海工混凝土配合比設(shè)計(jì)及質(zhì)量控制

1、 海工混凝土耐久性綜述 #跨海大橋橫跨#海域地處亞熱帶四季分明氣候特征溫和 多雨其海面寬闊自然條件復(fù)雜所處環(huán)境對(duì)結(jié)構(gòu)腐蝕作用按分區(qū)由中等程度 （級(jí)）至極端嚴(yán)重程度（級(jí)。在這種環(huán)境下，氯離子極易穿過砼表面滲透 到鋼筋導(dǎo)致鋼筋截面減小砼脹裂剝落砼結(jié)構(gòu)破壞 因此在#大橋的建設(shè)中必須考慮結(jié)構(gòu)使用環(huán)境的侵蝕特性 工砼耐久性施工組織設(shè)計(jì)強(qiáng)化與耐久性有關(guān)的技術(shù)條款 100年。 海工砼耐久性設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則： 氯鹽對(duì)鋼筋的腐蝕屬電化學(xué)過程，受綜合性多因素影響，因此，其單一 的防護(hù)措施往往不能奏效，應(yīng)該采取綜合性措施； 就 具體的技術(shù)思路而言應(yīng)考慮基本措（加強(qiáng)砼自身對(duì)鋼筋的保護(hù)能力加上附 加措施（一項(xiàng)或幾項(xiàng)）

2、的綜合方略； 進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益分析，適當(dāng)增加施工期投入，可以大大減少修復(fù)費(fèi)用以確 保結(jié)構(gòu)砼使用壽命。 目前普遍采用的海工砼耐久性基本措施包括： 采用高性能混凝土不但提高砼密實(shí)性，而且通過大摻量復(fù)合礦粉的摻 入增加氯離子的結(jié)合量減少有害的游離氯離子 設(shè)計(jì)指標(biāo)的混凝土它的突出特點(diǎn)是高耐久性與常規(guī)混凝土相比 優(yōu)越性： 、優(yōu)良的工作性能。具有較高的流動(dòng)性，并能長(zhǎng)時(shí)間保持較高的流動(dòng)性、 不離析、不泌水； b、高耐久性。包括高抗?jié)B性、高抗凍性、耐腐蝕能力好等； 、體積穩(wěn)定性好?；炷馏w形變形小。 高性能混凝土最大限度提高混凝土的密實(shí)性阻擋氯離子的滲入減緩氯離 同 樣環(huán)境條件下混凝土的水灰比越低和更加密實(shí) 降低

3、并隨砼的深度的增加而衰減越快 的滲透速度是很有效的。 的增加而減小，說明增加保護(hù)層厚度對(duì)于減緩氯離子的滲透是很有效的。 最大限度的防止砼裂縫的產(chǎn)生。砼的裂縫是影響鋼筋銹蝕和砼耐久性的 重要因素之一必須從原材料選擇配合比優(yōu)化 的質(zhì)量控制等多方面來防止裂縫的產(chǎn)生。主要附加措施包括： 、鋼筋材質(zhì)與鋼筋涂層的選用； b、摻加鋼筋阻銹劑； 、砼表面封閉、涂層的選用； d、陰極保護(hù)等電化學(xué)方法； 、施工中的質(zhì)量控制。 針對(duì)#大橋各構(gòu)件的腐蝕環(huán)境和施工工藝我們將采取以上兩項(xiàng)或多項(xiàng)措 施聯(lián)用，確保海工砼的耐久性。 海工混凝土原材料優(yōu)選及品質(zhì)控制 1）水泥 選用安徽寧國水泥廠海水泥，水泥的氯離子含量低，強(qiáng) 度等

4、級(jí)、SO3含量、MgO含量、堿含量、安定性均符合國家標(biāo)準(zhǔn)。 2）礦物摻合料 、粉煤灰 選用北侖電廠級(jí)灰粉煤灰的燒失量不大于7需水量比不大于100 SO3含量不大于2； b、磨細(xì)礦渣 水淬高爐礦渣的比表面積控制420m2需水量比不大100 不大于5； 、硅灰 硅灰中SiO2含量不小于85，比表面積不小于1800 m2 3； d、復(fù)合超細(xì)礦粉 使用兩種或兩種以上的摻合料復(fù)合而成的超細(xì)礦粉摻合料其效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于 單一的礦物摻和料復(fù)合超細(xì)礦粉應(yīng)在工廠預(yù)先加工質(zhì)量穩(wěn)定并經(jīng)有關(guān)部門鑒 定。 3）外加劑 采用性能優(yōu)良的緩凝高效引氣型減水劑。減水率大于 25，與水泥及其它 礦物摻合料膨脹劑阻銹劑相容性較好其氯離

5、子含量不大于膠凝材料總重量 的。 4）阻銹劑 擬選用山西凱翕克化工有限公司生產(chǎn)的亞硝酸（粉劑 阻銹效果好，摻量為膠凝材料的2。 5）膨脹劑 擬選用建研院生產(chǎn)的UEA砼膨脹劑，它可以提高砼抗裂防滲性能，摻量為 膠凝材料的1012，總膨脹量為萬萬。 6）石子 采用舟山定海碎石，粒徑 525mm，顆粒級(jí)配良好，其骨料堿活性檢驗(yàn)合 格，各項(xiàng)性能指標(biāo)滿足公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（。 7）砂 采用福建閩江中粗砂細(xì)度模量顆粒級(jí)配良好為滿足泵送要求 篩孔的累計(jì)篩余宜不少于 85。各項(xiàng)性能指標(biāo)滿足公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范 （。 8）拌合水 采用自來水，水中的氯離子含量不大200mg/，硫酸鹽含量SO4計(jì)不 大于。 樁基

6、、承臺(tái)、墩身及索塔砼配合比設(shè)計(jì) 1）樁基砼 設(shè)計(jì)要求及結(jié)構(gòu)使用環(huán)境 砼強(qiáng)度等級(jí)C30，最大水膠比，氯離子擴(kuò)散系數(shù)10m2。為 使砼均勻密實(shí)，砼應(yīng)具有良好的流淌性，砼坍落度控制在182cm。 配合比設(shè)計(jì)要點(diǎn) 、選水泥摻粉煤灰，粉煤灰可改善砼和易性，提高砼抵抗氯離子擴(kuò) 散的能力，粉煤灰的摻量占膠凝材料總量的； b、選擇性能優(yōu)良的緩凝高效減水劑，減少坍落度損失，確保砼自密實(shí)、自 流淌； 、通過調(diào)整膠凝材料用量、粉煤灰摻量、外加劑摻量及砂率，使砼的抗氯 離子滲透性和工作性滿足施工要求。 2）承臺(tái)混凝土 設(shè)計(jì)要求及結(jié)構(gòu)使用環(huán)境 承臺(tái)砼強(qiáng)度等級(jí)C30最大水膠比氯離子擴(kuò)散系數(shù)10m2 為保證砼的均勻密實(shí)性，

7、砼坍落度控制在162cm，初凝時(shí)間為12h 砼處于水位變化區(qū)受潮差的影響較大砼結(jié)構(gòu)使用環(huán)境較為惡劣 砼進(jìn)行耐久性設(shè)計(jì)，采用多種措施，確保砼結(jié)構(gòu)的使用壽命。 配合比設(shè)計(jì)要點(diǎn) 、承臺(tái)屬大體積砼，必須有效降低砼絕熱溫升，防止溫度裂縫的產(chǎn)生，有 效控制氯離子的滲入； b、采用我局開發(fā)的大體積砼溫度應(yīng)力程序包進(jìn)行溫控計(jì)算，承臺(tái)砼絕 熱溫升應(yīng)小于40； 、通過水泥、粉煤灰及礦渣的摻入，充分發(fā)揮級(jí)配效應(yīng)和復(fù)合效應(yīng)，有效 降低氯離子擴(kuò)散系數(shù)延緩氯離子達(dá)“臨界濃度的時(shí)間 膠凝材料總用量不少于420kg/m3。粉煤灰摻量擬定為，礦渣摻量擬定為 ； d、通過摻入阻銹劑亞硝酸鈣增強(qiáng)砼抵抗氯離子侵蝕的能力。亞硝酸鈣摻入

8、 砼中能起到兩方面的作用允許更多的氯離子進(jìn)入砼中提高氯離子引起鋼筋 亞硝酸鈣的摻量擬定為2； 、海工砼通過適當(dāng)引氣提高砼的工作性和耐久性，由于杭州灣大橋地處亞 熱帶，極少出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象，新拌砼中含氣量控制在 34左右，引氣劑與減水 劑復(fù)配后直接加入砼中； 、優(yōu)化砼配合比，提高砼工作性和密實(shí)性。 3）墩身砼 設(shè)計(jì)要求及結(jié)構(gòu)使用環(huán)境 墩身砼設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí) C40。砼最大水膠比，砼氯離子擴(kuò)散系數(shù) 10m2。墩身砼處于浪濺區(qū)，受干濕循環(huán)和溫度變化的影響很大，砼中的鋼 筋如缺少有效保護(hù)極易銹蝕因此墩身砼的使用環(huán)境最為嚴(yán)酷 和保護(hù)層厚度是第一道防線應(yīng)從材料選擇合理配比及施工 行系統(tǒng)控制。 配合比設(shè)計(jì)要點(diǎn) 、為

9、降低墩身砼氯離子擴(kuò)散系數(shù)，膠凝材料選用 水泥摻粉煤灰和 硅灰，膠凝材料最低用量大于450kg/m3，粉煤灰摻量擬定為，硅灰摻量 5左右； b、選用引氣型高效減水劑提高海工砼耐久性，新拌砼含氣量在5左右； 、由于墩身砼處于的嚴(yán)酷環(huán)境，摻加阻銹劑亞硝酸鈣以提高砼抵抗氯離子 侵蝕的能力，亞硝酸鈣摻量擬定為膠凝材料的2； d、現(xiàn)澆墩身屬大體積砼，通過配合比優(yōu)化，控制砼絕熱溫升小于40。 4）索塔混凝土 設(shè)計(jì)要求及結(jié)構(gòu)使用環(huán)境 混凝土強(qiáng)度等級(jí)C50最大水膠比氯離子擴(kuò)散系數(shù)10m2 索塔混凝土大部分處于浪濺區(qū)環(huán)境條件較惡劣必須嚴(yán)格控制砼質(zhì)量使混凝土 具有低收縮、抗抗?jié)B等性能。 配合比設(shè)計(jì)要點(diǎn) 、為降低墩身

10、砼氯離子擴(kuò)散系數(shù)，膠凝材料選用 水泥摻粉煤灰和 硅灰，膠凝材料用量480kg/m3左右，硅灰摻量5左右。 b、選用引氣型高效減水劑提高海工砼耐久性，新拌砼含氣量在5左右 、通過試驗(yàn)確保選用的外加劑、與引氣劑與水泥的相容性較好。 d、優(yōu)化砼配合比，提高砼工作性和密實(shí)性。 4海工混凝土施工質(zhì)量控制與保證 對(duì)原材料的質(zhì)量控制 對(duì)海工高性能混凝土進(jìn)行原材料控制。 對(duì)混凝土拌和物的質(zhì)量控制 # 混凝土坍澆度控制162cm，小時(shí)坍落度損失2cm 文件。 施工時(shí)的質(zhì)量控制 、加強(qiáng)振搗，改善砼密實(shí)性，防止蜂窩、麻面； b、嚴(yán)格控制砼保護(hù)層，使用保護(hù)層定位夾（塊； 、由于承臺(tái)砼保護(hù)層較厚，設(shè)有防裂鋼筋網(wǎng)，保證防裂鋼筋網(wǎng)與承臺(tái)鋼筋 絕緣良好，防裂鋼筋網(wǎng)混凝土保護(hù)層厚度應(yīng)不小于5cm； d、承臺(tái)、現(xiàn)澆墩身屬大體積混凝土，采用我局開發(fā)的砼溫度應(yīng)力計(jì)算程 埋 設(shè)冷卻