海工高性能混凝土配合比设计
海工高性能混凝土配合比设计
发表时间：2016-09-06T15:17:33.810Z 来源：《基层建设》2015年36期作者：林宏璋[导读] 摘要：海洋工程处于恶劣的海洋环境，具有气温高、湿度大、海水含盐度高的特点，受海水、海风、盐雾、潮汐、干湿循环等众多因素影响，工程主体的钢筋混凝土构件容易因氯离子侵蚀、化学介质侵蚀破坏等产生锈蚀，导致结构性能退化，危及结构的安全使用。
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摘要：海洋工程处于恶劣的海洋环境，具有气温高、湿度大、海水含盐度高的特点，受海水、海风、盐雾、潮汐、干湿循环等众多因素影响，工程主体的钢筋混凝土构件容易因氯离子侵蚀、化学介质侵蚀破坏等产生锈蚀，导致结构性能退化，危及结构的安全使用。为保证结构耐久性，使工程达到120年设计使用年限的要求，海工高性能混凝土使用常规材料、常规工艺，以较低水胶比、适当掺量活性掺合料和较严格的质量控制措施制作的具有高的抗氯离子渗透性、满足结构要求的较高强度、良好的工作性以及较高体积稳定性。
关键词：跨海大桥；高性能混凝土；配合比
1 高性能混凝土基本要求
1.1 耐久性
处于氯盐腐蚀环境的混凝土必须具有高的抗氯离子渗透性，高性能混凝土的重要特点是具有高抗氯离子渗透性和高抗渗性。
1.2 高工作性能
高性能混凝土具有良好的流变学性能，高流动性，不泌水，不离析，能在正常施工条件下保证混凝土结构的密实性和均匀性，对于钢筋密集的高大结构中能自留成型，从而保证该结构的密实性。
1.3 低热低收缩、抗裂性
混凝土构件尺寸越大，发生温度应力裂缝的可能性也越大。减少混凝土的水泥用量和降低混凝土的初始温度及使用低热水泥、减少混凝土温差等措施，很大程度可避免或减少混凝土的开裂，大大提高了混凝土的耐久性能。
1.4 强度
混凝土（抗压）强度是混凝土力学性能的考核指标和工程验收标准。
2 高性能混凝土对原材料的选择
高性能混凝土原材料主要采用常规的原材料，因此不能对配制高性能混凝土用原材料提出太多的苛刻的要求，而应根据实际情况，对原材料提出关键性的技术要求，才具有实际意义。
2.1 水泥
水泥；配制高性能海工耐久混凝土不得使用立窑水泥，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，水泥细度不宜超过380m2 /kg，游离氧化钙不宜超过1.5%。
海洋工程宜采用强度等级不低于42.5级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，水泥质量应符合国家标准《通用硅酸盐水泥》（GB175-2007）的规定，不宜采用矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥。
水泥的氯离子含量应低于0.03%，碱含量应不大于0.60%。
水泥运到工地后应尽快使用，但温度高于50℃的水泥不宜直接拌和混凝土，宜冷却至50℃以下使用。水泥由于受潮或其它原因而发生质量变化时，应从场内运走，不得使用。
2.2 水
（1）一般要求
拌合用水易采用饮用水，当采用其它水源时，应符合《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）的要求，不得采用海水。
（2）水的化学方面要求
①水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质及油脂、糖类、游离酸类、碱、盐、有机物或其他有害物质。②不得采用污水、pH值小于5的酸性水；硫酸盐含量（按SO42-计）超过500mg/L的水和氯化物含量大于500mg/L水不得使用于本工程混凝土中。③混凝土结构不得用海水拌制混凝土。
2.3 骨料
骨料在混凝土中约占70%，是混凝土的主要组成部分。集料与掺合料集料的选择应考虑其碱活性，防止碱集料反应造成的危害，集料的耐蚀性和吸水性，同时选择合理的级配，改善混凝土拌合物的和易性，提高混凝土密实度。
粗集料宜采用反击破工艺生产的坚硬碎石。需要采用粗石、细石混合使用的混合级配其紧密堆积空隙率不宜大于40%。
粗集料最大粒径应不超过结构物最小尺寸的1/4、钢筋最小净距的3/4和保护层厚度的2/3；当设置两层或多层钢筋时，不得超过钢筋最小净距的1/2；泵送混凝土的粗集料最大粒径不应超过输送管内径的1/3；水下灌注混凝土的粗集料最大粒径不得大于导管内径的1/6和钢筋最小净距的1/4。海工混凝土粗集料采用碎石，最大粒径不应超过25mm。
粗集料进场时控制级配、针片状颗粒含量、吸水率和密度，包括堆积密度和表观密度、含泥量、坚固性、压碎值指标、碱集料反应，有害物质含量等。
细集料应选用颗粒坚硬、强度高、耐风化的天然河砂，不得使用海砂、山砂、人工砂或风化严重的多孔砂。
泵送混凝土用砂宜选用细度模数为3.0～2.6的中粗砂，2.36mm筛孔的累计筛余宜不大于15%，0.3mm筛孔的累计筛余量宜在85～93%。
粗集料进场时控制细度模数、颗粒级配、含泥量、泥块含量、坚固性、氯离子含量、有害杂质含量和碱活性等。
2.4 外加剂
所采用的化学外加剂，必须是经过有关部门检验并附有检验合格证的产品，其质量应符合《混凝土外加剂》（GB/T 8076-1997）、《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119-2003）以及《聚羧酸系高性能减水剂》（JG/T223-2007）的规定，使用前应复验其效果，使用时应符合产品说明、及本规范关于混凝土配合比、拌制、浇筑等各项规定。