海工混凝土配合比设计及质量控制

海工混凝土配合比设计及质量控制海工混凝土耐久性综述

1.####跨海大桥横跨####海域，地处亚热带，四季分明，气候特性温和、湿润、多雨其海面宽阔，自然条件复杂，所处环境对构造腐蚀作用按分区由中档限度（C级）至极端严重限度（F级）在这种环境下，氯离子极易穿过碎表面渗入到钢筋，导致钢筋截面减小、碎胀裂剥落，碎构造破坏，危及建筑物的正常运营因此，在####大桥及I建设中，必须考虑构造使用环境的I侵蚀特性，制定严格的海工碎耐久性施工组织设计，强化与耐久性有关的技术条款，保证税构造使用寿命lo海工碎耐久性设计应遵循如下原则1氯盐对钢筋的腐蚀属电化学过程，受综合性多因素影响，因此，其单一的防护措施往往不能奏效，应当采用综合性措施；2海工役的设计应执行“以防为主”的战略方针，重点在“预先设防”，就具体的I技术思路而言，应考虑基本措施（加强碎自身对钢筋的保护能力）加上附加措施（一项或几项）的综合方略；

③进行经济效益分析，合适增长施工期投入，可以大大减少修复费用以保证构造碎使用寿命目前普遍采用的海工碎耐久性基本措施涉及

①采用高性能混凝土,不仅提高税密实性，并且通过大掺量复合矿粉的I掺入，增长氯离子的结合量，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，与常规混凝土相比，具有独特的优越性a、优良的工作性能具有较高的I流动性，并能长时间保持较高的流动性、不离析、不泌水；b、高耐久性涉及高抗渗性、高抗冻性、耐腐蚀能力好等；c、体积稳定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I渗入，减缓氯离子区I扩散速度，从而延长了氯离子达到钢筋表面并达到“临界值”日勺时间在同样环境条件下，混凝土的J水灰比越低和更加密实，氯离子在碎中的I浓度随之明显减少，并随役的深度的增长而衰减越快，阐明混凝土密实对于减少氯离子在役中的I渗入速度是很有效的I3增长於保护层厚度氯离子在校中的浓度（含量）是随着碎深度（厚度）的增长而减小，阐明增长保护层厚度对于减缓氯离子的渗入是很有效的

③最大限度时避免碎裂缝的I产生碎的J裂缝是影响钢筋锈蚀和碎耐久性的I重要因素之一，必须从原材料选择、配合比优化、碎温控措施的制定以及施工中的质量控制等多方面来避免裂缝的产生重要附加措施涉及a、钢筋材质与钢筋涂层日勺选用；b、掺加钢筋阻锈剂；c、碎表面封闭、涂层的选用；d、阴极保护等电化学措施；e、施工中的质量控制针对####大桥各构件的腐蚀环境和施工工艺，我们将采用以上两项或多项措施联用，保证海工税的耐久性海工混凝土原材料优选及品质控制

2.1）水泥选用安徽宁国水泥厂海螺水泥，水泥的氯离子含量低于

0.3%,强度等级、SO3含量、MgO含量、碱含量、安定性均符合国标2）矿物掺合料a、粉煤灰选用北仑电厂n级灰，粉煤灰的烧失量不大于7%,需水量比不大于io％,SO3含量不大于2%；b、磨细矿渣水淬高炉矿渣日勺比表面积控制在420m2/kg,需水量比不大于100%,烧失量不大于5%；c^硅灰硅灰中SiCh含量不小于85%,比表面积不小于1800m2/kg,含水率不大于3%；d、复合超细矿粉使用两种或两种以上的掺合料复合而成的超细矿粉掺合料，其效果远远优于单一的矿物掺和料，复合超细矿粉应在工厂预先加工，质量稳定并经有关部门鉴定3）外加剂采用性能优良的缓凝高效引气型减水剂减水率大于25%,与水泥及其他矿物掺合料、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股

10.1%4）阻锈剂拟选用山西凯翕克化工有限公司生产的亚硝酸钙（粉剂）其产品性能稳定,阻锈效果好，掺量为胶凝材料的

1.5〜2%5）膨胀剂拟选用建研院生产的IUEA碎膨胀剂，它可以提高磅抗裂防渗性能，掺量为胶凝材料的10%〜12%,总膨胀量为

1.5/万〜4/万6）石子采用舟山定海碎石，粒径5〜25mm,颗粒级配良好，其骨料碱活性检查合格，各项性能指标满足《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-）o7）砂采用福建闽江中粗砂，细度模量

2.69,颗粒级配良好，为满足泵送规定，0315筛孔的合计筛余宜不少于85%各项性能指标满足《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-）o8）拌合水采用自来水，水中的I氯离子含量不大于200mg/L,硫酸盐含量按SO42-计不大于500mg/Lo桩基、承台、墩身及索塔硅配合比设计

3.1）桩基碎

①设计规定及构造使用环境碎强度等级C30,最大水胶比W

0.40,氯离子扩散系数＜

3.5X10/2m2/s为使碎均匀密实，碎应具有良好的流淌性，碎坍落度控制在18±2cm

②配合比设计要点a、选用P.II水泥掺粉煤灰，粉煤灰可改善碎和易性，提高碎抵御氯离子扩散的能力，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，保证碎自密实、自流淌；c、通过调节胶凝材料用量、粉煤灰掺量、外加剂掺量及砂率，使碎的抗氯离子渗入性和工作性满足施工规定2承台混凝土

①设计规定及构造使用环境承台碎强度等级C30,最大水胶比W

0.36,氯离子扩散系数W

2.5Xlyi2m2/s为保证税的均匀密实性，碎坍落度控制在16±2cm,初凝时间为12h由于承台碎处在水位变化区，受潮差的影响较大，碎构造使用环境较为恶劣，必须对承台碎进行耐久性设计，采用多种措施，保证碎构造的使用寿命

②配合比设计要点a、承台属大体积碎，必须有效减少税绝热温升，避免温度裂缝的产生，有效控制氯离子的渗入；b、采用我局开发的《大体积碎温度应力程序包》进行温控计算，承台研绝热温升应小于40℃；c、通过水泥、粉煤灰及矿渣的掺入，充足发挥级配效应和复合效应，有效减少氯离子扩散系数，延缓氯离子达到“临界浓度”的时间，增长构造使用寿命胶凝材料总用量不少于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碎抵御氯离子侵蚀的能力亚硝酸钙掺入碎中能起到两方面的作用

①容许更多的氯离子进入碎中，提高氯离子引起钢筋锈蚀的临界值，从而推迟钢筋开始生锈的时间；

②减缓了钢筋腐蚀发展的速度亚硝酸钙的掺量拟定为

1.5〜2%；e、海工校通过合适引气提高碎肚I工作性和耐久性，由于杭州湾大桥地处亚热带，很少浮现结冰现象，新拌碎中含气量控制在3〜4%左右，引气剂与减水剂复配后直接加入税中；f、优化碎配合比，提高碎工作性和密实性3）墩身碎

①设计规定及构造使用环境墩身碎设计强度等级C40o碎最大水胶比W

0.34,碎氯离子扩散系数W

2.5X10-12m2/so墩身碎处在浪溅区，受干湿循环和温度变化的影响很大，碎中的钢筋如缺少有效保护极易锈蚀因此，墩身碎的使用环境最为严酷，保证高质量碎和保护层厚度是第一道防线，应从材料选择，合理配比及施工，养护等全过程进行系统控制

②配合比设计要点a、为减少墩身碎氯离子扩散系数，胶凝材料选用

42.5P.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碎耐久性，新拌碎含气量在5%左右；c、由于墩身碎处在日勺严酷环境，掺加阻锈剂亚硝酸钙以提高碎抵御氯离子侵蚀的能力，亚硝酸钙掺量拟定为胶凝材料的

1.5〜2%；d、现浇墩身属大体积碎，通过配合比优化，控制税绝热温升小于40℃4）索塔混凝土

①设计规定及构造使用环境混凝土强度等级C50,最大水胶比W

0.34,氯离子扩散系数W

2.5X10」2m2/s0索塔混凝土大部分处在浪溅区，环境条件较恶劣,必须严格控制碎质量，使混凝土具有低收缩、抗抗渗等性能

②配合比设计要点a、为减少墩身碎氯离子扩散系数，胶凝材料选用

42.5P.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碎耐久性，新拌碎含气量在5%左右c、通过实验保证选用的外加剂、与引气剂与水泥的相容性较好d、优化税配合比，提高碎工作性和密实性海工混凝土施工质量控制与保证4

①对原材料的质量控制对海工高性能混凝土进行原材料控制

②对混凝土拌和物的质量控制####大桥海工混凝土采用泵送施工，新拌混凝土的工作性应符合泵送规定混凝土坍浇度控制在16±2cm,1小时坍落度损失W2cm,混凝土凝结时间满足浇筑规定混凝土不离析、不泌水，和易性好混凝土氯离子扩散系数满足招标文献

③施工时口勺质量控制a、加强振捣，改善碎密实性，避免蜂窝、麻面；b、严格控制碎保护层，使用保护层定位夹（块）；c、由于承台碎保护层较厚，设有防裂钢筋网，保证防裂钢筋网与承台钢筋绝缘良好，防裂钢筋网混凝土保护层厚度应不小于5cm；d、承台、现浇墩身属大体积混凝土，采用我局开发的《验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J温控措施，如控制碎入仓温度、埋设冷却水管、保温养护等，避免温度裂缝的产生；e、加强碎养护，避免干缩裂缝的产生碎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、为避免砂受海水的冲刷和污染，应尽量推迟新浇税与海水接触的龄期，一般不小于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间或提前将硝酸钙化成溶液，以保证搅拌均匀。