高性能混凝土在跨海大桥建设中的应用

2014-08-01陈木水

黑龙江交通科技 2014年8期

陈木水

(福建省第一公路工程公司)

1 高性能混凝土的基本特点

1.1 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。应用过程中，对高性能混凝土的工作性不必只限于坍落度大于180 mm 以上，扩展度600 mm 以上的流动性限值，只要具有一定的流动性，满足施工所需的和易性、密实性即可。如在配筋稠密的工程可采用自密实免振捣的混凝土。而对一些在一定流动度下，就能满足施工所需的要求，盲目套用坍落度180 mm 以上的指标，是不符合技术经济原则。

1.2 高强度性

在当今工程应用中，很多人认为高强混凝土就是高性能混凝土，其实“高强混凝土未必就是高性能混凝土，高性能混凝土并不一定是高强混凝土”。如在大量处于严酷环境中的海中桥墩结构对混凝土强度要求并不高(C30左右)，而对氯离子渗透值、耐久性要求却很高。因此，不能简单地用强度等级来界定高性能混凝土。

1.3 高耐久性能

高性能混凝土的重要特点是具有高耐久性，而耐久性则取决于抗渗性;抗渗性又与混凝土中的水泥石密实度和界面结构有关。为此，对于高性能混凝土的耐久性指标，不应强调固定的模式，应具有特定使用环境下的耐久性，适宜的强度和工作性，满足预期使用寿命的耐久性要求，最大限度地减少预期使用年限内的维护修补费用，从而达到发展的设计目标。

2 跨海大桥建设中的应用

2.1 原材料的选用及指标

(1)水泥:选用质量稳定、强度等级不低于42.5 级的龙岩三德P.O42.5R 水泥。

(2)粗骨料:选用泉州当地某石子场生产的5 ～31.5 mm碎石。

表1 水泥各项指标检测表

表2 粗骨料各项指标检测表

(3)细骨料:选用泉州当地某砂场生产的中砂。

表3 细骨料各项指标检测表

(4)外掺料:选用活性较好的漳州益材II 级粉煤灰。

表4 粉煤灰各项指标检测表

(5)外加剂:选用厦门科之杰Point－400 缓凝高效减水剂。

表5 减水剂各项指标检测表

(6)水:采用饮用水。

2.2 配合比设计

根据高性能混凝土的配制技术途径和原理，配合比设计按以下步骤进行:

(1)初步配合比设计:确定配制强度→计算比灰比→按耐久性要求校核水灰比→选定单位用量→计算单位水泥及外掺料的用量→根据外加剂的性能计算单位外加剂的用量→确定砂率→计算粗、细集料的单位用量。

(2)提出基准配合比(见表6);

(3)检验强度、确定试验室配合比。

表6 混凝土配合比 /(kg/m3)

3.3 混凝土的试验成果及其分析

(1)混凝土的试验成果见表7。

表7 混凝土的试验成果

(2)混凝土试验成果的分析

①骨料对高性能混凝土的影响:试验可知，当粗骨料为碎石时，混凝土的破坏主要是因为石子被剪力破坏造成，说明此时混凝土强度主要取决于石子强度。因此如能够使用强度更高的石子，则混凝土强度可以得到进一步提高，另外，这也说明高强度混凝土对石子的颗粒形状及表面状况要求极为严格，生产中应严格控制石子中针、片状颗粒及软弱颗粒含量。

②粉煤灰对高性能混凝土的影响:在混凝土中掺入一定量的粉煤灰以后，取代了混凝土中的部分水泥和骨料，能够减少混凝土的用水量，相应降低了水灰比，改善了混凝土的和易性，减少了混凝土的泌水率，防止了混凝土离析现象的发生;同时能够提高混凝土的密实性及抗渗性，并改善混凝土的抗化学侵蚀性。掺加粉煤灰后还能减少混凝土的水化热，防止大体积混凝土的开裂。但掺加粉煤灰应适量，不宜过多也不余过少，过多会影响强度，过少就会失去经济性的意义。一般在10% ～20%为最佳状态。掺加粉煤灰混凝土的凝结时间会较长，因为粉煤灰的凝结时间相对较慢，早期强度较低，后期强度增长较快。

③减水剂对高性能混凝土的影响:随着高效减水剂掺量的增大，混凝土的流动性和抗压强度都能得到较大的提高，但过多掺加高效减水剂，会影响水泥水化产物的粘结力的发挥而推迟强度增长，并导致最终强度的降低。

同时掺加适量粉煤灰和外加剂就可提高混凝土的密实性，从而提高它的抗渗性能，就可提高混凝土的抗氯离子性能。而且还可以减少用灰量，降低混凝土的施工成本。