高性能混凝土在渤海灣地區(qū)橋梁工程中的應(yīng)用

郭 偉

（滄州市高速公路建設(shè)管理局，河北 滄州 061000）

0 引言

渤海灣地區(qū)是我國目前開發(fā)的熱點，該地區(qū)是典型的鹽漬土環(huán)境，加之地處北方，在鹽類的物理和化學(xué)侵蝕下兼受凍融循環(huán)作用，混凝土結(jié)構(gòu)的工作環(huán)境極其惡劣，劣化速度極快，曾有三年橋墩爛根現(xiàn)象發(fā)生。因此，對此類環(huán)境下的混凝土耐久性做專題研究有著非?，F(xiàn)實的意義。本文結(jié)合具體工程，通過分析研究，提出了混凝土高性能化的技術(shù)措施。

1 項目概況

黃驊港地區(qū)某工程全部為高架橋梁，根據(jù)所處環(huán)境對結(jié)構(gòu)的腐蝕作用不同進行分區(qū)，由中等程度至嚴(yán)重程度。橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計基準(zhǔn)期為100年，對混凝土性能要求高。

2 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性要求

根據(jù)《海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》（JTJ 275—2000）、《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計與施工指南》（CCES 01—2004）、《橋梁結(jié)構(gòu)高耐久性混凝土設(shè)計與施工規(guī)程》（DB 23/T 087—2002）、《公路工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》（JTG／T B07-01-2006）、《天津市鋼筋混凝土橋梁耐久性設(shè)計規(guī)程》（DB/T29—165—2006）等相關(guān)規(guī)范，結(jié)合國內(nèi)外關(guān)于混凝土預(yù)防性保護的最新研究進展以及橋梁不同部位的工作環(huán)境進行耐久性設(shè)計。本工程中橋梁不同部位的環(huán)境侵蝕作用等級及相應(yīng)的抗凍要求見表1和表2。

表1 混凝土抗氯離子侵蝕等級劃分

表2 橋梁各部位環(huán)境作用等級劃分與混凝土抗凍要求

3 高性能混凝土配合比設(shè)計

根據(jù)不同的強度等級、施工工作性和耐久性系數(shù)等要求，參照《海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》（JTJ 275—2000）等五個相關(guān)規(guī)范，使用摻合料等量取代法設(shè)計了不同礦粉摻量、不同水膠比的高性能混凝土的配合比。通過綜合比較造價和硬化混凝土性能兩個因素，得到了適用于不同耐久性和強度要求的C30D級環(huán)境、C35D級環(huán)境、C30E級環(huán)境和C50D級環(huán)境下的配合比（見表3）。

表3 篩選后的配合比

4 高性能混凝土的性能

4.1 坍落度

試配混凝土出料時立即對其進行坍落度試驗，并與設(shè)計要求坍落度進行對比，結(jié)果如表4所示。試驗結(jié)果表明，試配混凝土的工作性完全符合要求。

表4 坍落度對比數(shù)據(jù)

4.2 抗壓強度

下面對實驗室試配成型的混凝土的3d、7d、28d抗壓強度進行分析。表5所示是不同齡期、不同配合比的混凝土抗壓強度測定值。

表5 抗壓強度測定值

可以看出，混凝土7d天抗壓強度都超過了設(shè)計強度的90%，能很好地適應(yīng)工程進度的需要。同時混凝土28d抗壓強度都合格，保證了工程的質(zhì)量，所以在一定范圍內(nèi)高摻礦粉不影響混凝土的初期強度。

4.3 氯離子擴散系數(shù)DRCM

試驗中使用RCM法測定試配混凝土28d的氯離子擴散系數(shù)DRCM。圖1為四組配合比的DRCM大小。

圖1 試驗室配比的氯離子擴散系數(shù)D RCM

通過圖1可以明顯看出，三組D級防腐的混凝土通過摻加礦粉后，其氯離子擴散系數(shù)已經(jīng)達(dá)到了E級，而E級防腐的混凝土配合比3的氯離子擴散系數(shù)僅為2.11，相對很低。

4.4 抗凍融性

使用快速凍融機測定各配合比的抗凍融性能，并用抗凍融耐久性指數(shù)表征其耐久性。各配合比的高性能混凝土都表現(xiàn)出良好的抗凍融性能，符合工程設(shè)計規(guī)范對耐久性的要求?；炷恋目箖鋈谛蕴岣吒栏瘎┑囊龤庾饔糜泻艽箨P(guān)系。

5 現(xiàn)場耐久性指數(shù)跟蹤

選定最終的配合比之后，將其運用于工程中，并對現(xiàn)場混凝土性能進行跟蹤，主要跟蹤DRCM，然后與實驗室試配混凝土的性能做對比分析，結(jié)果如表6所示。

表6 現(xiàn)場與室內(nèi)D RCM對比

通過質(zhì)量跟蹤，發(fā)現(xiàn)實驗室試配的混凝土其性能與現(xiàn)場配合比下的混凝土性能有較大區(qū)別，抗氯離子滲透波動比較大。究其原因，主要有以下兩方面：

a）現(xiàn)場采用泵送，監(jiān)管不利，當(dāng)混凝土工作性不理想時，加泵送劑或者直接加水，增大了混凝土的水灰比，從而增大了混凝土的滲透系數(shù)，降低了混凝土的抗氯離子滲透性；

b）現(xiàn)場混凝土澆筑方量極大，振搗效果不如室內(nèi)，使得現(xiàn)場混凝土的密實性不如室內(nèi)，從而降低了混凝土的密實性，導(dǎo)致混凝土的抗氯離子滲透性降低。

同時發(fā)現(xiàn)，摻礦粉的混凝土拆模之后表面光滑、美觀，這可能是由于礦粉的密度比水泥小，雖然是等質(zhì)量摻加，但是體積增大，導(dǎo)致漿體總體積增大，從而提高了混凝土表面的密實性。

6 結(jié)論

6.1 通過添加大摻量的礦粉，同時結(jié)合高性能減水劑，可以得到綜合性能優(yōu)良的高性能混凝土，其抗氯離子滲透性能、抗凍融性等都有很大提高。

6.2 由于礦粉具有自水化性能，所以大量摻加礦粉并不影響混凝土早期和后期強度的發(fā)展。

6.3 摻加礦粉的混凝土總漿體量增多，從而提高了混凝土的抗裂性，使表觀光滑、明亮，更加美觀。

6.4 室內(nèi)試驗和現(xiàn)場生產(chǎn)的混凝土其氯離子擴散系數(shù)差別較大，所以建議在以后的工程中，應(yīng)該適當(dāng)提高室內(nèi)混凝土的氯離子擴散系數(shù)以應(yīng)對現(xiàn)場原材料的變化、施工不規(guī)范等影響因素。