陆继鸿 张凤举 左 骕 王 坤 曾 巍

中建三局第二建设工程有限责任公司 湖北 武汉 430074

混凝土结构耐久性一直是工程领域的关注点，由于设计或施工不当引起的耐久性不足将会对结构后期使用性能产生极大影响（如大面积混凝土开裂，剥蚀等现象），由此而产生高昂的维修或重建费用。

目前，工程界对于混凝土腐蚀机理的研究已经比较深入，主要包括氯盐腐蚀和碳化腐蚀[1]，其对于混凝土材料和构件的耐久性影响极大。基于混凝土的腐蚀机理，从结构设计和施工的源头提高混凝土自身的防腐性能以及采取适当的补充防腐措施，将极大地提高整个结构后期的耐久性能。

1 工程特点

迪拜哈斯彦4×600 MW洁净燃煤电站项目厂址为海滩，距离海边极近，地貌上属滩涂地貌，基本无植被生长，呈荒漠沙滩景观。受限于地质情况，项目大部分设备及厂房结构均采用筏板基础形式或大体积的独立基础。

1.1 气候炎热

迪拜夏季最高气温有时会达到50 ℃，尽管完全不下雨，但是经常会观测到100%的湿度，高温多湿；且迪拜高温时段长，项目所在地为沙土地质，昼夜温差大。

哈斯彦电站构筑物设计基础截面较大，存在大量筏板基础，高度在2～3 m，属于大体积混凝土。在迪拜如此炎热的气候条件下，大体积混凝土的温度控制将是施工重点。

1.2 邻海，地下水腐蚀性高

哈斯彦电站邻近海边，地下水成分接近海水，呈强碱性，pH高达12.1，腐蚀性强。电站大多数构筑物基础均在地下水位以下，强碱性地下水会加重混凝土的碱-骨料反应，降低混凝土的耐久性，防腐设计和施工要求高。

2 混凝土配合比及原材料选择

哈斯彦电站采用英美标准设计，执行过程中兼顾当地规范及习惯做法。当地预拌混凝土市场成熟，混凝土主要原材料均遵循英标或欧标进行试验评定。

在本项目高温、高腐蚀性的条件下，对混凝土要求低水化热、高耐久性。原材料主要考虑水泥种类、骨料及外加剂的选择，配合比设计按照低水灰比和低用水量双控进行设计。

2.1 水泥及水灰比

按照美标ASTM或英标BS的硅酸盐水泥（OPC）一般早期强度较高，水化热较大，不适于大体积混凝土，尤其是迪拜的炎热气候环境。

使用抗硫酸盐水泥可以显著提高混凝土的耐久性，尤其是在海水等高腐蚀性的环境中。但是由于抗硫酸盐水泥生产过程中在高温氧化条件下生成的硫氧化物对环境污染较大，阿联酋绿色建筑法规限制了抗硫酸盐水泥的使用。

通过咨询当地混凝土供应商以及与业主及当地咨询公司的沟通，考虑通过掺加矿物掺合料（矿粉、粉煤灰、粒化高炉矿渣粉）的方式来提高混凝土的抗腐蚀性能，通过对比，粒化高炉矿渣粉为最优选择。

粒化高炉矿渣粉（又称矿渣微粉）是优质的混凝土掺合料和水泥混合材，是当今世界公认的配制高耐久性混凝土结构的首选混合材料之一，具有如下特点：粒化高炉矿渣粉可替代部分水泥配制混凝土，节约水泥用量，降低混凝土生产成本；低水化热有利于防止大体积混凝土内外温差过大；硬化后的混凝土具有良好的抗硫酸盐腐蚀性，降低和抑制氯离子扩散性能，可有效抑制碱集料反应，提高混凝土的耐久性；可以优化混凝土的孔结构，提高抗渗性能；矿渣粉的细度小于水泥的细度，对混凝土拌和物的和易性有明显改善；阿联酋市场有足够产量支撑。

已有的研究结果表明，通过降低混凝土的水灰比，可以提高混凝土的密实性，相应地提高了混凝土的力学性能及耐久性能[2]，同时低水灰比还可以有效降低水化热，是防止炎热气候条件下混凝土施工时出现温度裂缝的重要控制因素，因此阿联酋建筑行业针对该地区的气候条件，在相关规范中对水化热也有较为详细的规定。

综上，迪拜哈斯彦电站项目从最大化降低水化热及保证强度和耐久性出发，通过比选，胶结材料比例选定为34%硅酸盐水泥＋66%粒化高炉矿渣粉，水灰比控制在0.35左右，每立方米混凝土用水量140～150 kg，坍落度控制在（150±25 ）mm。

2.2 骨料

粗骨料的最大粒径对混凝土的强度及和易性有明显的影响，尤其对低水灰比的混凝土，最佳粒径一般在16～20 mm。本工程在低水灰比的条件下，选用骨料最大粒径不超过20 mm。同时，骨料中的碱含量是影响后期混凝土耐久性的重要因素之一，预拌混凝土在原材进场时必须进行碱含量的取样检测，严格控制其碱含量，满足限值要求方可使用。

此外，骨料的温度是影响混凝土温度的主要因素之一。对其温度控制主要是对骨料堆场进行遮阳，同时在拌和前用冷水对骨料进行降温。

2.3 外加剂

在迪拜炎热气候条件下，本项目从降低水泥用量、降低混凝土的水化热及加强耐久性的角度出发，选取添加了减水剂和防水剂。

选取的减水剂为特别针对炎热气候条件设计的种类，适于与粒化高炉矿渣粉混用，能显著降低水灰比并延长混凝土和易性时长。

同时，防水剂通过疏水效应和降低混凝土毛细管孔隙度，可提高混凝土的密实性，提高混凝土强度、抗渗性和抗化学腐蚀性，从而提高混凝土的耐久性。

3 混凝土工程施工要点

3.1 混凝土浇筑温度控制

炎热气候条件下，温度控制是主要考虑因素，尤其对大体积混凝土，需严控入模温度，主要采用的控制措施为：

1）拌和原材料控温：水的温度对混凝土温度影响很大，搅拌站拌和时采用冰水，同时对骨料在拌和前也进行冰水降温处理。

2）规划罐车运输：避开一天中最热的时间段，同时对罐车行驶路线上的交通状况进行观察分析，尽量避开在交通拥堵时段进行运输，混凝土罐车上口覆盖保温材料以降低运输过程中混凝土的升温。

3）合理浇筑：对于大体积混凝土的浇筑，首先要进行合理的分块，安排合理的浇筑顺序；同时混凝土采用分层浇筑，减小浇筑厚度，利用浇筑层面散热，避免过大的高差和侧面长期暴露。

3.2 混凝土的养护

混凝土养护是保证混凝土质量的关键工序，特别是对大体积混凝土，主要包含保湿和降温两个方面[3-4]。

1）防止出现水分蒸发而干燥，进而发展成深层裂缝。炎热气候条件下，浇筑完成后须立即用保温材料进行覆盖，并洒水保湿。常见做法有，湿麻布＋塑料薄膜进行严密覆盖。

2）为控制内外温差，避免不均匀发展造成拉伸裂缝。在已有的保湿措施基础上，可采用厚5～10 cm的泡沫保温板覆盖基础侧面及顶面，要求更高的，可设置混凝土内循环水降温系统。

3.3 大体积筏板基础温控实例

哈斯彦电站项目一典型筏板基础，平面尺寸53 m× 38 m，厚度2.0 m，浇筑完成之后洒水养护，因前期通过混凝土配合比优化已大幅度降低了水化热，故不再设置降温措施，保温措施为湿麻袋＋保温板＋塑料薄膜，设置热电偶测温计监测养护过程中混凝土内外温差。

基础温度监测结果显示保温措施效果良好，混凝土内部温度未随外界温度变化，内外温差控制在25 K以内，绝对升温未超过70 ℃，混凝土表面未出现任何温度裂缝。

3.4 混凝土基础外防腐措施

除从混凝土原材料及配合比等混凝土自身内部因素出发提高其防腐及耐久性外，在施工过程中还可以在混凝

土浇筑养护完成后，在其外表面涂刷防护涂料，防止侵蚀介质进入混凝土内部从而起到阻隔作用，达到防腐蚀的 目的。

国内在GB/T 50046—2018《工业建筑防腐设计规范》和GB/T 50224—2018《建筑防腐蚀工程施工及验收规范》中针对不同的腐蚀介质、不同的腐蚀性等级规定了各种防护材料的选用和要求，在阿联酋极热邻海的气候条件下，其基础外防腐涂料一般采用橡胶增强的沥青乳液，该类产品造价低，施工简单有效。

迪拜哈斯彦4×600 MW洁净燃煤电站项目所采取的外防腐措施为：基础垫层施工之前铺设厚0.254 mm的塑料薄膜；垫层施工完成后，涂刷双层沥青防腐漆，然后进行基础施工；基础施工完成之后再对所有基础的外露表面涂刷双层沥青防腐漆；回填之前对所有防腐沥青表面用塑料薄膜包裹，以防止回填过程中破坏沥青防腐层。

4 结语

迪拜哈斯彦4×600 MW洁净燃煤电站项目针对项目所在地独有的极热、高腐蚀环境特质，通过混凝土内外防腐相结合，如优化配合比，选取合适的原材料，再配合施工过程中混凝土运输、养护、温控等一系列控制措施，确保工程混凝土结构达到预期耐久性能要求，工程实践验证达到了预期目的，为炎热气候条件、高腐蚀性环境下混凝土工程中原材料控制、配合比优化、现场施工等方面提供了借鉴和指导。

海外工程项目所处地质及气候环境各异，因而对于混凝土耐久性的要求更高，依赖于国内经验往往无法达到预期目标，而且海外工程项目中总承包技术合同中一般对混凝土原材料选择与配合比设计均会有相关标准要求，开展相关工作前应充分与业主及当地咨询公司沟通。

[1] 林恩亮.钢筋混凝土基础的腐蚀机理及防腐措施[J].福建建筑,2009 (7):44-46.

[2] 张慧丽.混凝土原材料选择与配合比设计[J].文摘版:工程技术, 2015(37):93.

[3] 丁吉臣,郝占龙,郝家欣.矿渣粉对混凝土和易性及强度影响的研究 [J].福建建筑,2009(12):16-17.

[4] 何锦云,李清扬,王继宗,等.粗骨料粒径对低水胶比砼强度及和易 性的影响[J].河北建筑科技学院学报(自然科学版),2005,22(2):24- 27.