港口建设高性能混凝土应用研究

摘要：港口工程建筑物所处环境恶劣，混凝土构件在海水侵蚀和海浪冲击的条件下结构容易遭到破坏。为有效解决该问题，具有较好耐久性、抗腐蚀性好、强度高等特点的高性能混凝土应运而生。本文主要对高性能混凝土优势进行初步介绍，并且针对高性能混凝土在实际使用过程中出现的问题，提出相应的措施和建议。

关键词：高性能混凝土；港口建设；问题；措施；建议

中图分类号： TU37 文献标识码： A

水泥应用在各种建筑设施中，随着建筑标准的不断提升，对混凝土的性能要求也越来越高。在港口建设的混凝土构件,特别是水位变动区的构件，长期处在高腐蚀、高湿度等恶劣环境中，氯离子进入混凝土内部加速钢筋锈蚀，严重的影响了港口的安全性,缩短了使用寿命。为了解决上述问题，人们通过改变混凝土的配比和材料，添加减水剂降低水胶比等方式，得到了具有较高性能的新型混凝土。

1.传统混凝土的缺陷和高性能混凝土的优势

港口一般都建设在近海区域，码头等建筑物处于海水当中。混凝土长时间浸泡，海水中氯离子会慢慢侵蚀到混凝土内部与钢筋发生反应，对混凝土强度产生破坏。在使用普通混凝土建设时，通常会采取一些措施进行保护，但是效果一般，如：增加保护层的厚度保护钢筋不受腐蚀，但是过厚的水泥层反而会加剧开裂的倾向；外层添加保护涂层，但是保护涂层也会受到外部环境的侵蚀；使用耐蚀钢筋替换普通钢筋，但造价过高、施工难度加大。

高性能混凝土对上述缺陷进行了改善:（1）体积系数稳定、具有很强的力学性能。（2）具有较高的强度、韧性、抗微缩性等。（3）施工操作简单，工程造价低、性价比高、施工周期短，具有较高的经济效益。（3）具有较好的耐久性，对氯离子渗透具有良好的抗性，耐蚀性能良好，不易碳化，增强了使用寿命。

2．高性能混凝土的配置原则与机理

高性能混凝土采用颗粒较小诸如粉煤灰、细末高炉矿渣等进行混合，代替部分混凝土。使用高效减水剂，降低水胶比，提高混凝土的耐久性和强度。混凝土的配置应当从混合材料的质量进行把关，水泥、颗粒直径较小的替代材料、高效减水剂以及骨料等材料应当尽量提高标准。其中骨料等级的配置应当科学、合理，细骨料的细度应控制在2.2～3.1cm之间；粗骨料的细度控制在6～26cm之间较为合适；选用颗粒直径较小的拌合材料，代替一部分水泥材料，有助于减少细小裂纹的出现，提升混凝土的致密性。

高性能混凝土的配置中应用到了集料效应，即通过将不同颗粒直径的材料进行拌合，有效降低孔隙率。通过对材料进行拌合，水化活性得到提高。同时添加混和料后，高性能混凝土表面的密实程度增强，避免了常见的表面裂缝。

3.高性能混凝土使用中出现的问题和解决措施

(1)高性能混凝土在施工中添加大量的胶体材料，表面容易出现细小裂纹，降低了混凝土对内部骨料的保护作用。解决措施：选用直径大的钢筋并增大钢筋间距防止开裂。高性能混凝土在湿润的环境当中能够更好的进行水化作用，因此在混凝土凝固初期，应当进行湿化处理，时间不能少于16小时。完成浇筑后，及时清理表面浮浆减少顶部开裂。注意浇筑时的温度，适宜在-5～35℃之间进行。另外胶凝材料等级配比也十分重要，选择合适配比的胶凝材料能够有效的减少混凝土裂纹的出现。

(2)高性能混凝土因为添加了颗粒直径小的替代材料，导致初凝时间变长，并且早期的强度很低，增加的施工的难度。但目前采用的技术手段缺乏，只能通过特殊的措施来保护混凝土在凝固初期不受破坏。

(3)混凝土保护层施工过程中也很容易出现问题。比如，保护层的垫块一定要合理摆放，如摆放不规范，海水中的氯离子很容易进入混凝土内部，腐蚀钢筋结构降低混凝土结构强度；同样，如果保护层中间存有缝隙，海水中的氯离子就会通过这些缝隙形成渗透通道。因此，在设置混凝土保护层时，适宜采用高性能混凝土，并且保护层混凝土的强度应当大于本体的混凝土强度。

(4)严格控制高性能混凝土在施工过程中的坍落度，通常要求坍落度控制在15cm内。目前主要采用的控制坍落度的措施为添加粉煤灰和高效减水剂，减水剂对高性能混凝土的影响非常明显，稍微含量的改变都能在很大程度上对混凝土坍落度产生影响，因此在施工过程中对高效减水剂的控制十分重要。

总结

港口工程建筑物所处环境恶劣，混凝土构件在海水侵蚀和海浪冲击的条件下结构遭到破坏。为有效解决该问题，具有较好耐久性、抗腐蚀性好、强度高等特点的高性能混凝土应运而生。但是，目前高性能混凝土的使用时间还不长，技术还不够成熟和完善，我国的高效混凝土的使用技术尚未达到世界先进水平，还有很大的提升空间。随着国家海洋战略和海洋经济的不断发展，对海洋运输的要求也越来越高，海洋港口的建设规模越来越大，因此对于如何更好的使用高性能混合材料的研究具有很强的应用价值。

参考文献

[1]Salah A. Altoubat, David A. Lange. Creep , Shrinkage and Cracking Of Restrained Concrete Early Age[J].ACIMaetrialsjoumal.July.AuugstZool,98(4):323一331.

[2]罗素蓉,郑建岚,胡晓凌.泵送高流态混凝土抗裂试验研究[J].第五届/高强与高性能混凝土及其应用0学术讨论会论文集,2004:38-44.