严明 李迎涛 张于

(1.总装备部后勤部华东办事处，上海 200031; 2.后勤工程学院，重庆 401311)

目前，混凝土配制所用的砂和水主要是淡水和淡砂，它们的不断消耗对资源和环境产生了很大的负面影响。而在远离陆地淡水紧缺的海岛上，修建混凝土工程时由于成本利益的需求以及海水海砂建材资源化的趋势，很多时候不得不采用海水海砂来配制混凝土。利用海水海砂来配制混凝土，混凝土不仅会受到外界海水的侵蚀，同时由海水海砂带来的有害盐类也会对混凝土内部产生侵蚀，其结果可能产生各种不同程度的破坏，这种破坏在宏观上反映为水泥石或水泥混凝土的破损、开裂、混凝土表面剥离等，同时还会引起水泥石或水泥混凝土强度下降以及混凝土中的钢筋发生锈蚀。由此对混凝土拌合物的工作性能，混凝土硬化后的强度、变形和耐久性均会产生较大的影响，尤其是海水海砂配制的混凝土强度问题，一直是受到广泛关注的研究课题。

因此，掺合不同掺合料到海水海砂混凝土中，以此来提高海水海砂混凝土的长期强度，并进行了不同原材料配比、不同养护方式和不同龄期条件下的强度试验，旨在为海水海砂拌制混凝土提供技术参考资料。

1 试验方案

1)原材料。水泥采用42.5R级普通硅酸盐水泥。河砂的细度模数为2.2，海砂的细度模数为2.1，碎石粒径为5 mm～20 mm。粉煤灰的比表面积为4 578 cm2/g，表观密度为2.87 g/cm3。矿渣的比表面积为8 066 cm2/g，表观密度为2.92 g/cm3。减水剂采用萘系高效减水剂，掺量为0.5%，减水率为22%～25%。拌合水采用淡水(自来水)和海水。

2)配合比。考虑目前大部分土木工程所用的混凝土流动性比较大，结合目前预拌混凝土实际使用配合比，采用的胶砂和混凝土配合比如表1，表2所示。

表1 胶砂强度试验配合比

3)试验方法。通过不同原材料、不同配合比、不同养护环境条件下胶砂试件和混凝土试件强度变化来评定海水海砂对混凝土强度的影响，养护方式选择标准养护、淡水干湿交替养护、海水浸泡以及海水干湿交替养护共四种。其中，干湿交替养护为标准养护28 d后，浸泡6 h，自然滴干1 h，60℃烘干16 h，冷却1 h。

表2 混凝土强度试验配合比

2 结果与讨论

对原材料配比、不同养护条件和不同龄期下的胶砂试件进行了强度试验，抗压强度测试结果表明，采用海水海砂配制的试件在标准养护条件下，其早期强度比采用淡水中砂配制的试件高，同时采用海水中砂配制的试件强度也较高。这主要是由于海水中含盐量较大，而这一部分盐类掺入到试件中起到早强剂的作用，因此试件的早期强度与带入到试件内部的盐类含量有很大关系，带入的盐多，早期强度高，带入的盐少，早期强度低。

强度试验结果还表明，采用海水海砂配制的试件在标准养护条件和淡水干湿交替养护下，后期强度均出现明显的下降趋势。而采用淡水中砂配制的试件在海水浸泡和海水干湿交替养护下后期强度也都出现较为明显的下降趋势，其中在海水干湿交替养护下，采用淡水中砂配制的试件90 d的强度不到海水海砂配制的试件的70%，这主要是因为在海水作用下，海水中盐类离子向试件内迁移，在毛细孔内产生较大的结晶压，导致试件强度的下降。而采用海水海砂配制的试件在海水情况下，由于环境内外浓度差较小，迁移速度较小，毛细孔压力较小，强度基本没有下降。但在淡水情况下，采用海水海砂配制的试件内的盐类离子向外迁移，在干湿交替的作用下，盐类离子不断结晶和溶解，在毛细孔内产生较大的结晶压，导致试件强度下降。

海水海砂拌制混凝土与淡水中砂拌制混凝土在标准养护条件下各龄期的抗压强度对比结果表明，采用海水海砂拌制混凝土在180 d以内各龄期的强度均高于采用淡水拌制的混凝土各龄期强度，但后期强度增长趋势减缓，甚至不再增长。而海砂与中砂对混凝土的强度的影响较小，采用海砂与中砂拌制的混凝土的各龄期强度基本相同。这与海水中所含的盐类离子较多，而海砂中所含的盐类离子较少有关。

掺和了粉煤灰、矿渣等掺合料的混凝土在标准养护条件下各龄期的抗压强度对比结果表明，掺加掺合料的海水海砂混凝土的早期强度比不掺掺合料的海水海砂拌制的混凝土的强度偏低，这主要是由于掺加掺合料后，水泥用量减小，掺合料二次反应较晚。但掺加掺合料后的海水海砂混凝土的后期强度下降趋势明显延缓，甚至略有增长，其中掺加矿渣的海水海砂混凝土后期强度增长趋势最为明显，而掺加粉煤灰的海水海砂混凝土后期强度增长量是最大的。

3 结语

采用海水海砂配制混凝土在海岛混凝土工程中是可行的，其早期强度和后期强度均比采用淡水中砂配制的混凝土高。通过干湿交替加速养护强度试验，采用海水海砂配制的混凝土没有出现明显的强度下降。掺加掺合料后的海水海砂混凝土的后期强度下降趋势明显延缓，其中掺加矿渣的海水海砂混凝土后期强度增长趋势最为明显，而掺加粉煤灰的海水海砂混凝土后期强度增长量是最大的。

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