魏文馨

摘要：文章通過(guò)總結(jié)國(guó)內(nèi)外已取得的高性能混凝土研究成果，以實(shí)際工程項(xiàng)目為例，基于試驗(yàn)結(jié)果，通過(guò)單一摻入或組合摻入適量的粉煤灰、磨細(xì)礦渣粉、硅粉等活性礦物，結(jié)合工程實(shí)際情況，配置高性能混凝土的性能分析，得到了適合該工程的高性能混凝土的水灰比、活性礦物摻入量的推薦值。

【關(guān)鍵詞】高性能混凝土；配合比；減水劑

1.港口工程混凝土結(jié)構(gòu)的破壞機(jī)理

海洋環(huán)境下，港口工程混凝土結(jié)構(gòu)的破壞主要體現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：（1）由于海水中存在大量的氯離子，對(duì)混凝土產(chǎn)生一定的侵蝕破壞，氯離子在進(jìn)入混凝土內(nèi)后，與水泥的水化產(chǎn)物Ca（OH）2結(jié)合生成含有大量結(jié)晶水的氧氯化鈣，氧氯化鈣在產(chǎn)生時(shí)呈極微細(xì)針狀結(jié)晶體形態(tài)，因此容易使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生一定程度的膨脹而導(dǎo)致侵蝕破壞；（2）在富含氯離子的海洋環(huán)境中，Ca（OH）2的溶出性速度得到很大程度的加快，由此導(dǎo)致混凝土中PH值減小，而混凝土中的各種水化物發(fā)生進(jìn)一步水解，析出較多Ca（OH）2，從而使混凝土失去了原有的膠凝性質(zhì)，混凝土發(fā)生破壞，稱之為溶出侵蝕破壞；（3）港工結(jié)構(gòu)常年浸泡在海水中，海水隨潮汐等影響，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)隨漲落潮等影響發(fā)生干濕變更，形成結(jié)晶產(chǎn)生破壞；（4）氯離子滲入鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)后，將導(dǎo)致混凝土中的鋼筋發(fā)生腐蝕膨脹，從而誘發(fā)鋼筋混凝土的開裂，產(chǎn)生開裂破壞。港工混凝土結(jié)構(gòu)的工作環(huán)境復(fù)雜，上述幾種破壞一般組合發(fā)生，疊加破壞，加速了海洋環(huán)境下港工混凝土結(jié)構(gòu)的破壞。

2.高性能混凝土主要成分的性能

本研究通過(guò)試驗(yàn)方法對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性進(jìn)行定量分析。通常來(lái)說(shuō)，港口工程高性能混凝土的組成材料，不僅包括水泥、砂、石等原材料，還包括其他重要組成材料，如：高性能添加劑和活性礦物摻合料等。這些特殊的組成成分是高性能混凝土區(qū)別于普通混凝土的根本因素。本文所指高性能外加劑主要是指高效減水劑，它可以是單一的某種高性能減水劑，也可以是由多種材料組合而成的高效減水劑，這種高效減水劑可以根據(jù)需要配制，以達(dá)到較大程度地減水、降低水灰比的效果，同時(shí)有保塑和引氣的作用。同樣，活性礦物摻合料既可以是單一的摻和料，也可以由多種摻合料組成。另外，高性能添加劑和摻合料的品種、性能以及摻入量等對(duì)高性能混凝土是否能夠達(dá)到要求起著決定性作用。

高效減水劑在我國(guó)的研究和應(yīng)用已有20年左右的記錄，在應(yīng)用方面積累了豐富的工程經(jīng)驗(yàn)。使用高效減水劑的最大優(yōu)點(diǎn)就是可以較大幅度的降低混凝土配置的水灰比，能有效增強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度，達(dá)成港口工程高性能混凝土應(yīng)用的目標(biāo)。結(jié)合實(shí)際工程應(yīng)用，本次分析研究選用4種在國(guó)內(nèi)具有一定規(guī)模和使用面的高效減水劑進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，具體試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

結(jié)合上述試驗(yàn)結(jié)果，在綜合考慮使用高效外加劑后混凝土的變化效果、來(lái)源是否廣泛以及使用是否便利、費(fèi)用是否合適等因素后，本試驗(yàn)最終選用了FDN外加劑（萘系減水劑）作為本工程高性能混凝土配合過(guò)程使用的高效減水劑。

3.高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)的方法

本文以印尼某碼頭項(xiàng)目為例，闡述高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)方法，該項(xiàng)目設(shè)計(jì)建設(shè)3.5個(gè)8000t駁船泊位，碼頭岸線總長(zhǎng)度約409m（順岸276m，擋沙堤內(nèi)側(cè)133m），護(hù)岸（圍堤）長(zhǎng)度959m（包括南、北圍堤），擋沙堤300m，陸域形成≥14.5萬(wàn)平米。

該項(xiàng)目采用國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境影響，考慮港口工程耐久性要求因素，碼頭混凝土結(jié)構(gòu)結(jié)采用高性能混凝土。本研究通過(guò)計(jì)算、試驗(yàn)的方法法進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)及優(yōu)化調(diào)整。在理論計(jì)算得到的配合比基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)一系列試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證和調(diào)整骨料的比率、水灰比、以及外加劑的摻入量等，配制出具有良好工作性的混凝土拌和物，測(cè)試其物理性能指標(biāo)、力學(xué)性能指標(biāo)以及耐久性指標(biāo)，最后綜合考慮各種因素的影響，通過(guò)對(duì)比確定最優(yōu)的高性能混凝土的配合比。

4.高性能混凝土的配合設(shè)計(jì)

4.1質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

依據(jù)目前國(guó)內(nèi)外港口工程高性能混凝土試驗(yàn)研究標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合大量實(shí)際的港口工程對(duì)高性能混凝土的性能要求，確定本工程混凝土的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

4.2材料

（1）水泥：使用525-P.II硅酸鹽水泥。

（2）骨料：砂選用顆粒級(jí)配區(qū)中的II區(qū)中砂，細(xì)度模數(shù)為2.4，級(jí)配符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求，含泥量為0.4%。

（3）拌和用水為當(dāng)?shù)爻鞘凶詠?lái)水。經(jīng)水質(zhì)檢驗(yàn)，其PH值為5.5，可溶物含量為252 mg/L，氯離子含量為94.8 mg/L，硫酸鹽含量為77.9 mg/L。

4.3配合比的確定

此次分析研究以不同水灰比配置普通混凝土作為參照組，綜合工程實(shí)際情況，在高性能混凝土水灰比允許范圍內(nèi)選擇0.35的水灰比作為參考值，在相同水灰比及使用同種高效減水劑的條件下，通過(guò)單一摻入或組合摻入不同的活性礦物摻合料來(lái)配制高性能混凝土做坍落度試驗(yàn)。本工程施工將結(jié)合工程施工實(shí)際需要來(lái)確定工程不同部位、不同施工環(huán)境、不同施工條件的混凝土配合比。

在應(yīng)用普通混凝土原材料、普通混凝土拌制和澆筑工藝的基礎(chǔ)上，通過(guò)單一摻入或組合摻入適量的粉煤灰、磨細(xì)礦渣粉、硅粉等活性礦物，使用高效減水劑達(dá)到降低混凝土水灰比的目的，配置出的混凝土滿足《港口工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》（JTJ275-2000）的中的高性能混凝土規(guī)定，滿足高性能混凝土強(qiáng)度等級(jí)≥C45、抗氯離子滲透性能（電通量）≤1000C、混凝土坍落度≥120mm的基本要求，摻入不同或不同比例的摻合料也影響著混凝土的和易性。實(shí)際施工中可根據(jù)施工需要，可通過(guò)改變摻合料的品種或摻入量來(lái)滿足對(duì)混凝土和易性的要求。

5.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文以實(shí)際工程項(xiàng)目為例，通過(guò)試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，港口工程高性能混凝土在符合工作性能要求的前提下，應(yīng)盡量使用較小的水膠比配制混凝土，混凝土水灰比宜控制在0.30～0.40之間，粉煤灰的摻入量宜控制在30%～40%，細(xì)礦渣摻入量宜控制在60%～80%的區(qū)間。為了提高混凝土抗氯離子侵蝕的能力，提高混凝土的強(qiáng)度，可適當(dāng)摻入3%～5%的硅粉。在不同的工程中，具體摻量應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際，從滿足使用性能要求和工程經(jīng)濟(jì)性等方面進(jìn)行全面考慮，通過(guò)試配測(cè)試來(lái)確定工程實(shí)際所需的混凝土最優(yōu)配合比，以達(dá)到提高港口工程混凝土性能、提高港口工程混凝土結(jié)構(gòu)物穩(wěn)定性及耐久性的目的。

【參考文獻(xiàn)】

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