海工混凝土配合比设计及质量操纵

海工混凝土配合比设计及质量操纵
1. 海工混凝土耐久性综述
####跨海大桥横跨####海域，地处亚热带，四季分明，气候特点温和、湿润、多雨。

其海面宽敞，自然条件复杂，所处环境对结构侵蚀作用按分区由中等程度（C级）至极端严峻程度（F级）。

在这种环境下，氯离子极易穿过砼表面渗透到钢筋，致使钢筋截面减小、砼胀裂剥落，砼结构破坏，危及建筑物的正常运行。

因此，在####大桥的建设中，必需考虑结构利用环境的侵蚀特性，制定严格的海工砼耐久性施工组织设计，强化与耐久性有关的技术条款，确保砼结构利用寿命100年。

海工砼耐久性设计应遵循以下原那么：
①氯盐对钢筋的侵蚀属电化学进程，受综合性多因素阻碍，因此，其单一的防护方法往往不能奏效，应该采取综合性方法；
②海工砼的设计应执行“以防为主”的战略方针，重点在“预先设防”，就具体的技术思路而言，应考虑大体方法（增强砼自身对钢筋的爱惜能力）加上附加方法（一项或几项）的综合方略；
③进行经济效益分析，适当增加施工期投入，能够大大减少修复费用以确保结构砼利用寿命。

目前普遍采纳的海工砼耐久性大体方法包括：
①采纳高性能混凝土,不但提高砼密实性，而且通过大掺量复合矿粉的掺入，增加氯离子的结合量，减少有害的游离氯离子。

高性能混凝土是以耐久性为设计指标的混凝土，它的突出特点是高耐久性，与常规混凝土相较，具有独特的优越性：
a、优良的工作性能。

具有较高的流动性，并能长时刻维持较高的流动性、不离析、不泌水；
b、高耐久性。

包括高抗渗性、高抗冻性、耐侵蚀能力好等；
c、体积稳固性好。

混凝土体形变形小。

高性能混凝土最大限度提高混凝土的密实性，阻挡氯离子的渗入，减缓氯离子的扩散速度，从而延长了氯离子抵达钢筋表面并达到“临界值”的时刻。

在一
样环境条件下，混凝土的水灰比越低和加倍密实，氯离子在砼中的浓度随之明显降低，并随砼的深度的增加而衰减越快，说明混凝土密实关于减少氯离子在砼中的渗透速度是很有效的。

②增加砼爱惜层厚度。

氯离子在砼中的浓度（含量）是随着砼深度（厚度）的增加而减小，说明增加爱惜层厚度关于减缓氯离子的渗透是很有效的。

③最大限度的避免砼裂痕的产生。

砼的裂痕是阻碍钢筋锈蚀和砼耐久性的重要因素之一，必需从原材料选择、配合比优化、砼温控方法的制定和施工中的质量操纵等多方面来避免裂痕的产生。

要紧附加方法包括：
a、钢筋材质与钢筋涂层的选用；
b、掺加钢筋阻锈剂；
c、砼表面封锁、涂层的选用；
d、阴极爱惜等电化学方式；
e、施工中的质量操纵。

针对####大桥各构件的侵蚀环境和施工工艺，咱们将采取以上两项或多项方法联用，确保海工砼的耐久性。

2. 海工混凝土原材料优选及品质操纵
1）水泥
选用安徽宁国水泥厂海螺.Ⅱ水泥，水泥的氯离子含量低于％，强度品级、SO
含量、MgO含量、碱含量、安宁性均符合国家标准。

3
2）矿物掺合料
a、粉煤灰
选用北仑电厂Ⅱ级灰，粉煤灰的烧失量不大于7％，需水量比不大于100％，含量不大于2％；
SO
3
b、磨细矿渣
水淬高炉矿渣的比表面积操纵在420m2/kg,需水量比不大于100％，烧失量不大于5％；
c、硅灰
硅灰中SiO
含量不小于85％，比表面积不小于1800 m2/kg,含水率不大于
2
3％；
d、复合超细矿粉
利用两种或两种以上的掺合料复合而成的超细矿粉掺合料，其成效远远优于单一的矿物搀和料，复合超细矿粉应在工厂预先加工，质量稳固并经有关部门鉴定。

3）外加剂
采纳性能优良的缓凝高效引气型减水剂。

减水率大于25％，与水泥及其它矿物掺合料、膨胀剂、阻锈剂相容性较好，其氯离子含量不大于胶凝材料总重量的％。

4）阻锈剂
拟选用山西凯翕克化工生产的亚硝酸钙（粉剂）。

其产品性能稳固，阻锈成效好，掺量为胶凝材料的～2％。

5）膨胀剂
拟选用建研院生产的UEA砼膨胀剂，它能够提高砼抗裂防渗性能，掺量为胶凝材料的10％～12％，总膨胀量为万～4/万。

6）石子
采纳舟山定海碎石，粒径5～25mm，颗粒级配良好，其骨料碱活性查验合格，各项性能指标知足《公路桥涵施工技术标准》（JTJ041-2000）。

7）砂
采纳福建闽江中粗砂，细度模量，颗粒级配良好，为知足泵送要求，筛孔的累计筛余宜很多于85％。

各项性能指标知足《公路桥涵施工技术标准》（JTJ041-2000）。

8）拌合水
2-计不大采纳自来水，水中的氯离子含量不大于200mg/L，硫酸盐含量按SO
4
于500 mg/L。

3. 桩基、承台、墩身及索塔砼配合比设计
1）桩基砼
①设计要求及结构利用环境
砼强度品级C30，最大水胶比≤，氯离子扩散系数≤×10-12m2/s。

为使砼均匀密实，砼应具有良好的流淌性，砼坍落度操纵在18±2cm。

②配合比设计要点
a、选用P.Ⅱ水泥掺粉煤灰，粉煤灰可改善砼和易性，提高砼抗击氯离子扩散的能力，粉煤灰的掺量占胶凝材料总量的35-40％；
b、选择性能优良的缓凝高效减水剂，减少坍落度损失，确保砼自密实、自流淌；
c、通过调整胶凝材料用量、粉煤灰掺量、外加剂掺量及砂率，使砼的抗氯离子渗透性和工作性知足施工要求。

2）承台混凝土
①设计要求及结构利用环境
承台砼强度品级C30，最大水胶比≤，氯离子扩散系数≤×10-12m2/s。

为保证砼的均匀密实性，砼坍落度操纵在16±2cm，初凝时刻为12h。

由于承台砼处于水位转变区，受潮差的阻碍较大，砼结构利用环境较为恶劣，必需对承台砼进行耐久性设计，采纳多种方法，确保砼结构的利用寿命。

②配合比设计要点
a、承台属大体积砼，必需有效降低砼绝热温升，避免温度裂痕的产生，有效操纵氯离子的渗入；
b、采纳我局开发的《大体积砼温度应力程序包》进行温控计算，承台砼绝热温升应小于40℃；
c、通过水泥、粉煤灰及矿渣的掺入，充分发挥级配效应和复合效应，有效降低氯离子扩散系数，延缓氯离子达到“临界浓度”的时刻，增加结构利用寿命。

胶凝材料总用量很多于420kg/m3。

粉煤灰掺量拟定为20-30％，矿渣掺量拟定为40-50％；
d、通过掺入阻锈剂亚硝酸钙增强砼抗击氯离子侵蚀的能力。

亚硝酸钙掺入砼中能起到两方面的作用：①许诺更多的氯离子进入砼中，提高氯离子引发钢筋锈蚀的临界值，从而推延钢筋开始生锈的时刻；②减缓了钢筋侵蚀进展的速度。

亚硝酸钙的掺量拟定为～2％；
e、海工砼通过适当引气提高砼的工作性和耐久性，由于杭州湾大桥地处亚热带，极少显现结冰现象，新拌砼中含气量操纵在3～4％左右，引气剂与减水剂复配后直接加入砼中；
f、优化砼配合比，提高砼工作性和密实性。

3）墩身砼
①设计要求及结构利用环境
墩身砼设计强度品级C40。

砼最大水胶比≤，砼氯离子扩散系数≤×10-12m2/s。

墩身砼处于浪溅区，受干湿循环和温度转变的阻碍专门大，砼中的钢筋如缺少有效爱惜极易锈蚀。

因此，墩身砼的利用环境最为严酷，保证高质量砼和爱惜层厚度是第一道防线，应从材料选择，合理配比及施工，养护等全进程进行系统操纵。

②配合比设计要点
a、为降低墩身砼氯离子扩散系数，胶凝材料选用.Ⅱ水泥掺粉煤灰和硅灰，胶凝材料最低用量大于450kg/m3，粉煤灰掺量拟定为15-30％，硅灰掺量5％左右；
b、选用引气型高效减水剂提高海工砼耐久性，新拌砼含气量在5％左右；
c、由于墩身砼处于的严酷环境，掺加阻锈剂亚硝酸钙以提高砼抗击氯离子侵蚀的能力，亚硝酸钙掺量拟定为胶凝材料的～2％；
d、现浇墩身属大体积砼，通过配合比优化，操纵砼绝热温升小于40℃。

4）索塔混凝土
①设计要求及结构利用环境
混凝土强度品级C50，最大水胶比≤，氯离子扩散系数≤×10-12m2/s。

索塔混凝土大部份处于浪溅区,环境条件较恶劣,必需严格操纵砼质量,使混凝土具有低收缩、抗抗渗等性能。

②配合比设计要点
a、为降低墩身砼氯离子扩散系数，胶凝材料选用.Ⅱ水泥掺粉煤灰和硅灰，胶凝材料用量480kg/m3左右，硅灰掺量5％左右。

b、选用引气型高效减水剂提高海工砼耐久性，新拌砼含气量在5％左右
c、通过实验确保选用的外加剂、与引气剂与水泥的相容性较好。

d、优化砼配合比，提高砼工作性和密实性。

4海工混凝土施工质量操纵与保证
对原材料的质量操纵
对海工高性能混凝土进行原材料操纵。

②对混凝土拌和物的质量操纵
####大桥海工混凝土采纳泵送施工，新拌混凝土的工作性应符合泵送要求。

混凝土坍浇度操纵在16±2cm，1小时坍落度损失≤2cm，混凝土凝结时刻知足浇筑要求。

混凝土不离析、不泌水，和易性好。

混凝土氯离子扩散系数知足招标文件。

③施工时的质量操纵
a、增强振捣，改善砼密实性，避免蜂窝、麻面；
b、严格操纵砼爱惜层，利用爱惜层定位夹（块）；
c、由于承台砼爱惜层较厚，设有防裂钢筋网，保证防裂钢筋网与承台钢筋绝缘良好，防裂钢筋网混凝土爱惜层厚度应不小于5cm；
d、承台、现浇墩身属大体积混凝土，采纳我局开发的《砼温度应力计算程序包》对进行温度应力计算，据此制定相应的温控方法，如操纵砼入仓温度、埋设冷却水管、保温养护等，幸免温度裂痕的产生；
e、增强砼养护，避免干缩裂痕的产生。

砼浇筑完毕后及时覆盖，终凝后浇淡水养护或涂刷养护剂并覆盖塑料薄膜；
f、为幸免砼受海水的冲洗和污染，应尽可能推延新浇砼与海水接触的龄期，一样不小于6周；
g、由于阻锈剂亚硝酸钙较难溶解，应延长混凝土搅拌时刻或提早将硝酸钙化成溶液，以保证搅拌均匀。