硅粉混凝土在码头面层修补中的应用

摘要：从码头面层损坏背景入手，对损坏原因进行了相应分析；着重介绍了施工中核心材料硅粉混凝土，并针对施工流程对施工中应注意的四个方面进行了论述；最后提出施工保质对策及相应措施。

关键词：码头面层修补；损坏原因；硅粉混凝土；施工流程；注意事项；保质措施

中图分类号： TU37 文献标识码： A

一、背景与概况

我公司码头均为岸壁式高桩梁板码头。码头面层的结构形式为20公分预制面板，18公分现浇钢筋混凝土面层，6公分厚混凝土磨耗层。装卸货种主要是件杂货物，码头自1985年建成投产以来，为南京港乃至长江经济的发展做出了应有的贡献。但同时由于装卸货种及装卸机械工艺的要求也对码头面层造成不同程度的损坏，面层上出现大大小小的坑洞，有些地方出现了露筋现象，不进行及时的维护，势必将影响码头的结构及使用安全。

二、码头面层损坏原因的分析

2.1 装卸工艺的原因

码头装卸货物工艺流程是货物码头门机抓卸码头平台平板车运输。在此装卸工艺流程中货物都将堆放在码头上，特别是装卸废钢这种货物时对码头面层磨损较大。

2.2 门机操作人员的原因

门机操作人员在抓卸货物时由于操作不当，门机的抓斗也会剧烈撞击到码头面层，造成面层的破损。

2.3 运输机械的原因

我公司件杂货物的水平运输机械主要是平板车，由于平板车的轮胎都是实心胎，在运行过程中震动较大，也对码头面层造成了一定的冲击。

三、硅粉混凝土的特性以及应用

硅粉是在冶炼工业硅或含硅合金时由高纯度的石英与焦炭在高温电弧炉(2000℃)中发生还原反应而产生的工业尘埃，它是利用收尘装置回收烟道排放的高温废气并通过专门处理而得。硅粉也称微硅粉、硅微粉、硅灰、硅尘等，其产品质量主要用二氧化硅(SiO2)含量和细度来评价。

3.1新拌混凝土的和易性

硅粉的比表面积非常大，颗粒表面湿润需要大量水分，使得新拌混凝土的大量自由水被硅粉粒子所约束，混凝土内部很难有多余的水分溢出；另一方面，硅粉微粒堵塞了新拌混凝土的毛细孔。所以，在混凝土中掺入硅粉，混凝土的粘聚性和保水性提高，但流动度大大降低，且流动度降低值一般随着硅粉用量的增加而增大。

3.2 硅粉混凝土的强度

在混凝土中同时掺入粉煤灰和硅粉后，水泥、粉煤灰、硅粉3种粉体材料的粒径处于不同的数量级，优化了颗粒级配，更加有助于填充集料间空隙，并能与水泥水化产物Ca(OH)2充分反应，生成C—S—H凝胶，增大C—S—H凝胶的数量和体积，减少Ca(0H)：的数量。克服了单掺粉煤灰混凝土早期强度低和单掺硅粉混凝土后期强度发展缓慢的缺陷，并能获得更好的和易性，使粉煤灰与硅粉达到“优势互补”，进一步改善混凝土的性能，获得较好的早期强度、后期强度、施工性能和耐久性能。

3.3 硅粉混凝土的干缩性

 在混凝土中加入硅粉后，由于硅粉的微填料效应，硅粉自身吸水率大，新拌混凝土的泌水量大大减少，且硅粉混凝土早期水化反应加快，早期强度捉高，弹性模量增大，而徐变和应力松弛减小。因此，硅粉混凝土发生塑性开裂和出现早期收缩裂缝的机会较普通混凝土大大增多，且随着硅粉掺量的增大而增大，而后期因硅粉混凝土孔隙细小、结构致密、水分迁移困难、体积变化趋势相对平缓，其收缩量与普通混凝土相近或减小。

3.4 硅粉混凝土的主要用途 

硅粉的超细度和高含量的无定型Si02，使其在混凝土中微集料效应和高火山灰效应发挥得淋漓尽致。除了显著改善混凝十的物理力学性能外，几乎对混凝十耐久性的所有方面都有帮助，尤其在配制C80以上的高强混凝土和高性能混凝土，以及配制特殊环境条件下的高耐久性混凝十(如水工抗冲耐磨混凝土、海工混凝土等)，使用硅粉通常是取得良好技术经济效益的有效途径。

四、硅粉混凝土施工中需注意的问题

施工流程为：人工凿除面板表层6公分厚磨耗层；采用高压水枪冲洗，干燥后用空压机吹净；湿润面板后，涂刷一层硅粉砂浆；浇筑6公分厚硅粉混凝土面层。因此为了保证施工质量，有必要注意以下四个问题。

4.1 硅粉的适宜掺量

当硅粉掺量显著增加时，硅粉对混凝土的强度贡献率下降(也称效率指数下降)。有实验表明，当硅粉取代水泥大于20％时，其效率指数显著降低；当大于30％时，混凝土的强度反而下降，混凝土出现塑性开裂和早期收缩裂缝的风险加大，在实际工程中，混凝土中硅粉掺量一般为5％—15％。

4.2 硅粉必须同高效减水剂结合使用

  在混凝土中掺入硅粉，必须同时掺入高效减水剂，才能保障混凝土必需的流动性和硅粉对混凝土的增强作用。但应特别注意高效减水剂与混凝土中其它材料的适应性。因此，必须结合工程特点和拟用原材料的性质，通过试拌混凝土实验确定硅粉、外加剂和其它胶凝材料的掺量及相应的相对最佳混凝土配合比。另外，高效减水剂加入低水灰比的硅粉混凝土，当硅粉掺量较大或环境温度较高时，混凝土的坍落度损失会加快。因此，对运输距离较长或采用泵送混凝土施工的硅粉混凝土，应控制硅粉掺量或添加缓凝剂。 

4.3 硅粉混凝土的拌和与运输

  高等级硅粉混凝土很黏稠，拌和时应采用强制式拌和机，搅拌时间应比普通混凝土延长30-60s：从拌合机出料后，应尽量缩短运输时间，及时入仓摊铺、振捣，努力减少坍落度损失。 

4.4 硅粉混凝土的养护

工程实践表明，千方百计控制硅粉混凝土的裂缝是硅粉混凝土施工的关键。为此，硅粉混凝土的养护要比普通混凝土提前。混凝土浇筑完毕后终凝前，必须立即用喷雾方法来减少水分蒸发或采用塑料薄膜覆盖或喷洒混凝土养护剂养护，保持混凝土表面湿润，但不宜出现水流和可见水滴：混凝土终凝后，应继续覆盖塑料薄膜或喷洒养护剂或在表面覆盖湿透的草袋并洒水养护，使混凝土始终处于潮湿状态，养护时间宜不少于28d。

五、施工质量的保证措施

5.1 建立健全质量保证体系

成立质量管理领导小组，负责指导、督促、检查质量工作。成立质量管理领导小组，要把质量工作放在一切工作的首位，配专职质检员督促、检查。 

5.2 全面推行安全质量责任制和技术岗位责任制

层层签定安全质量包保责任书，划分工作责任区，一级管一级，一级保一级，形成坚定不移抓质量，齐心协力保安全，做到责任履约率百分之百。 

严格按照技术管理程序，采取定人、定岗、定职、定则管理，全面实施技术岗位责任制。坚持图纸会审、技术交底、换手复测、工序“三检”、技术干部现场值班、关键工序内部旁站监督，报检报验等制度，做到技术保障到位，技术支持有力。 

5.3 强化过程控制和措施

在施工中把抓工序质量和过程控制作为重点工作，着重把好材料源头关，严格执行“三按五不”原则即按设计图、施工规范施工，按工艺操作规范进行操作，按验标进行检验。原材料未经检验合格，不准进入施工现场；未进行技术交底，不准开工；隐蔽工程未经检验合格签字，不准覆盖；本工序未经检验，不准计价。 

5.4 狠抓关键部位的质量控制

全面加强桩基础施工和地下室施工的质量控制。这些关键工序和重点部位的施工，采取先进行工艺试验，然后正式施工，组织专业组作业，专人管理，做到定位、定岗、定人、定标准施工，同时定期与不定期监督检查。质检员严格执行规范，严格按照工作程序，落实“三检”制度。

六、结语

由于我们第一次使用硅粉混凝土做码头面层的磨耗层，严格按硅粉混凝土施工工艺和流程施工，从三年来的使用效果来看，码头面层的耐磨性和防腐性都有了很大提高，达到了预期的效果。

参考文献：

[1] 陈昌礼. 硅粉混凝土的基本性能与工程应用. 新型建筑材料.2008

[2] 祖福兴. 船闸抗冲耐磨混凝土性能及应用研究. 西南交通大学.2009