淺談碼頭方塊抗凍性混凝土的試驗技術(shù)

王天文（中國鐵建港航局集團(tuán)有限公司大連凌水灣項目部，遼寧 大連 116000）

淺談碼頭方塊抗凍性混凝土的試驗技術(shù)

王天文
（中國鐵建港航局集團(tuán)有限公司大連凌水灣項目部，遼寧 大連 116000）

摘要：本文結(jié)合望海珍珠灣綜合開發(fā)建設(shè)項目碼頭工程的方塊施工，通過加入引氣劑來提高混凝土的抗凍性，通過混凝土凍融破壞的分析和實際施工情況，提出了抗凍性混凝土原材料的選擇和配合比的設(shè)計以及在施工管理方面控制的要點。

關(guān)鍵詞：抗凍性；引氣劑；混凝土

1　引言

在港工工程中，混凝土及其結(jié)構(gòu)的耐久性已越來越受重視，特別是混凝土的抗凍性問題。大量的研究和實踐表明，加入引氣劑是提高混凝土抗凍性的主要手段，從而解決混凝土的抗凍融耐久性問題。結(jié)合望海珍珠灣綜合開發(fā)建設(shè)項目碼頭工程，我們對此工程施工過程中的現(xiàn)象進(jìn)行分析，總結(jié)了混凝土原材料要求、配合比設(shè)計方法及施工過程中注意的事項。

2　混凝土凍融破壞的機(jī)理

混凝土在凍結(jié)溫度下，內(nèi)部可凍水變成冰時，體積膨脹9%左右，冰在毛細(xì)孔中受到約束力而產(chǎn)生巨大壓力，另一方面過冷的水發(fā)生遷移，冰水、蒸汽壓造成滲透力，這兩種壓力共同作用時，當(dāng)超過混凝土抗拉強(qiáng)度時則產(chǎn)生局部裂縫，或使混凝土內(nèi)部微細(xì)裂縫擴(kuò)展，當(dāng)凍融循環(huán)左右時，這種破壞作用反復(fù)進(jìn)行，使裂縫不斷擴(kuò)展，相互貫通，最后造成混凝土破壞。

3　引氣劑影響抗凍性的原理

引氣劑是具有憎水性的表面活性物質(zhì)，它可以明顯降低拌合水的表面張力，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生大量微小、穩(wěn)定、分布均勻而不連通的氣泡，當(dāng)混凝土凍結(jié)產(chǎn)生膨脹壓力時，這些氣泡可以起緩解作用，從而減輕凍結(jié)破壞作用。另外，這些氣泡可以切斷混凝土毛細(xì)管通道，使外界水分不易侵入，減少水飽和程度、相應(yīng)也減輕凍結(jié)破壞作用。

4　抗凍性混凝土的原材料選擇、配合比設(shè)計

4.1配合比設(shè)計原則。滿足設(shè)計、施工要求的情況下，盡量減少混凝土的單位水泥用量；采用高效減水劑和引氣劑；

4.2原材料的選擇。原材料根據(jù)工程實際情況和《水運工程混凝土施工規(guī)范》進(jìn)行選擇。

4.2.1水泥?？箖鲂曰炷了盟嘁瞬捎闷胀ü杷猁}水泥和硅酸鹽水泥，另外，結(jié)構(gòu)混凝土所用水泥的標(biāo)號，不得低于425號，我們選用營口當(dāng)?shù)氐奶烊餚.O42.5的普通硅酸鹽水泥。

4.2.2集料。集料本身的抗凍性能會影響混凝土的整體抗凍性能，集料的抗凍性能主要取決于自身的抗壓強(qiáng)度、集料級配和含泥量等，另外，集料的種類對混凝土的抗凍性能也有較大影響。

（1）粗骨料。根據(jù)結(jié)構(gòu)最小斷面尺寸和泵送管道內(nèi)徑選擇合理的最大粒徑，盡可能選用較大的粒徑。實踐證明同質(zhì)量的大粒徑可比小粒徑的碎石或卵石減少用水量，降低水泥用量。方塊混凝土的粗骨料采用的是20mm~40mm和5mm~25mm的石子二級配的組合，同時，抗凍性混凝土應(yīng)嚴(yán)格控制粗骨料的含泥量。我們采用水洗過后的碎石。

（2）細(xì)骨料。細(xì)集料以采用級配良好的中粗砂為宜。實踐證明細(xì)度模數(shù)大的中砂比采用細(xì)度模數(shù)小的中砂可減少用水量，從降低水泥用量，以便在保證混凝土強(qiáng)度及流動度條件下，盡量節(jié)省水泥、降低成本。同時，由于是抗凍性混凝土，砂的含泥量和泥塊含量有嚴(yán)格的要求。

4.2.3外加劑

（1）引氣劑。引氣劑對提高混凝土的抗凍性具有重要作用。選用青島科力型號為PC-2Y的引氣劑。

（2）減水劑。減水劑能減少混凝土中必要的單位用水量，并能滿足規(guī)定的稠度要求，提高混凝土的和易性。因此可大量減低拌合用水量，所以可降低水灰比，使硬化后的混凝土毛細(xì)孔隙結(jié)構(gòu)的分散情況得到改善，孔徑和孔隙率顯著減少，提高了混凝土的密實性和抗凍性。選用大連大華型號為TH-2的高效減水劑，

4.3試驗用配合比。水灰比的選擇同時滿足混凝土強(qiáng)度和耐久性，同時海水環(huán)境混凝土按耐久性要求的水灰比有最大允許值和最低水泥用量。根據(jù)方塊混凝土（C30F300）配合比設(shè)計要求，經(jīng)過對各種原材料的選擇，坍落值控制在140mm~160mm，含氣量控制在3.0%~6.0%，以及大量的試配工作，確定方塊混凝土（C30F300）的施工配合比。

5　混凝土的試驗檢測結(jié)果

5.1混凝土的強(qiáng)度。所拌混凝土的和易性良好、無離析泌水現(xiàn)象，其物理技術(shù)性能檢測結(jié)果，混凝土坍落度、含氣量符合配合比要求，抗壓強(qiáng)度符合設(shè)計要求。

5.2混凝土的抗凍性。在強(qiáng)度滿足要求的同時，耐久性是決定混凝土是否滿足設(shè)計要求的關(guān)鍵。試驗檢測用CDR-2型混凝土快速凍融儀和DT-10動彈儀，每經(jīng)歷50次凍融循環(huán)后，對試件分別進(jìn)行重量和動彈模量檢查，試驗結(jié)果評定是以重量損失率達(dá)5%或相對動彈模量下降至75%時，認(rèn)為試件已達(dá)破壞，并以相對的凍融循環(huán)次數(shù)作為該混凝土的抗凍融等級，如相對重量損失率或相對動彈模量下降均為達(dá)到上述指標(biāo)，但凍融循環(huán)次數(shù)已滿足設(shè)計要求，亦可停止試驗。所以從試驗檢測結(jié)果可知，摻如引氣劑后，混凝土的強(qiáng)度和耐久性滿足設(shè)計要求C30F300。

6　混凝土施工過程應(yīng)注意的事項

（1）施工時確保按配合比設(shè)計要求配制混凝土，攪拌時的進(jìn)料順序是砂石水泥，水和配置好是引氣劑溶液后加入，以減少混凝土含氣量的減少，也就是引氣劑摻量。

（2）引氣劑混凝土的攪拌時間要比普通混凝土的攪拌時間長0.5min~1.0min，以保證引氣劑和水泥、減水劑拌和均勻，提高其勻質(zhì)性。

（3）由于方塊時大體積混凝土，所以在澆筑時采用分層澆筑，每層厚度為50cm。

（4）在方塊拆模后養(yǎng)護(hù)時，在馬腿中灌入水，在方塊表面覆蓋兩層土工布和一層塑料布。

（5）另外，由于混凝土的含氣量受集料的影響，而含氣量是影響混凝土抗凍性的主要因素，所以要根據(jù)實際情況調(diào)節(jié)引氣劑的摻量，以保證混凝土的含氣量在3%~6%。

結(jié)語

使用此配合比，混凝土的強(qiáng)度評定驗收和抗凍性評定驗收，都滿足《水運工程混凝土施工規(guī)范》規(guī)定的合格條件。證明此工程的混凝土配合比設(shè)計，施工措施經(jīng)實踐論證是可行的。

參考文獻(xiàn)

[1]徐曉巍，等.不同環(huán)境下普通混凝土抗凍試驗研究及機(jī)理分析[J].混凝土，20 （02）.

[2]王寶卿，等.混凝土抗凍性能實驗方法的探討[J].東北水利水電，2004（07）.

中圖分類號：TU375

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A