泵送要求，还提高了混凝土结构物的外观质量，同时石质也是提高混凝土耐久性能的关键。
五、高性能海工混凝土配合比的设计与应用
根据以上对组成高性能海工混凝土原材料的试验与分析，并对混凝土的配合比进行了设计。
表2各部位配合比设计(单位：Kg)
部位标号碎石砂水泥矿粉粉煤灰减水剂引气剂水
桩基C35 977 755 188 189 94 4.95 / 153
承台C35 1000 755 189 159 103 4.96 0.0045 152
墩身C40 1010 747 225 158 96 5.27 0.0048 156
塔柱C50 1049 760 272 163 60 5.20 0.0247 150
各项试验数据显示，该配合比混凝土的胶凝材料用量、强度、电通量、抗氯离子渗透、冻融循环等各项指标完全满足规范的要求。
通过施工过程抽检，混凝土的强度、电通量、氯离子抗渗系数、冻融循环都在设计的范围之内。
但同时也发现，由于北方冬季低于0℃的天气较多，集料的温度也较低，为了保证混凝土质量，不影响施工进度，可以适当将水加热到一定温度，水温易控制在以混凝土入模7-11℃时的温度为宜。
六、结束语
高性能海工混凝土是一个不断探索、不断完善的过程。
本文从选材出发，并对胶凝材料的重要性进行了论述，并结合我国北方自然环境和工程实践，对高性能海工混凝土的抗冻性、含气量、强度三者之间的关系进行了论述，不当之处，请同行们评批指正。
参考文献
[1]《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000人民交通出版社
[2]《青岛海湾大桥土建工程施工招标文件》青岛海湾大桥指挥部2007
[3]《高强高性能海工混凝土矿物外加剂》GB/T18736-2002
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。