高性能海工混凝土在冰冻海洋环境中应用

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海水混凝土的性能研究与应用

海水混凝土的性能研究与应用

海水混凝土的性能研究与应用一、引言海水混凝土(Seawater concrete)是指在混凝土中掺入含有海水的淡水或直接使用海水的混凝土。

与普通混凝土相比,海水混凝土具有更好的耐久性和抗盐蚀性,适用于海洋工程、海岸防护、海上桥梁等领域。

本文将从海水混凝土的性能研究和应用两个方面进行探讨。

二、海水混凝土的性能研究1. 海水混凝土的抗盐蚀性能海水混凝土具有更好的抗盐蚀性能,其主要原因在于其材料中的混凝土和钢筋能够更好地抵御海水中的氯离子和硫酸根离子的侵蚀。

研究表明,在一定比例的海水掺合下,混凝土的抗压强度、弹性模量和抗拉强度均有所提高,但同时会导致混凝土的吸水率增加,因此需要在掺合海水的同时加入适量的膨胀剂等措施来保证海水混凝土的性能。

2. 海水混凝土的物理性能海水混凝土的密度和热膨胀系数均比普通混凝土略高,但其导热系数和热传导率却较低。

海水混凝土的体积稳定性较好,不会因为海水的渗透而导致水泡和开裂的情况。

此外,海水混凝土还具有良好的耐磨性和抗冲击性能,适用于海上桥梁、码头和海洋工程等领域。

3. 海水混凝土的耐久性能海水混凝土的耐久性能是其最为重要的性能之一,其主要表现在抗盐蚀、抗渗透和抗冻融等方面。

研究表明,合理掺合海水可以增强混凝土的密实程度、减少孔隙度和提高抗渗透性能,从而提高其耐久性。

此外,海水混凝土还具有较好的抗冻融性能,可以在恶劣的海洋环境下长期使用。

三、海水混凝土的应用1. 海洋工程海洋工程是海水混凝土最主要的应用领域之一,包括海上油气平台、海底管道、海洋水利工程等。

海水混凝土具有更好的耐盐蚀、耐磨性和抗冲击性能,可以有效地保障海洋工程的安全和稳定性。

2. 海岸防护海岸防护是保护海岸线和港口安全的重要措施之一,海水混凝土可以用于海堤、防波堤、海岸护坡等方面,具有更好的抗冲击、耐磨和耐久性能,可以有效地减少海岸线的侵蚀和损坏。

3. 海上桥梁海上桥梁是连接陆地和海洋的重要通道,海水混凝土可以用于桥墩、桥台等部位,具有更好的耐盐蚀性和耐久性能,可以有效地延长桥梁的使用寿命。

钢筋混凝土在海水环境下应用现状与发展趋势

钢筋混凝土在海水环境下应用现状与发展趋势

钢筋混凝土在海水环境下应用现状与发展趋势摘要:海洋环境因为海水盐性较高,通常会使跨海大桥的桥墩产生锈蚀从而影响到大桥的设计使用年限。

根据海洋环境下混凝土结构的腐蚀损坏机理,通过对轻质高强且具有耐久性材料的深入调研,总结高性能混凝土、高性能钢及一些纤维增强复合材料的研究现状及发展趋势,介绍在桥梁关键区域的针对性应用技术,使海洋桥梁工程能够满足高性能、轻量化、使用寿命长的需求,突破海洋环境下跨海大桥的耐久和跨度瓶颈。

关键词:海水环境;高性能混凝土;纤维增强复合材料0引言跨海大桥结构海洋环境下,受海水盐离子腐蚀环境和风荷载、交通荷载的耦合作用等复杂荷载影响,疲劳蠕变引起大桥的性能退化,海水腐蚀导致的大桥耐久性能不足,严重影响桥梁结构的安全性能和设计使用寿命。

海洋环境中的混凝土结构在水下或水位变动区直接与海水中的镁盐、硫酸盐等腐蚀性介质接触,硫酸镁容易造成水泥石中水化硅酸钙凝胶分解,使体系强度损失,黏结力下降;另一方面硫酸根离子和水化铝酸盐、氢氧化钙作用生成膨胀产物引起硫酸盐腐蚀。

目前全球跨海大桥的设计使用年限都在100年以上,但在20年内多数都出现了大桥混凝土桥墩的腐蚀性现象,在我国,每年投入路桥混凝土结构的维修费用也接近100亿元。

为了解决跨海大桥在海洋环境下长期服役中的性能问题,需要研究在桥梁关键区域的针对性应用方法,使大跨桥梁在海洋环境下实现高性能和使用寿命长的目标。

目前所涉及的相关技术主要包括高性能钢、高性能混凝土的技术提升以及海洋环境中新型纤维增强复合材料(FRP)的技术应用[1]。

1高性能混凝土现状及发展趋势1.1既有研究概述高性能混凝土主要受耐久性、流动性和体积稳定性影响。

(1)表面防护技术混凝土外防护技术主要是通过表面防护,增加混凝土保护层厚底和涂抹保护层与盐离子分离,从而防止腐蚀作用。

表面防护可分为涂层技术、孔壁憎水技术与孔结构优化技术。

混凝土表面防护材料主要分为两种,无机防护材料相对于有机防护材料具有原料来源广泛、成本与能耗低等优点,但是主要存在老化、湿基面黏结差等问题。

海工高性能混凝土在青岛海湾大桥中的应用

海工高性能混凝土在青岛海湾大桥中的应用

的海工高性能混凝土的技术要求和耐久性指标以
及所采用的相关耐久性保证措施。
关键词: 青岛海湾大桥; 海工高性能混凝土; 耐久
性; 技术要求
中图分类号: U444
文献标识码: B
App lica tion of m ar in e h igh per form an ce concr ete in Q ingdao Bay Br idge
3 海工高性能混凝土原材料要求 3. 1 水泥
宜采用强度等级不低于 4215 级的中低热硅酸盐 水泥或普 通硅 酸盐水 泥, 水 泥的氯 离子 含量 应低 于 01 03% , 不得使用立窑水泥, 应避免使用早强、水化热 较高和高 C3A 含量的水泥。水泥中 C3A 含 量宜控制 在 8% 以内, 水泥运到工地后应尽快使用, 但温度高于 50e 的水泥不宜直接拌和混凝土。 3. 2 骨料
海工高性能混凝土在青岛海湾大桥中的应用
黄瑞新, 杨 飞, 周 平 (山东高速集团工程咨询有限公司, 山东 济南 250014)
摘要: 青岛海湾大桥处于北方微冻地区的近海和
海洋环境, 是作用等级从中等至严重程度的氯盐
腐蚀环境。针对大桥的环境气候特征和满足大桥
100年结构使用寿命 的要求, 介绍了大 桥所使用
不得采用可能发生碱 ) 骨料反应的活性骨料, 细 骨料不宜选用海砂, 宜选用级配良好, 细度模数在 21 6 ~ 219 的中 粗砂, 氯离 子含 量 不宜 大于 水 泥质 量 的 01 07% (钢筋混凝土 )或 0103% (预应力混凝土 ), 粗 骨料宜选用质地坚硬、级配良好、针片状少、空隙率小 的碎石, 其岩石抗压强度宜大于 100 MPa, 骨料的最大 粒径不宜大于 25 mm。 3. 3 外加剂

混凝土防腐蚀技术在海洋工程中的应用

混凝土防腐蚀技术在海洋工程中的应用

混凝土防腐蚀技术在海洋工程中的应用一、引言海洋工程是指在海洋中进行的各种工程,包括海洋石油开采、海洋能源开发、海洋交通运输、海洋环境保护等。

由于海洋环境的恶劣,海洋工程的建设、维护和保护面临着很大的挑战。

其中,混凝土结构的防腐蚀问题一直是海洋工程领域的重点和难点。

因此,混凝土防腐蚀技术在海洋工程中的应用具有重要意义。

二、海洋环境的特点海洋环境的特点主要包括以下几个方面:1. 盐雾腐蚀:海洋环境中存在大量的氯离子和硫化物,加上海水中的含氧量较高,形成了一种具有强烈腐蚀性的盐雾环境,对混凝土结构的腐蚀速度非常快。

2. 海水侵蚀:海水中含有大量的盐分,会对混凝土结构产生化学反应,导致混凝土结构的损坏和失效。

3. 海浪冲击:海洋中的波浪能够对混凝土结构产生强烈的冲击力,使其受到破坏。

4. 海水渗透:海水可以通过混凝土结构的微小孔隙或裂缝渗透到混凝土内部,进一步加速混凝土的腐蚀和损坏。

三、混凝土防腐蚀技术的分类目前,混凝土防腐蚀技术主要包括以下几种:1. 表面防护:通过在混凝土表面施加一层保护层,防止海洋环境的侵蚀和腐蚀。

2. 混凝土修补:对已经受损的混凝土结构进行修补,恢复其正常使用功能。

3. 密封防水:通过在混凝土表面或内部形成一层密封层,防止海水的渗透和腐蚀。

4. 阳极保护:通过在混凝土结构中安装阳极,使其成为电化学反应的阴极,从而减缓混凝土的腐蚀速度。

5. 混凝土掺加添加剂:通过向混凝土中掺加一些添加剂,如氯盐抑制剂、缓蚀剂、防水剂等,来提高混凝土的耐腐蚀性。

四、混凝土防腐蚀技术在海洋工程中的应用混凝土防腐蚀技术在海洋工程中的应用非常广泛,下面将分别介绍其在海洋石油开采、海洋能源开发、海洋交通运输、海洋环境保护等方面的应用。

1. 海洋石油开采海洋石油开采是目前海洋工程领域的重要部分,而混凝土防腐蚀技术在其中的应用也非常重要。

海洋石油平台的建设需要大量的混凝土结构,如钢筋混凝土桩、混凝土海堤、混凝土模块等。

海洋工程混凝土抗冻技术规程

海洋工程混凝土抗冻技术规程

海洋工程混凝土抗冻技术规程一、前言海洋工程混凝土在海洋环境中长期受到海水、潮汐、波浪、风等多种因素的侵蚀,因此需要具有良好的抗冻性能。

本技术规程旨在对海洋工程混凝土抗冻性能的要求及其技术措施进行规范化说明,以保证海洋工程混凝土在极端环境下的使用寿命和安全性。

二、抗冻性能的要求1.混凝土的抗冻性能应符合GB/T 50082-2009《混凝土抗冻性能及其试验方法标准》中规定的相应要求。

2.混凝土抗冻强度损失率应小于50%。

3.混凝土冻融循环应符合GB/T 50082-2009《混凝土抗冻性能及其试验方法标准》中规定的相应要求。

三、材料的选择1.水泥:应选用标号为P.O 42.5的普通硅酸盐水泥。

2.细集料:细集料应选用符合GB/T 14684-2011《混凝土用细集料》中规定的相应要求的石英砂。

3.粗集料:粗集料应选用符合GB/T 14685-2011《混凝土用粗集料》中规定的相应要求的骨料。

4.掺合料:可选用矿物掺合料以提高混凝土的抗冻性能。

5.外加剂:可选用缓凝剂、增稠剂等外加剂以改善混凝土的流动性、减小水灰比等。

四、混凝土配合比设计1.水胶比:水胶比应根据实际情况进行调整,一般不得大于0.45。

2.砂率:砂率应根据实际情况进行调整,一般控制在40%-50%之间。

3.石粉掺量:石粉掺量应根据实际情况进行调整,一般控制在10%-15%之间。

4.矿物掺合料掺量:矿物掺合料掺量应根据实际情况进行调整,一般控制在20%-30%之间。

五、现场施工措施1.混凝土搅拌应使用强制搅拌机进行,搅拌时间应控制在2-3分钟。

2.混凝土浇筑应采用渐进浇筑法,避免出现冷缝。

3.混凝土表面应进行充分的密实和抹平,避免出现孔洞和裂缝。

4.混凝土浇筑后应进行及时养护,养护期间应保持适宜的湿度和温度。

5.混凝土浇筑前应进行充分的水化热控制,避免温度过高造成混凝土的裂缝。

六、试验方法1.混凝土抗冻性能的试验应按照GB/T 50082-2009《混凝土抗冻性能及其试验方法标准》进行。

海工混凝土防腐蚀措施

海工混凝土防腐蚀措施

海工混凝土防腐蚀措施引言海工混凝土结构广泛应用于海洋工程领域,如海上油平台、海底管道等,然而由于海洋环境的特殊性,混凝土结构容易受到腐蚀的侵害。

因此,采取有效的防腐蚀措施是确保混凝土结构安全可靠的关键。

海洋环境中的混凝土腐蚀机理混凝土在海洋环境中受到多种腐蚀因素的共同作用,主要包括: 1. 海水中的氯离子:海水中富含氯离子,其渗入混凝土内部,与混凝土内部的钙化合物反应生成腐蚀性较强的氯化物。

2. 大气中的二氧化硫和硫化物:二氧化硫和硫化物进入大气中后溶于水形成酸性物质,与混凝土中钙化合物反应产生硫酸钙,加速混凝土腐蚀。

3. 微生物作用:海洋中存在大量微生物,部分微生物可以利用混凝土中的有机物质,产生酸性物质,导致混凝土腐蚀。

海工混凝土防腐蚀的措施为了保护海工混凝土结构不受腐蚀的影响,我们可以采取以下措施:1. 表面涂层防护表面涂层是最常见的混凝土防腐蚀措施之一。

通过在混凝土表面涂覆一层耐腐蚀材料,可以阻隔海洋环境对混凝土的侵蚀。

常用的表面涂层材料包括环氧涂层、聚氨酯涂层等,这些涂层具有良好的耐腐蚀性能和附着力。

2. 抗渗措施混凝土的抗渗性是保证混凝土结构不受侵蚀的重要因素。

通过加入适量的减水剂和增加混凝土的密实性,可以提高混凝土的抗渗性能。

此外,还可以采取预应力等措施,增加混凝土结构的强度和抗渗性。

3. 添加防腐剂在混凝土的配制过程中,可以适量添加防腐剂,如氯化钙、氯化铁等。

这些防腐剂能够与海水中的氯离子发生反应,形成难溶于水的氯化物,从而减少氯离子对混凝土的侵蚀。

防腐蚀效果评估与维护为了确保采取的防腐蚀措施能够有效地延长混凝土结构的使用寿命,需要进行防腐蚀效果评估和维护工作。

1. 防腐蚀效果评估防腐蚀效果评估是判断所采用措施的有效性的关键步骤。

可以通过定期对混凝土进行检测,分析混凝土中氯离子、二氧化硫等物质的含量,评估防腐蚀措施的有效性。

2. 维护与修复发现混凝土结构出现腐蚀情况时,需要及时进行维护与修复。

新型混凝土防腐材料在海洋建设中的应用

新型混凝土防腐材料在海洋建设中的应用

新型混凝土防腐材料在海洋建设中的应用一、引言随着经济的快速发展,海洋建设已经成为各国政府发展国民经济的重要领域。

在海洋建设中,混凝土结构被广泛应用。

然而,海洋环境的特殊性质,使得混凝土结构的防腐性能受到严峻考验。

为此,新型混凝土防腐材料的研究和应用成为海洋工程的重要方向。

二、新型混凝土防腐材料的种类1. 碳纤维增强聚合物(CFRP)碳纤维增强聚合物是一种新型的高强度材料,其具有重量轻、耐腐蚀、耐疲劳、耐热、寿命长等特点。

在海洋建设中,CFRP可以用于加固混凝土结构,增加其耐久性和抗震性。

2. 碳纳米管(CNTs)碳纳米管是一种空心的碳纳米材料,其具有高强度、高模量、导电性好等特点。

在海洋建设中,CNTs可以用于制备具有防腐性能的混凝土,从而提高混凝土结构的耐久性。

3. 硅酸盐硅酸盐是一种天然的无机材料,其具有耐酸碱、耐高温、耐磨损等特点。

在海洋建设中,硅酸盐可以用于制备具有防腐性能的混凝土,从而提高混凝土结构的耐久性。

4. 铁基膜铁基膜是一种新型的腐蚀保护材料,其在混凝土表面形成一层致密的膜,可以有效地防止混凝土结构的腐蚀。

在海洋建设中,铁基膜可以用于混凝土结构的防腐保护。

三、新型混凝土防腐材料在海洋建设中的应用1. 桥梁海洋建设中的桥梁结构常受到海水和海雾的侵蚀,因此需要采用防腐材料对其进行保护。

在桥梁结构中采用CFRP加固,可以增加桥梁的承载能力和耐久性;在混凝土表面涂覆铁基膜,可以有效地防止混凝土的腐蚀。

2. 海上风电海上风电是一种新兴的清洁能源,其基础设施往往建造在海上。

由于海水的侵蚀,海上风电设施的混凝土结构容易受到损坏。

在海上风电设施中采用硅酸盐制备的混凝土,可以提高混凝土结构的耐久性和抗腐蚀性。

3. 海底管道海底管道是海洋建设中的重要设施,在海水中运输石油和天然气。

由于海水中含有大量的盐酸和硫酸,海底管道的混凝土结构容易被腐蚀。

在海底管道中采用CNTs制备的混凝土,可以提高混凝土结构的防腐性能。

混凝土结构防腐技术在海洋工程中的应用

混凝土结构防腐技术在海洋工程中的应用

混凝土结构防腐技术在海洋工程中的应用一、背景介绍随着经济的发展和人民生活水平的提高,海洋工程在国民经济中扮演着越来越重要的角色。

然而,海洋环境的特殊性质和海洋工程所处的复杂环境,给海洋工程的建设、维护和保养带来了很大的挑战。

其中,海洋工程中混凝土结构的防腐问题尤其突出。

混凝土结构防腐技术的应用能够有效地保护混凝土结构,延长其使用寿命,并提高海洋工程的安全性和可靠性。

本文将介绍混凝土结构防腐技术在海洋工程中的应用。

二、混凝土结构防腐技术的概述混凝土结构防腐技术主要包括表面防护、深部防护和修补加固三个方面。

表面防护主要是指对混凝土表面进行防护,以防止海洋环境中的盐分、海水浸泡等因素对混凝土的侵蚀。

深部防护主要是指对混凝土内部进行防护,以防止混凝土内部的钢筋锈蚀。

修补加固主要是指对混凝土结构进行修补和加固,以延长其使用寿命。

三、混凝土表面防护技术混凝土表面防护技术主要包括涂层、防水材料和保护层等。

涂层是一种比较常见的表面防护方式,其作用是在混凝土表面形成一层保护层,以防止海洋环境中的盐分、海水浸泡等因素对混凝土的侵蚀。

常用的涂层材料有聚氨酯、环氧、亚克力等。

防水材料是一种专门用于防水的材料,其作用是改变混凝土表面的性质,以达到防水的目的。

常用的防水材料有聚合物防水涂料、沥青防水卷材、土工膜等。

保护层是一种通过物理或化学方式形成的表面保护层,其作用是防止海洋环境中的盐分、海水浸泡等因素对混凝土的侵蚀。

常用的保护层有石灰石、玻璃钢等。

四、混凝土深部防护技术混凝土深部防护技术主要包括防腐涂层、阴极保护和防腐补强等。

防腐涂层是一种涂在混凝土内部的防腐材料,其作用是防止混凝土内部的钢筋锈蚀。

常用的防腐涂层有环氧树脂、聚氨酯等。

阴极保护是一种通过外部电源向混凝土中注入电流,以防止混凝土内部的钢筋锈蚀。

防腐补强是一种在混凝土内部注入防腐材料,以修补混凝土内部的缺陷和裂缝,从而提高混凝土结构的耐久性。

五、混凝土修补加固技术混凝土修补加固技术主要包括修补、补强和加固三个方面。

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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 ≤3.0 97 ≤100 450 360-480 89 ≥75
粉煤灰 2.9 ≤5.0 92 ≤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。

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