高性能防腐混凝土研究與應(yīng)用技術(shù)

高性能防腐混凝土研究與應(yīng)用技術(shù)***京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司鋼鐵廠建于渤海灣，一期工程填海面積約11.97平方公里，填土深度平均深度4~6m，填海規(guī)模居我冷軋、1550mm冷軋、硅鋼等。由于***京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司鋼鐵廠地下水和海水相連。因此要求各種建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限為保證***京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司鋼鐵廠混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，***京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司鋼鐵廠地基處理的方案，第一類流量而變化，其中主要是氯鹽。以Cl—計，海水中的含量約為在海洋環(huán)境下結(jié)構(gòu)混凝土的腐蝕荷載主要由氣候和環(huán)境介質(zhì)侵混凝土中鋼筋銹蝕可由兩種因素誘發(fā)，一是海水中Cl-侵蝕，二果表明，海洋環(huán)境下導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋銹蝕破壞的主要因素是化速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于Cl-滲透速度，中等質(zhì)量的混凝土自然碳化速度平均其技術(shù)途徑是采用優(yōu)質(zhì)混凝土礦物摻和料和新型防腐阻銹劑防抗氯離子滲透性為特征,其優(yōu)異的耐久性和性能價格比已受到國際上完好的混凝土保護(hù)涂層具有阻絕腐蝕性介質(zhì)與混凝土接觸的特阻銹劑通過提高氯離子促使鋼筋腐蝕的臨界濃度來穩(wěn)定鋼筋表類、脂肪酸類有機阻銹劑（如西卡的Ferrogard901、903）國內(nèi)生產(chǎn)冶建院（洪乃豐）RI-C2（粉劑）和復(fù)合型（鞍該方法是通過引入一個外加犧牲陽極或直流電源來抑制鋼筋電改善混凝土和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性需采取根本措施和補充措性能，即采用高性能混凝土；再找出破壞作用的主次先后,對主因和導(dǎo)因?qū)ΠY施治，并根據(jù)具體情況采取除高性能混凝土以外的補充措后根據(jù)不同構(gòu)件和部位，經(jīng)可能提高鋼筋保護(hù)層厚度（一般不小于量和原材料品質(zhì)的前提下，混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性將可以達(dá)到設(shè)計要對于具體工程而言，耐久性方案的設(shè)計必須考慮當(dāng)?shù)氐膶嶋H情根據(jù)設(shè)計院提出的***京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司鋼鐵廠主要部土結(jié)構(gòu)提出具體的耐久性方案。下表1為***京唐鋼***京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司鋼鐵廠地下工程海工高性能混凝土結(jié)構(gòu)耐久性方案表1結(jié)構(gòu)部位保護(hù)層厚度mm混凝土強度等級混凝土性能要求輔助措施水下區(qū)水位變動區(qū)鉆孔灌注樁7070C25-C35可泵送/水下澆灌、早強、高抗?jié)B、耐腐蝕、抗凍融水位變動區(qū)部位涂防腐蝕涂層PHC預(yù)應(yīng)力管樁7070C80（蒸養(yǎng)）早強、耐腐蝕、抗凍融、彈性模量適宜、收縮徐變小上部為不拆除的鋼套筒CFG樁7070C20-C30早強、高抗?jié)B、耐腐蝕、抗凍融水位變動區(qū)部位涂防腐蝕涂層承臺7070C30-C45可泵送、早強、高抗?jié)B、耐腐蝕、抗凍融水位變動區(qū)部位涂防腐蝕涂層擴展基礎(chǔ)7070C30-C45可泵送、收縮徐變小、高抗?jié)B、耐腐蝕、抗凍融水位變動區(qū)部位涂防腐蝕涂層埋置較深設(shè)備基礎(chǔ)7070C30-C45可泵送、收縮徐變小、高抗?jié)B、耐腐蝕、抗凍融水位變動區(qū)部位涂防腐蝕涂層地下室及箱體基礎(chǔ)7070C35-C45可泵送、收縮徐變小、高抗?jié)B、耐腐蝕、抗凍融水位變動區(qū)部位涂防腐蝕涂層板、墻等面形結(jié)構(gòu)4050C35-C45可泵送、耐腐蝕、抗凍融涂防腐蝕涂層梁、柱等條形結(jié)構(gòu)4550C35-C45可泵送、收縮徐變小、耐腐蝕、抗凍融涂防腐蝕涂層水泥物理分析表23d7d28d3d7d28d3.07/39403:234:4828.00合格6.27.69.026.352.9磨細(xì)礦渣(礦渣微粉)物理分析表3物理分析流動度比%比表面積（勃氏法）cm2/g7d活性指數(shù)%28d活性指數(shù)%密度g/cm3試驗結(jié)果994780942.90粉煤灰的物理分析表4物理分析45μm篩余%需水量比%活性指數(shù)（28d抗壓強度比）%含水率%燒失量%SO3%密度g/cm3試驗結(jié)果26.40.20.832.23碎石篩分析表5篩孔尺寸（mm）分計篩余量（g）分計篩余（%）累計篩余（%）53.0///37.5///31.5///26.52204.4425.02926.5569.524.04.75607922.3630698篩底碎石主要物理指標(biāo)表6含泥量（%）泥塊含量（%）壓碎指標(biāo)值（%）針片狀含量（%）0.20.03.0吸水率（%）表觀密度（kg/m3）堆積密度（kg/m3）堅固性（%）0.7527102.0依據(jù)GB/T14685-2001標(biāo)準(zhǔn)，所試驗項目符合碎石技術(shù)要求?；炷僚渲圃囼灢捎盟槭癁?～25mm連續(xù)級配碎石。砂子篩分析表74.752.360.600.300.15篩底細(xì)度模數(shù)第分計篩余重量（g）45.848.960.472.1次篩分分計篩余重量（%）9.29.821.729.43.4Mf12.60累計篩余重量（%）931539699第次篩分分計篩余重量（g）45.349.659.573.3Mf22.59分計篩余重量（%）9.921.729.43.3累計篩余重量（%）9315397平均累計篩余重量（%）93153972.60砂子主要物理指標(biāo)表8含泥量（%）泥塊含量（%）表觀密度（kg/m3）堆積密度（kg/m3）堅固性（%）0.60.52610防腐阻銹型防水劑摻入混凝土中的性能試驗結(jié)果表9檢驗項目JC474-1999砂漿、混凝土防水劑規(guī)定值試驗結(jié)果一等品合格品NST凈漿安定性合格合格/泌水率比，%不大于5070/凝結(jié)時間差，min初凝-90/終凝-/抗壓強度比，%3d907d28d90滲透高度比，%不大于3040氯離子含量，%-0.002堿含量，%-對鋼筋的銹蝕作用對鋼筋無銹蝕作用對鋼筋無銹蝕作用泵送劑抗壓強度比表10編號塌落度水MPa平均值%MPa平均值%MPa平均值%1/25泵送劑塌落度損失率、鋼筋銹蝕表11編號（mm）30min后塌落度（mm）60min后塌落度（mm）鋼筋銹蝕h9210新拌砂漿法無鋼筋銹蝕干濕冷熱循環(huán)試驗表12產(chǎn)品型號60個循環(huán)后試件情況評定NST-7鋼筋表面無銹蝕合格AMCI鋼筋表面無銹蝕合格西卡901鋼筋表面無銹蝕合格RI-1C2鋼筋表面無銹蝕合格CGM-501鋼筋表面無銹蝕合格混凝土的坍落度按《普通混凝土拌合物性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》混凝土的抗壓強度按《普通混凝土力學(xué)性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》試驗參照《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法》新瀛教授建立起來的混凝土滲透性快速測定法。NEL法是利用Nernst-Einstein方程，通過快速測定混凝土中氯離子擴散系數(shù)來評價混凝土滲透性。將標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28天的混凝土試件切割成100×100×50mm度至少大于一倍最大骨料粒徑上下表面平整且不存在浮漿層的試使真空室內(nèi)負(fù)壓持續(xù)穩(wěn)定在上限-0.08MPa及下限-0.06MPa之間，保借見鋼渣和礦渣雙摻混凝土配合比試驗經(jīng)驗，摻和料按40%、摻和料按40%、50%、60%摻量混凝土配合比試驗數(shù)據(jù)表13灰礦渣/粉度%性水例1---0差2好3好4好52：1好摻和料按40%、50%、60%摻量混凝土各齡期強度表14礦渣/粉例125.234.00-226.933.298401:139.528.931.9941:148.526.127.481601:1529.031.492452:1礦渣和粉煤灰比例2:1，混凝土強度基本相同。高土攪拌站采用CON-10泵送劑與鋼筋阻銹劑單一型復(fù)合一起摻入混混凝土外加劑有限公司生產(chǎn)的NST防腐阻銹型高性能混凝土防水劑C30、C35海工高性能混凝土配合比表15灰塌落度%水--差好 好塌落度小好好好鞍山；30H、35H建科院和貴州；35C冶建院；35RC30、C35高性能海工混凝土配合比實測抗壓強度表16序號礦渣/例0-//0 ////////鞍山；30H、35H建科院和貴州；35C冶建院；35R30N與30J相比3天強度低以外，7天、28天、56天強度高6%-20%；30H泌水嚴(yán)重影響強度。35C泌水；35R用水量高，28天用加熱的石臘予以密封。在側(cè)面上順長度方向用鉛筆以10毫米間距高性能海工混凝土的碳化性能表17編號碳化深度(mm)編號碳化深度(mm)28天28天35J0.340.340.8735X0.380.200.6235C0.030.030.7035N0.100.100.6135R0.100.100.8135H0.690.200.64摻阻銹劑和雙摻（粉煤灰和礦渣）混凝土比不摻阻銹劑和不雙摻2將試件安放在支承體上，并定出換能器或敲擊及接收點的位高性能海工混凝土的抗凍性能表18編號凍融循環(huán)300次備注質(zhì)量損失(%)相對動彈性模量(%)35J0.4055.741.7凍融循環(huán)125次35R2.0095.795.735X-0.5082.482.435N94.994.935H0.9571.271.2從表18可以看出35J不摻阻銹劑和雙摻（礦渣粉和粉煤灰）混凝土相對動彈性模量在71.2%-95.7%，始工作，使真空室內(nèi)負(fù)壓持續(xù)穩(wěn)定在上限-0.08MPa及下限-0.06MPa穩(wěn)定在上限-0.08MPa及下限-0.06MPa高性能混凝土抗氯離子滲透性能表19編號表觀Cl-擴散系數(shù)Da(10-12m2/s)備注35J此中Da值28天時的測試值35R35C35X2.33635N35HRI-C2粉劑另一種是復(fù)合型阻銹劑（如：鞍山鵬程NST液體；北按膠凝材料400kg/m3計算阻銹劑摻量，摻量按以上廠家使用說帶引氣泵送劑（元/帶引氣泵送劑摻量帶引氣泵送劑費用（元/m）合計費用6800（元/3125（元/6800（元/3125（元/8000（元/3125（元/6200（元////NST4300（元////設(shè)部科技發(fā)展促進(jìn)中心和建設(shè)行業(yè)科技成果評估。評估意見中闡述“該項目采用無機—有機復(fù)合的防腐阻銹技術(shù)，輔之以高濃度型高效減水劑、引氣劑等組分，研制出低堿、無氯的多功能混凝土防水劑，能有效防止因阻銹組分與其它組分適應(yīng)性不好造成的混凝土性能缺平，具有較好的推廣應(yīng)用前景”。6.2***京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司鋼鐵廠地下混凝土工程使在***京唐鋼鐵有限公司鋼鐵大廠煉鐵系統(tǒng)、煉鋼系統(tǒng)、連鑄系6.3***京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司鋼鐵廠地下混凝土工程使水等工程使用粉煤灰和礦渣粉作為高性能海工混凝土摻合料替代部在***京唐鋼鐵有限公司鋼鐵大廠工程中的河北建勘1580樁基統(tǒng)等工程使用粉煤灰和礦渣粉作為高性能海工混凝土摻合料替代部在***京唐鋼鐵有限公司鋼鐵大廠2250mm熱軋加熱爐、煉鐵工粉雙摻量160kg，C35P8F300粉煤灰和礦渣粉雙摻量170kg，每m3混凝土摻粉煤灰和礦渣粉節(jié)約4.80元，總計節(jié)約356