郭 伟

（沧州市高速公路建设管理局，河北 沧州 061000）

0 引言

渤海湾地区是我国目前开发的热点，该地区是典型的盐渍土环境，加之地处北方，在盐类的物理和化学侵蚀下兼受冻融循环作用，混凝土结构的工作环境极其恶劣，劣化速度极快，曾有三年桥墩烂根现象发生。因此，对此类环境下的混凝土耐久性做专题研究有着非常现实的意义。本文结合具体工程，通过分析研究，提出了混凝土高性能化的技术措施。

1 项目概况

黄骅港地区某工程全部为高架桥梁，根据所处环境对结构的腐蚀作用不同进行分区，由中等程度至严重程度。桥梁结构设计基准期为100年，对混凝土性能要求高。

2 混凝土结构的耐久性要求

根据《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》（JTJ 275—2000）、《混凝土结构耐久性设计与施工指南》（CCES 01—2004）、《桥梁结构高耐久性混凝土设计与施工规程》（DB 23/T 087—2002）、《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》（JTG／T B07-01-2006）、《天津市钢筋混凝土桥梁耐久性设计规程》（DB/T29—165—2006）等相关规范，结合国内外关于混凝土预防性保护的最新研究进展以及桥梁不同部位的工作环境进行耐久性设计。本工程中桥梁不同部位的环境侵蚀作用等级及相应的抗冻要求见表1和表2。

表1 混凝土抗氯离子侵蚀等级划分

表2 桥梁各部位环境作用等级划分与混凝土抗冻要求

3 高性能混凝土配合比设计

根据不同的强度等级、施工工作性和耐久性系数等要求，参照《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》（JTJ 275—2000）等五个相关规范，使用掺合料等量取代法设计了不同矿粉掺量、不同水胶比的高性能混凝土的配合比。通过综合比较造价和硬化混凝土性能两个因素，得到了适用于不同耐久性和强度要求的C30D级环境、C35D级环境、C30E级环境和C50D级环境下的配合比（见表3）。

表3 筛选后的配合比

4 高性能混凝土的性能

4.1 坍落度

试配混凝土出料时立即对其进行坍落度试验，并与设计要求坍落度进行对比，结果如表4所示。试验结果表明，试配混凝土的工作性完全符合要求。

表4 坍落度对比数据

4.2 抗压强度

下面对实验室试配成型的混凝土的3d、7d、28d抗压强度进行分析。表5所示是不同龄期、不同配合比的混凝土抗压强度测定值。

表5 抗压强度测定值

可以看出，混凝土7d天抗压强度都超过了设计强度的90%，能很好地适应工程进度的需要。同时混凝土28d抗压强度都合格，保证了工程的质量，所以在一定范围内高掺矿粉不影响混凝土的初期强度。

4.3 氯离子扩散系数DRCM

试验中使用RCM法测定试配混凝土28d的氯离子扩散系数DRCM。图1为四组配合比的DRCM大小。

图1 试验室配比的氯离子扩散系数D RCM

通过图1可以明显看出，三组D级防腐的混凝土通过掺加矿粉后，其氯离子扩散系数已经达到了E级，而E级防腐的混凝土配合比3的氯离子扩散系数仅为2.11，相对很低。

4.4 抗冻融性

使用快速冻融机测定各配合比的抗冻融性能，并用抗冻融耐久性指数表征其耐久性。各配合比的高性能混凝土都表现出良好的抗冻融性能，符合工程设计规范对耐久性的要求。混凝土的抗冻融性提高跟防腐剂的引气作用有很大关系。

5 现场耐久性指数跟踪

选定最终的配合比之后，将其运用于工程中，并对现场混凝土性能进行跟踪，主要跟踪DRCM，然后与实验室试配混凝土的性能做对比分析，结果如表6所示。

表6 现场与室内D RCM对比

通过质量跟踪，发现实验室试配的混凝土其性能与现场配合比下的混凝土性能有较大区别，抗氯离子渗透波动比较大。究其原因，主要有以下两方面：

a）现场采用泵送，监管不利，当混凝土工作性不理想时，加泵送剂或者直接加水，增大了混凝土的水灰比，从而增大了混凝土的渗透系数，降低了混凝土的抗氯离子渗透性；

b）现场混凝土浇筑方量极大，振捣效果不如室内，使得现场混凝土的密实性不如室内，从而降低了混凝土的密实性，导致混凝土的抗氯离子渗透性降低。

同时发现，掺矿粉的混凝土拆模之后表面光滑、美观，这可能是由于矿粉的密度比水泥小，虽然是等质量掺加，但是体积增大，导致浆体总体积增大，从而提高了混凝土表面的密实性。

6 结论

6.1 通过添加大掺量的矿粉，同时结合高性能减水剂，可以得到综合性能优良的高性能混凝土，其抗氯离子渗透性能、抗冻融性等都有很大提高。

6.2 由于矿粉具有自水化性能，所以大量掺加矿粉并不影响混凝土早期和后期强度的发展。

6.3 掺加矿粉的混凝土总浆体量增多，从而提高了混凝土的抗裂性，使表观光滑、明亮，更加美观。

6.4 室内试验和现场生产的混凝土其氯离子扩散系数差别较大，所以建议在以后的工程中，应该适当提高室内混凝土的氯离子扩散系数以应对现场原材料的变化、施工不规范等影响因素。