高性能海工混凝土在冰冻海洋环境中的应用

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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

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

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

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

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

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

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

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

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。

海水混凝土研究及其应用

海水混凝土研究及其应用

海水混凝土研究及其应用一、背景和意义海洋是地球上最大的水体,其覆盖面积超过了71%的地球表面。

海洋中的能源、矿产资源和生物资源非常丰富,具有广阔的开发前景。

然而,海洋环境的特殊性质,如高盐度、潮汐、震荡、侵蚀、腐蚀等,给海洋工程的设计、建设和维护带来了很大的挑战。

在海洋环境中使用的混凝土结构,常常需要承受海水的冲击、侵蚀和腐蚀,长期使用后容易出现裂缝、剥落等问题,从而影响结构的稳定性和安全性。

因此,如何研究和开发一种能够适应海洋环境的混凝土结构材料,成为了当今海洋工程领域中的一个重要课题。

海水混凝土是一种特殊的混凝土,其主要特点是在混凝土中添加适量的海水,以提高混凝土的耐久性和抗侵蚀性能。

海水混凝土的研究和应用,不仅可以有效地解决海洋环境下混凝土结构的耐久性和抗侵蚀性问题,还可以节约水资源,降低建筑成本,提高工程质量和安全性。

因此,海水混凝土的研究和应用具有重要的实际意义和广阔的应用前景。

二、海水混凝土的研究进展海水混凝土是指在混凝土中掺入适量的海水,以代替部分淡水的混凝土。

海水混凝土的基本特性包括以下几个方面:(1)海水混凝土的物理性能海水混凝土的物理性能主要包括密度、孔隙率、抗压强度等方面。

研究表明,海水混凝土的密度比普通混凝土略高,孔隙率略低,但与淡水混凝土相比差别不大,抗压强度也基本相同。

(2)海水混凝土的耐久性海水混凝土的耐久性主要受混凝土中钢筋的腐蚀和混凝土结构表面的侵蚀影响。

研究表明,海水混凝土中的海水可以提高混凝土的耐久性,减缓钢筋的腐蚀速度,降低混凝土表面的侵蚀程度。

(3)海水混凝土的施工性能海水混凝土的施工性能主要受到混凝土中海水含量的影响。

研究表明,海水混凝土的施工性能与淡水混凝土基本相同,但由于海水的含盐量较高,混凝土中的混凝土凝结时间稍微延长。

海水混凝土的制备方法主要包括混凝土掺加海水、混凝土掺加海水和海藻酸钠、混凝土掺加海水和食盐等方法。

研究表明,掺加海藻酸钠和食盐等添加剂的海水混凝土,可以进一步提高混凝土的耐久性和抗侵蚀性能。

冰冻海水环境下混凝土表面涂层长期暴露试验研究

冰冻海水环境下混凝土表面涂层长期暴露试验研究

第41卷第4期2022年4月硅㊀酸㊀盐㊀通㊀报BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY Vol.41㊀No.4April,2022冰冻海水环境下混凝土表面涂层长期暴露试验研究张㊀宏1,朱海威2,杨海成2,李永超2(1.山东高速青岛公路有限公司,青岛㊀266061;2.中交四航工程研究院有限公司,水工构造物耐久性技术交通运输行业重点实验室,广州㊀510230)摘要:本文通过对暴露长达10年的表面涂层混凝土试件和青岛市胶州湾大桥实体结构进行涂层粘结强度㊁氯离子浓度等测试,对涂层应用在混凝土结构上的长期防护效果进行了研究㊂结果表明:在冰冻海水环境暴露10年后,大气区㊁浪溅区和水变区混凝土表面涂层的粘结强度均超过1.5MPa,符合现行规范要求;在浪溅区和大气区环境下,涂层对海工混凝土的长期防护效果较好,但在水变区环境下涂层的防护效果相对较差;有涂层混凝土试件的表观氯离子扩散系数与无涂层混凝土在水变区环境下已无明显差别;大桥实体结构中有涂层混凝土的表面氯离子浓度较无涂层混凝土降低了2.3~3.9倍,且涂层对于实体结构的抗氯离子长期侵蚀效果稍弱于小尺寸混凝土试件㊂关键词:冰冻海水环境;涂层;海工混凝土;暴露试验;结构检测;粘结强度;氯离子中图分类号:TU528㊀㊀文献标志码:A ㊀㊀文章编号:1001-1625(2022)04-1301-07Long-Term Exposure Test of Concrete Surface Coating in Frozen Seawater EnvironmentZHANG Hong 1,ZHU Haiwei 2,YANG Haicheng 2,LI Yongchao 2(1.Qingdao Highway Co.,Ltd,Shandong High-Speed Group,Qingdao 266061,China;2.Key Laboratory of Harbor &Marine Structure Durability Technology of the Ministry of Communications,CCCC Forth Harbor Engineering Institute Co.,Ltd.,Guangzhou 510230,China)Abstract :In this paper,the bonding strength and chloride ion concentration of coatings were tested on the surface-coated concrete specimens exposed for 10years and the solid structure of Qingdao Jiaozhou Bay Bridge.The long-term protective effect of the coatings applied to the concrete structure was studied.The results show that after 10years exposure to the frozen seawater environment,the bonding strength of the coatings on the concrete in the atmospheric zone,the splash zone and the tidal zone all exceed 1.5MPa,which still meets the requirements of current pared with the tidal zone,the coatings on the marine concrete exposed in the splash zone and the atmospheric zone show better long-term protection.In the tidal zone,the apparent chloride ion diffusion coefficient of the coated concrete specimens is not significantly different from that of uncoated concrete.The surface chloride ion concentration of the coated concrete in the structure of the bridge is 2.3to 3.9times lower than that of the uncoated concrete,and the long-term chloride ion corrosion resistance of the coatings on the bridge is slightly weaker than that of the small-sized concrete specimens.Key words :frozen seawater environment;coating;marine concrete;exposure experiment;structure test;bonding strength;chloride ion 收稿日期:2021-11-24;修订日期:2022-01-04基金项目:山东省交通运输厅科技计划(2019B42)作者简介:张㊀宏(1986 ),男,高工㊂主要从事交通工程规划㊁设计㊁施工管理方面研究㊂E-mail:406911281@通信作者:朱海威,博士,工程师㊂E-mail:zhuhaiwei@0㊀引㊀言钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)结构是目前世界上应用最为广泛的工程结构形式,在荷载和环境的多重作用下,钢筋锈蚀是混凝土结构过早破坏的主要原因㊂尤其在沿海或者近海地区,氯离子侵蚀是影响RC 结构耐久性的关键因素[1]㊂为提高海工混凝土的结构耐久性,延长结构使用寿命,涂层等防腐蚀措施已1302㊀水泥混凝土硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第41卷广泛应用于实际工程㊂在RC结构表面涂刷防护涂层,能有效阻止Cl-㊁SO2-4㊁CO2等有害介质渗透进入结构内部[2],降低钢筋表面因Cl-浓度达到临界状态而引发的锈蚀风险,从而有效提高结构耐久性,延长使用寿命㊂但在RC结构服役过程中,其表面涂层也会因环境作用而发生劣化,导致防护性能下降甚至失效㊂由此,许多学者开展了室内试验以评估涂层对RC结构耐久性的长期防护效果,如采取紫外光[3]㊁热老化[3]㊁快速碳化试验[4]㊁氯离子电迁移[5-7]㊁干湿循环试验[6,8]等方法对涂层性能进行评价㊂但由于室内试验环境与实际环境差别较大,难以准确评估涂层防护效果以及反映涂层在实际环境下的劣化规律㊂为了研究涂层在实际环境下的劣化情况,国内外学者[9-10]通过采用自然暴露方法,定期测试涂层防护下混凝土抗氯离子侵蚀状况,对涂层在实际海洋环境下的防护效果做出评价,促进涂层在工程上的推广和应用㊂而在冰冻海水环境,涂层在长期服役过程中存在因冻融循环而出现的开裂㊁剥落等问题,进而影响涂层对实际工程结构的防护效果㊂杨海成等[11]开展了冰冻海水环境下的涂层防护混凝土暴露试验,但仅获得了暴露5年的涂层粘结强度和混凝土中氯离子浓度分布数据㊂目前关于涂层对混凝土的防护效果缺乏长期的暴露试验支撑,另外,涂层在冰冻海水环境实体结构中的应用也较为少见㊂鉴于此,本文对冰冻海水环境下涂层防护海工混凝土开展长期暴露试验,并对应用于青岛市胶州湾大桥实体结构上的涂层的防护效果进行检测,重点分析了10年暴露龄期涂层劣化情况及涂层对海工混凝土抗氯离子侵蚀性能的影响,对比了涂层在小尺寸混凝土试件与实体结构中的长期防护效果差异,为涂层在冰冻海水环境下RC结构中的应用提供耐久性设计参考依据㊂1㊀实㊀验1.1㊀环境特征青岛市胶州湾大桥所在地的年平均气温为12.3ħ,极端最高气温与最低气温分别为38.9ħ和-16.9ħ㊂大桥每年冰冻期为60d左右,在12月下旬到次年2月中旬,其中1月下旬到2月上旬为重冰期,年冻融循环次数达47~52次㊂当地潮汐特征为半日潮类型,两次高潮期的潮水高度基本相同,但低潮的潮水高度存在差异,高潮位与低潮位的平均值分别为1.39m和-1.40m㊂对该海域的海水进行取样分析,其中Cl-与SO2-4含量分别为17568mg/L与2690mg/L,海水pH值为7.4㊂1.2㊀试件制作、养护及表面处理本文所采用的海工混凝土配合比见表1㊂需要说明的是,大气区㊁浪溅区和水变区所采用的混凝土配合比并不一致,这是因为参照了胶州湾大桥不同结构部位的混凝土配合比设计,以保证现场暴露试验与实体工程结构在混凝土材料方面的一致性㊂混凝土原材料:P㊃Ⅰ52.5水泥;S95级磨细矿渣粉,比表面积为456m2/kg;Ⅰ级粉煤灰,比表面积为420m2/kg;河砂,表观密度为2600kg/m3,含泥量为1.0%(质量分数),细度模数为2.9;石灰岩碎石,表观密度为2700kg/m3,堆积密度为1480kg/m3,含泥量为0.3%(质量分数),压碎值为11.8%(质量分数);高性能聚羧酸减水剂,含固量为30%(质量分数),减水率为25%(质量分数)㊂表1㊀混凝土配合比Table1㊀Mix ratio of concreteSample No.Corrosiveenvironment Amount of cementingmaterial/(kg㊃m-3)Cementitious material composition(mass fraction)/%Cement Fly ash Slag power W/BTC-A㊁RS-A Atmospheric zone4675134150.33 TC-S㊁RS-S Splash zone4264014460.34 TC-T㊁RS-T Tidal zone3974015450.36㊀㊀注:RS-表示无涂层,TC-表示有涂层,A㊁S和T分别表示大气区㊁浪溅区和水变区㊂海工混凝土试件为100mmˑ100mmˑ100mm立方体,试件浇筑成型后先于室内标准养护(温度为(20ʃ2)ħ,相对湿度ȡ95%)14d,再转移至室外自然养护4d,最后按照‘青岛胶州湾大桥涂层设计与防腐施工指南“[12]进行混凝土表面处理及涂刷涂层防护材料,同时制作无涂层空白对照组试件㊂涂层采用底层㊁中间层和面层的三层体系,详细信息见表2㊂㊀第4期张㊀宏等:冰冻海水环境下混凝土表面涂层长期暴露试验研究1303表2㊀涂层体系Table2㊀Coating systemCoating name Matching coating Design thickness/μmBottom layer Moisture curing epoxy resin sealer50Middle layer Moisture curing epoxy mica iron oxide sealer300Surface layer Polyurethane sealer901.3㊀现场暴露试验混凝土试件放置于青岛市胶州湾大桥暴露站,如图1所示㊂暴露站按照腐蚀环境分设三层,底层为水变区,中间层为浪溅区,顶层为大气区㊂图1㊀青岛市胶州湾大桥暴露站Fig.1㊀Qingdao Jiaozhou Bay Bridge conventional exposure station1.4㊀实体结构涂层检测本文实体结构检测对象为青岛市胶州湾大桥,如图2(a)所示㊂大桥混凝土结构涂层防护效果的原型检测于某墩柱进行,检测区域的腐蚀环境为浪溅区和大气区,现场检测情况如图2(b)所示㊂墩柱表面防护涂层的体系设置㊁各层材料与本文1.2节一致㊂图2㊀胶州湾大桥实体检测Fig.2㊀Physical inspection of Jiaozhou Bay Bridge1.5㊀测试方法对混凝土试件与大桥实体结构表面涂层外观㊁涂层厚度㊁粘结强度,以及混凝土氯离子浓度进行测试和评价,具体测试㊁分析和评价方法如下:(1)通过观察分析评定涂层表面形貌状态㊂(2)按照‘水运工程混凝土结构实体检测技术规程“(JTS239 2015)[13]进行测试,涂层厚度测试选取10个测点,涂层粘结力选取3个测点,取其平均值作为该试件的代表值㊂(3)按照‘水运工程混凝土试验检测技术规范“(JTS/T236 2019)[14],采用分层磨粉法获取混凝土粉样㊂现场暴露混凝土试件磨粉总深度为12mm,前4mm深度每1mm取一次粉样,4mm深度后每2mm取1304㊀水泥混凝土硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第41卷一次粉样;无涂层试件磨粉深度为24mm,每2mm取一次粉样;大桥实体结构混凝土芯样磨粉深度为30mm,每2mm取一次粉样㊂采用Mettler Toledo T50自动电位滴定仪对粉样进行氯离子浓度测试㊂2㊀结果与讨论2.1㊀暴露试件涂层外观图3为暴露10年后不同环境区域混凝土试件的涂层外观状况㊂其中,大气区试件的涂层颜色无明显变化,仍呈灰色,无粉化㊁开裂㊁剥落等劣化现象,外观质量较好㊂浪溅区试件的涂层呈黄色,无粉化㊁开裂㊁剥落等劣化现象,外观质量良好㊂水变区试件的涂层表面附着了较多海蛎子㊁贝类等海洋生物,涂层已出现局部剥落㊂图3㊀混凝土试件暴露10年后的涂层外观Fig.3㊀Appearance of the coatings of the concrete specimens exposed for10years2.2㊀涂层粘结强度与干膜厚度混凝土试件涂层的粘结强度和干膜厚度的测试结果列于表3㊂现场暴露10年后,大气区㊁浪溅区和水变区试件的涂层干膜厚度分别为418μm㊁464μm和444μm,对应粘结强度分别为2.86MPa㊁3.82MPa和2.35MPa,均符合‘水运工程结构耐久性设计标准“(JTS153 2015)[15]中涂层粘结强度>1.5MPa的要求㊂通过与杨海成等[11]研究结果对比后发现,浪溅区试件的涂层粘结强度1年时为3.53MPa,5年时为3.88MPa,到10年时为3.82MPa,粘结强度在1~5年龄期出现增长,在5~10年基本稳定㊂出现该现象主要是由于在进行涂层粘结强度测试时,涂层表面破坏类型以混凝土破坏为主,而海工混凝土在服役早期随着龄期增长,混凝土持续水化,表面混凝土的抗拉强度不断提高,涂层粘结强度亦随之提高;在服役5年后,混凝土水化趋于完全,表面混凝土的抗拉强度基本稳定,涂层粘结强度也随之基本稳定㊂区别于浪溅区,水变区试件的涂层粘结强度在1年时为3.09MPa,5年时为3.24MPa,10年时仅为2.35MPa,这可能是由于冰冻海水环境下干湿循环㊁冻融循环及海洋生物腐蚀对涂层表面造成了破坏,关于涂层粘结强度的影响因素和退化机理有待进一步研究㊂表3㊀长期暴露下试件的涂层性能Table3㊀Coating properties of specimens under long-term exposureSample No.Binding strength of the coating/MPa Thickness of dry film/μmTC-A 2.86418TC-S 3.82464TC-T 2.354442.3㊀海工混凝土中氯离子扩散行为海工混凝土试件在大气区㊁浪溅区和水变区现场暴露10年后的氯离子浓度随扩散深度的分布情况如图4所示㊂由图4可知,大气区㊁浪溅区㊁水变区的无涂层试件在2mm深度处的氯离子质量浓度分别为0.297%㊁0.594%㊁0.540%,有涂层试件的氯离子质量浓度分别为0.025%㊁0.040%㊁0.104%,有涂层较无涂层分别低10.9倍㊁13.8倍和4.2倍㊂值得注意的是,在大气区和浪溅区条件下,有涂层海工混凝土的氯离第4期张㊀宏等:冰冻海水环境下混凝土表面涂层长期暴露试验研究1305㊀图4㊀混凝土试件中氯离子浓度随扩散深度分布Fig.4㊀Distribution of chloride ion concentration with the diffusion depth in concrete specimens 子浓度与其初始氯离子浓度较为接近,说明混凝土未发生或仅轻微发生氯离子侵蚀现象㊂倪静姁等[16]在华南湛江港工程材料暴露站暴露9年的涂层抗氯离子侵蚀混凝土的试验数据见表4,通过与本文对比说明在冰冻海水环境下,浪溅区和大气区条件下涂层对混凝土结构的长期防护效果较好㊂但是水变区涂层试件在暴露10年后,混凝土2mm 深度处氯离子浓度达到0.104%,说明在冰冻海水环境下的水变区中涂层对RC 结构的防护效果较差㊂利用Fick 第二扩散定律的误差函数解,结合非线性最小二乘方法,计算水变区的海工混凝土表面氯离子浓度和表观氯离子扩散系数㊂其中,误差函数解为[17]:C =C 0+(C s -C 0)1-erf x 4D a ㊃t ()[](1)式中:t 表示侵蚀时间,s;x 表示距离混凝土表面的深度,mm;C 表示t 时刻x 深度处的氯离子浓度,%;C 0为混凝土初始氯离子浓度,%;C s 为混凝土表面氯离子浓度,%;D a 为混凝土表观氯离子扩散系数,m 2/s㊂表4㊀不同暴露地区浪溅区混凝土涂层劣化情况Table 4㊀Coatings degradation under the splash zone at different exposure locationsExposure station Coating system Exposure time Surface chloride ion content South China seaport wharf engineering material exposure station [16]Epoxy asphalt primer +epoxy asphalt topcoat 9yeras <0.03%Qingdao Jiaozhou Bay Bridge exposure station Moisture curing epoxy resin sealer +moisture curing epoxy mica iron oxide sealer +polyurethane sealer 10years<0.04%在水变区条件下,有涂层与无涂层海工混凝土试件经冰冻海水现场暴露1年㊁3年㊁5年和10年后,氯离子扩散行为特征值C s 和D a 列于表5㊂无涂层海工混凝土试件现场暴露1年㊁3年㊁5年和10年后的C s 分别为0.54%㊁0.67%㊁0.52%和0.69%,D a 分别为4.8ˑ10-13m 2/s㊁2.2ˑ10-13m 2/s㊁1.5ˑ10-13m 2/s 和1.7ˑ10-13m 2/s㊂随着暴露时间增长,无涂层海工混凝土C s 基本呈增大趋势,而D a 呈减小趋势㊂有涂层海工混凝土C s 随暴露时间增长呈缓慢增大趋势,且涂层在各暴露时间有效降低了C s ,显著提高了海工混凝土抗氯离子渗透能力㊂但有涂层海工混凝土D a 出现了增大趋势,尤其在暴露10年后,D a 由1年的1ˑ10-14m 2/s 增大至1.4ˑ10-13m 2/s㊂在暴露时间为10年时,有涂层混凝土与无涂层空白组相比,两者的D a 已无显著差别,表明涂层在水变区环境长期暴露后,可能已发生劣化,存在防护功能失效风险㊂表5㊀水变区混凝土试件中氯离子扩散行为特征值Table 5㊀Characteristic values of chloride ion diffusion behavior in concrete specimens exposed in the tidal zoneCoating condition Characteristic value 1year 3years 5years 10years Uncoated C s /%0.540.670.520.69Uncoated D a /(10-13m 2㊃s -1) 4.8 2.2 1.5 1.7Coated C s /%0.030.090.020.17Coated D a /(10-14m 2㊃s-1)132142.4㊀涂层对暴露试件与实体结构的防护效果对比在大桥实体结构上进行钻芯取样,测试氯离子浓度随扩散深度的分布情况(见图5)㊂由图5可知,在混凝土结构2mm 深度处,大气区和浪溅区的C s 分别为0.19%和0.09%,即相同深度处㊁不同环境条件下大桥实体结构中的C s 测试结果均高于小尺寸混凝土暴露试件㊂分析该现象出现的原因,可能是由于实体结构在服役过程中长期受动㊁静荷载作用,涂层表面因此出现微裂缝,当涂层表面产生裂缝或缺陷后会加速氯离子1306㊀水泥混凝土硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第41卷图5㊀涂层防护状态下实体结构内氯离子浓度变化规律Fig.5㊀Change of chloride ion concentration in the solid structure under the coatings protection state 在混凝土表层积聚[9],而涂层破损后水变区的海洋生物也可能会加速氯离子向混凝土内部扩散[18-19];另外涂层涂装环境的差异也会产生一定的影响,混凝土暴露试件的涂装环境较为稳定,而实体结构在施工时容易受到海洋环境的影响㊂因此,在冰冻海水环境下根据暴露试验结果进行涂层防护耐久性设计和评估时,需考虑到暴露试验与实体工程之间的差异㊂另外,由表6中C s 和D a 计算结果可知,虽然大气区和浪溅区有涂层实体结构的C s 分别达到0.11%和0.34%,但相对于无涂层实体结构,对应腐蚀环境C s分别降低了2.9倍和1.3倍㊂海工混凝土中活性矿物掺合料的掺入导致早期的水化反应较为缓慢,尤其在海洋工程施工过程中易受作业环境的影响,使混凝土过早暴露于海水中,导致海工RC 结构耐久性能下降㊂在混凝土结构施工早期采用涂层作为防护措施,能够有效阻断或延缓环境中的有害离子侵入,待海工混凝土水化反应充分后,其内部基体致密性提高,即使涂层在RC 结构服役后期出现老化破损,混凝土仍然具有较好的抗氯离子侵蚀性能㊂表6㊀冰冻海水环境下实体结构与暴露试件C s 与D aTable 6㊀C s and D a of solid structure and concrete specimens under frozen seawater environmentSample No.C s /%D a /(10-14m 2㊃s -1)RS-A0.4317RS-S 0.7812TC-A0.045TC-S 0.051CP-A0.1117CP-S 0.3410㊀㊀注:CP 表示大桥墩柱㊂3㊀结㊀论(1)涂层防护下的海工混凝土试件在冰冻海水环境下暴露10年后,大气区㊁浪溅区和水变区试件的涂层粘结强度分别为2.86MPa㊁3.82MPa 和2.35MPa,仍满足现行规范要求㊂(2)涂层能够有效抵抗氯离子对海工RC 结构侵蚀,大气区㊁浪溅区与水变区有涂层的海工混凝土试件在距表面2mm 深度处的氯离子浓度较无涂层分别低10.9倍㊁13.8倍㊁4.2倍㊂(3)冰冻海水环境中,浪溅区和大气区环境下涂层对海工混凝土的长期防护效果较好,而在水变区环境下涂层防护效果会受到影响,暴露10年后水变区混凝土试件表面涂层已发生局部破损㊂(4)涂层在大气区和浪溅区环境下对胶州湾大桥实体结构的防护效果较好,且涂层在实体结构上的抗氯离子侵蚀效果要弱于小尺寸暴露试件㊂参考文献[1]㊀庞㊀龙,应宗权,范志宏,等.基于实测数据的港工混凝土结构环境荷载模型及耐久性分析[J].工程力学,2016,33(s1):168-172.PANG L,YING Z Q,FAN Z H,et al.Environmental load model and durability analysis of marine concrete structures based on in situ test datain South China[J].Engineering Mechanics,2016,33(s1):168-172(in Chinese).[2]㊀杨㊀苹,李伟华,赵铁军.不同表面涂层对混凝土的防护效果[J].硅酸盐学报,2012,40(11):1613-1617.YANG P,LI W H,ZHAO T J.Protective effect of surface coatings on concrete[J].Journal of the Chinese Ceramic Society,2012,40(11):1613-1617(in Chinese).[3]㊀LI G,YANG B Y,GUO C S,et al.Time dependence and 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高质量混泥土在海洋工程中的应用

高质量混泥土在海洋工程中的应用

高质量混泥土在海洋工程中的应用高质量混凝土在海洋工程中的应用随着人类对海洋资源的不断开发利用,海洋工程日益重要。

而混凝土作为一种常用的建筑材料,在海洋工程中也发挥着重要的作用。

本文将探讨高质量混凝土在海洋工程中的应用,并分析其优势和挑战。

一、高质量混凝土的定义高质量混凝土是指具有较高强度、耐久性和抗氯离子渗透性能的混凝土。

它采用了优质的水泥、细砂、骨料以及掺加剂,通过合理的配比和施工工艺,使得混凝土具备了出色的物理和化学性能。

二、高质量混凝土在海洋工程中的应用1.海堤和防波堤建设海堤和防波堤是保护沿海地区免受海浪侵袭的重要设施。

高质量混凝土由于其优异的抗冲刷性能和耐久性,被广泛应用于海堤和防波堤的建设中。

它能够有效抵御海浪的冲击和侵蚀,确保海岸线的稳定。

2.海上平台和码头建设海上平台和码头是海洋工程中常见的建筑物,承载着装卸货物和船只停泊的功能。

高质量混凝土具有出色的强度和耐久性,能够承受海浪冲击和长期浸泡在海水中的腐蚀作用。

因此,它是建造海上平台和码头的理想选择。

3.海洋风电基础建设海洋风电是近年来发展迅速的一种清洁能源。

而高质量混凝土作为风力发电机组基础设施的重要组成部分,承受着巨大的重量和各种海洋环境的挑战。

只有具备良好的强度和耐久性的高质量混凝土,才能确保海洋风电设施的安全稳定运行。

三、高质量混凝土的优势1.强度高:高质量混凝土采用了特殊的配比和施工工艺,拥有更高的抗压强度和抗拉强度。

2.耐久性好:高质量混凝土能够有效抵抗氯离子渗透、结构裂缝和腐蚀侵蚀,延长使用寿命。

3.施工性能好:高质量混凝土具有良好的可塑性和流动性,易于施工和模具成型。

四、高质量混凝土的挑战1.成本高:相比于普通混凝土,高质量混凝土的配料和施工工艺更加复杂,造价更高。

2.施工限制:高质量混凝土对施工工艺和施工环境要求较高,需要配合专业的施工技术和设备。

五、总结高质量混凝土在海洋工程中的应用广泛且重要。

它能够承受海洋环境的各种挑战,提供强韧的结构支撑。

混凝土结构在海洋工程中的应用

混凝土结构在海洋工程中的应用

混凝土结构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建设和开发活动。

在海洋工程中,混凝土结构是一种常用的结构形式。

混凝土结构具有强度高、防腐蚀性好、耐久性强等优点,在海洋环境下可以长期使用。

本文将从混凝土结构在海洋工程中的应用、混凝土结构的设计、混凝土结构的施工等方面进行阐述。

二、混凝土结构在海洋工程中的应用1. 桥梁海洋中的桥梁多使用混凝土结构,这是因为混凝土结构具有高强度、耐久性强等特点。

在桥梁设计中,需要考虑海洋环境的因素,如水流、风浪、盐雾等,从而设计出符合海洋环境要求的混凝土桥梁。

2. 海上平台海上平台是一种海洋工程设施,其主要应用于海洋石油开发、海洋风电等方面。

混凝土结构在海上平台中应用广泛,主要是因为混凝土结构能够承受海浪、风浪等海洋环境的恶劣条件,同时混凝土结构具有防腐蚀性强、耐久性好等优点。

3. 海堤海堤是一种用于抵御海浪、风浪等海洋环境的工程设施。

混凝土结构在海堤中应用广泛,主要是因为混凝土结构具有高强度、防腐蚀性强等特点,在海洋环境下可以长期使用。

三、混凝土结构的设计1. 混凝土材料的选择在混凝土结构的设计中,需要选择符合海洋环境要求的混凝土材料。

一般来说,海洋环境中盐度高,腐蚀性强,因此需要选择防腐蚀性能好的混凝土材料。

2. 设计荷载的确定在混凝土结构的设计中,需要确定设计荷载。

海洋环境中存在海浪、风浪等荷载,因此需要通过数值模拟等方法确定设计荷载。

3. 结构形式的选择在混凝土结构的设计中,需要选择符合海洋环境要求的结构形式。

一般来说,海洋环境中存在海浪、风浪等荷载,因此需要选择具有抗震、抗风浪等特点的结构形式。

4. 断面尺寸的确定在混凝土结构的设计中,需要确定断面尺寸。

断面尺寸的大小直接影响混凝土结构的强度和稳定性,因此需要根据设计荷载、混凝土材料等因素确定合适的断面尺寸。

四、混凝土结构的施工1. 基础施工在混凝土结构的施工中,需要进行基础施工。

基础施工的质量直接影响混凝土结构的稳定性和安全性,因此需要根据设计要求、地质条件等因素进行合理的基础设计和施工。

海水混凝土的制备及其在海洋工程中的应用

海水混凝土的制备及其在海洋工程中的应用

海水混凝土的制备及其在海洋工程中的应用一、海水混凝土的概述海水混凝土是指将海水作为混凝土配制中的混凝土拌水的一种特殊水源。

海水混凝土与普通混凝土相比具有更好的耐久性和抗渗透性能,因此在海洋工程中得到了广泛的应用。

海水混凝土的制备需要注意一些技术要点,下面将详细介绍海水混凝土的制备及其在海洋工程中的应用。

二、海水混凝土的制备1.海水混凝土的材料海水混凝土的材料主要包括水泥、海砂、海水和淡水。

其中,海水作为混凝土拌水的水源,需要从海洋中取得。

海砂是海水混凝土的主要骨料,其颗粒直径一般应大于5mm。

水泥和淡水则是混凝土的基本成分,用于混合海砂和海水。

2.海水混凝土的制备步骤(1)准备材料。

将海砂清洗干净,水泥和海水混合均匀,淡水备用。

(2)混合材料。

将水泥和海水混合均匀后,加入海砂中,不断搅拌至均匀。

(3)调整混合比。

根据实际需要,适当添加淡水调整混合比,确保混凝土的强度、韧性和耐久性等性能。

(4)浇注。

将制备好的混凝土浇注至模具中,振捣并养护。

3.海水混凝土的注意事项(1)海砂的选择。

由于海水中含有大量的盐分和碱性物质,因此海砂的选择非常重要。

应当选择耐盐碱的海砂,以确保混凝土的耐久性和抗渗透性能。

(2)混合比的调整。

海水混凝土的混合比需要根据实际需要进行调整,以确保混凝土的强度、韧性和耐久性等性能。

(3)振捣和养护。

海水混凝土的振捣和养护过程中需要注意细节,以确保混凝土的密实性和耐久性。

三、海水混凝土在海洋工程中的应用1.海水混凝土的优势(1)耐久性好。

海水混凝土中的海砂可以有效地抵御海洋环境中的侵蚀,从而提高混凝土的耐久性。

(2)抗渗透性能好。

海水混凝土中的海砂和海水的特殊配合可以有效地防止混凝土表面的渗漏和侵蚀。

(3)强度高。

海水混凝土中的海砂具有较高的硬度和韧性,可以有效地提高混凝土的强度。

2.海水混凝土在海洋工程中的应用(1)海底隧道。

海水混凝土可以用于海底隧道的建设,其耐久性和抗渗透性能可以有效地保证隧道的安全和稳定。

海洋工程混凝土施工技术与应用

海洋工程混凝土施工技术与应用

海洋工程混凝土施工技术与应用海洋工程混凝土施工技术与应用海洋工程混凝土是指在海洋环境下使用的混凝土,它具有耐海水、耐海风、耐海浪、耐海盐等特点。

海洋工程混凝土广泛应用于海上桥梁、海上石油平台、海上风电场等海洋工程中。

本文将从混凝土材料、混凝土配合比设计、混凝土施工技术等方面介绍海洋工程混凝土的施工技术与应用。

一、混凝土材料海洋工程混凝土的材料要求具有较高的耐海水、耐盐雾、耐磨损、耐冻融等性能。

一般采用的材料有以下几种。

1.水泥海洋工程混凝土中的水泥要求具有较高的早期强度和耐水性。

通常采用硅酸盐水泥,如普通硅酸盐水泥、高性能硅酸盐水泥等。

此外,为了提高混凝土的耐水性,可以添加适量的矿物掺合料,如粉煤灰、矿渣粉等。

2.骨料海洋工程混凝土中的骨料要求具有较高的耐磨性和耐水性。

通常采用的是海砾石、钢渣等坚硬的骨料。

3.水海洋工程混凝土中的水要求具有较高的纯净度和适度的碱性。

为了保证混凝土的耐水性,一般采用的是河水、湖水等淡水。

4.掺合料海洋工程混凝土中的掺合料要求具有较高的细度和活性。

一般采用的是粉煤灰、矿渣粉等矿物掺合料。

二、混凝土配合比设计海洋工程混凝土的配合比设计要根据具体的工程条件和要求进行。

一般要考虑以下因素。

1.耐久性海洋环境复杂,混凝土要经受海水、海风、海浪、海盐等多种侵蚀,因此要求混凝土具有较高的耐久性。

配合比设计要选用合适的水泥、骨料、水和掺合料,保证混凝土的耐久性。

2.强度海洋工程混凝土要求具有较高的强度,以满足工程的要求。

配合比设计要根据具体的工程要求,确定混凝土的强度等级和强度等级的保证率。

3.流动性海洋工程混凝土在施工过程中要求具有较好的流动性,以便于灌注、浇筑、震捣等。

配合比设计要根据具体的施工要求,确定混凝土的流动性。

4.稳定性海洋工程混凝土在施工过程中要求具有较好的稳定性,以避免出现塌陷、破裂等情况。

配合比设计要根据具体的施工要求,确定混凝土的稳定性。

三、混凝土施工技术海洋工程混凝土的施工技术要求具有较高的技术水平和专业性。

海洋工程混凝土防腐蚀技术规范

海洋工程混凝土防腐蚀技术规范

海洋工程混凝土防腐蚀技术规范一、引言海洋工程混凝土防腐蚀技术规范是对海洋工程混凝土防腐蚀技术的要求及方法进行规范的文件。

海洋工程混凝土具有抗压、抗弯、抗拉、抗冻、抗腐蚀、防水、耐久等特点,但在海洋环境中,混凝土易受海水、潮汐、氯离子等腐蚀因素的影响,从而导致混凝土的质量下降,甚至失效,影响海洋工程的安全和使用寿命。

因此,制定海洋工程混凝土防腐蚀技术规范对于保障海洋工程的安全和可持续发展具有重要的意义。

二、适用范围本规范适用于海洋工程混凝土的防腐蚀设计、材料选择、施工及验收等环节,包括海洋平台、海底隧道、海底管道、海洋桥梁、海洋码头等海洋工程中的混凝土构件。

三、材料选择1. 混凝土材料海洋工程混凝土的材料应符合国家相关标准的要求。

在海洋环境中,混凝土应具有抗氯离子侵蚀的能力。

混凝土的配合比应按照设计要求进行,不得随意改变。

2. 钢筋钢筋应符合国家相关标准的要求。

钢筋的表面应进行除锈处理,并喷涂防锈漆。

3. 防腐涂料防腐涂料应符合国家相关标准的要求。

在海洋环境中,防腐涂料应具有抗盐雾、耐腐蚀、耐紫外线等性能。

四、防腐蚀设计1. 设计防腐蚀等级根据海洋工程混凝土所处的环境,确定相应的防腐蚀等级。

防腐蚀等级应符合国家相关标准的要求。

2. 设计防腐蚀厚度根据设计防腐蚀等级和混凝土构件的使用寿命,确定防腐蚀层的厚度。

防腐蚀层的厚度应符合国家相关标准的要求。

3. 设计防腐蚀措施根据设计防腐蚀等级和混凝土构件的使用条件,确定相应的防腐蚀措施,包括防腐蚀涂料、防腐蚀衬里、防腐蚀电位等措施。

防腐蚀措施应符合国家相关标准的要求。

五、施工1. 表面处理在进行混凝土浇筑之前,应对钢筋表面进行除锈处理,并喷涂防锈漆。

混凝土表面应进行清理,去除油污、灰尘、杂物等。

2. 防腐蚀涂料施工防腐蚀涂料施工应按照涂料生产厂家的要求进行。

涂料的施工应均匀、完整,不得漏涂、漏刷。

涂料施工时应注意温度、湿度等环境因素。

3. 防腐蚀衬里施工防腐蚀衬里施工应按照设计要求进行。

海工水泥在海洋工程水下施工中的应用案例

海工水泥在海洋工程水下施工中的应用案例

海工水泥在海洋工程水下施工中的应用案例引言海洋工程是指为了利用海洋资源,满足人类需求而进行的各类工程活动。

在海洋工程中,水下施工是一项重要的技术环节。

而海工水泥作为一种特殊的建筑材料,在海洋工程水下施工中有着广泛的应用。

本文将通过介绍几个海工水泥在海洋工程水下施工中的应用案例,探讨其在海洋工程中的重要性和实际应用情况。

1. 桩基施工桩基施工是海洋工程中的常见施工方式。

桩基用于支撑桥梁、码头、平台等建筑物或结构,能够抵抗海洋环境中风浪、潮汐等力量的作用。

在水下施工中,由于环境复杂,施工难度较大。

海工水泥在桩基施工中起到了关键的作用。

以中国南海的某海洋桥梁工程为例,施工人员通过潜水等方式,在水下将预制桩匣下沉至指定位置,并利用海工水泥进行填充和固化。

海工水泥具有良好的抗压强度和抗侵蚀性能,能够稳固地将桩匣连接至水下地基,确保桩基施工的安全和可靠。

2. 海底管道维修海洋工程中的海底管道是将天然气、石油等能源输送至陆地或海上平台的重要通道。

由于海底环境的恶劣性,海底管道容易受到海洋生物腐蚀、水流冲刷等因素的影响,导致管道出现破损或泄漏。

海工水泥在海底管道维修中发挥着关键的作用。

以北海某石油钻井平台的海底管道维修案例为例,当管道发生泄漏时,施工人员通常会利用潜水装备将海工水泥从水下泵送至泄漏处,迅速进行修补。

海工水泥的迅速凝固特性能够快速修补管道,有效解决泄漏问题,保证海洋环境的安全。

3. 海床稳固海床稳固是海洋工程中的重要问题。

在某些海洋工程中,为了保证建筑物或结构物的稳定性,需要对海床进行处理。

海工水泥因其极佳的黏结性能和抗冲刷能力,成为海床稳固的理想材料。

以厄瓜多尔的海洋风电场工程为例,施工人员通过抛石、铺设过滤层等方式,将海工水泥与海床结合起来,形成牢固的基础。

海工水泥的特性确保了基础的稳定,同时也为风电场的安装提供了可靠的支持。

4. 海底钻孔海洋工程中的海底钻孔是获取海底资源、进行地质勘探等重要活动的手段。

海工水泥在海底岩石爆破中的应用技术

海工水泥在海底岩石爆破中的应用技术

海工水泥在海底岩石爆破中的应用技术海底岩石爆破是一项具有挑战性的任务,需要精确的技术来达到预期的效果。

在海底爆破中,海工水泥扮演着重要的角色。

本文将探讨海工水泥在海底岩石爆破中的应用技术,并探讨其对海洋工程的重要性。

海工水泥是一种高性能复合材料,具有良好的耐水性和耐蚀性。

它由水泥、粉煤灰、石英粉、粒度合适的石英砂等原材料组成,通过特殊工艺制作而成。

其具有高强度、高密实度、低收缩性等特点,适合用于海底岩石爆破。

首先,海工水泥在海底岩石爆破中用作填充物。

在岩石爆破后,空洞和裂缝可能会出现在岩石中。

这些空洞和裂缝可能对海洋工程的稳定性造成威胁。

为了解决这个问题,海工水泥被注入到这些空洞和裂缝中,填充它们,加固岩石结构。

这种填充物的使用可以提高岩石的密实度,增强其抗风化和抗侵蚀能力,从而保证海洋工程的稳定性和耐久性。

其次,海工水泥在海底岩石爆破中用于修复岩石结构。

在一些情况下,岩石可能会因为爆破而受损,形成裂缝和碎片。

这种情况下,海工水泥可以被用来修复岩石的结构。

通过将水泥溶液注入到岩石缝隙中,水泥会逐渐凝固并形成固态结构。

这种修复过程可以将岩石重新连接在一起,并恢复其力学性能。

另外,海工水泥还可以作为保护层使用。

在海底岩石爆破中,为了确保海洋工程的安全性,可能需要在岩石表面覆盖一层保护层。

海工水泥可以作为一种保护层的材料使用。

它可以形成一个坚固的表面,保护岩石免受海水侵蚀和其他环境影响。

除了以上三个方面的应用,海工水泥还可以在海洋工程中起到其他重要作用。

例如,它可以被用作岩石钻孔中的充填物,以增加钻孔的稳定性。

此外,它还可以被用作构筑物的地基加固材料,提高结构的安全性和稳定性。

总之,海工水泥在海底岩石爆破中具有广泛的应用。

它作为填充物、修复材料和保护层,可以增强岩石结构的稳定性和耐久性。

此外,海工水泥还可以在其他方面为海洋工程提供帮助。

因此,海工水泥的应用技术在海底岩石爆破中具有重要意义,为海洋工程的建设提供了坚实的基础。

水泥在海洋工程中的应用

水泥在海洋工程中的应用

水泥在海洋工程中的应用一、前言在海洋工程中,水泥是一种非常重要的材料,被广泛应用于各种水下建筑、水下管道、堤坝、码头、港口、桥梁等建筑结构中。

本文将详细介绍水泥在海洋工程中的应用,包括水泥的种类、水泥在海洋工程中的具体应用场景以及水泥的优缺点等。

二、水泥种类1. 普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥是海洋工程中最常用的水泥种类之一,它主要由熟料和适量的石膏组成,具有抗压强度高、适应性强、施工方便等优点。

2. 高强度水泥高强度水泥是一种抗压强度较高的水泥,适用于一些特殊的建筑结构中,例如深海钻井平台、海底隧道等。

3. 轻质水泥轻质水泥是一种密度较低的水泥,适用于一些浮式结构中,例如浮筏、浮船等。

三、水泥在海洋工程中的应用场景1. 水下建筑在海洋工程中,水下建筑包括海洋工程的基础、支撑结构、管道等。

水泥被广泛应用于这些建筑结构中,例如海底油气钻井平台、海底电缆维护等。

水泥可以固定钢管、管道、电缆等,将它们稳定地固定在海底,从而保证海底结构的稳定性和安全性。

2. 堤坝、码头、港口堤坝、码头、港口是海洋工程中常见的建筑结构,水泥在建造这些结构中扮演着重要的角色。

水泥可以用于固定码头、港口等建筑结构,保证其稳定性和安全性。

3. 桥梁、隧道桥梁、隧道是海洋工程中的重要建筑结构,水泥也被广泛应用于这些结构中。

例如,在海底隧道建设中,水泥可以用于建造隧道的内壁和外壁,保证隧道的稳定性和安全性。

四、水泥的优缺点1. 优点(1)抗压强度高:水泥的抗压强度很高,能够承受海洋环境中的高压力。

(2)适应性强:水泥可以适应不同的海洋环境,例如深海、浅海、海底等不同环境。

(3)施工方便:水泥施工方便,可以通过水下注浆等方式进行施工。

(4)环保性好:水泥是一种环保的建筑材料,不会对海洋环境造成污染。

2. 缺点(1)强度损失:水泥在海洋环境中容易受到海水侵蚀,从而导致强度损失。

(2)成本高:水泥的成本相对较高,需要耗费大量的人力、物力和财力。

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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。

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