沿海耐久性混凝土施工技术研究

文摘：沿海 耐久性 混凝土 施工 技术 研究

沿海地区桥梁多穿越近海，桥梁基础及下构长期受海水侵蚀，较普通混凝土则在耐久性方面提出了更高的要求。混凝土的耐久性是指混凝土在实际使用条件下抵抗各种破坏因素的作用，长期保持强度和外观完整性的能力，在规定的使用年限内，在各种环境条件作用下，不需要额外的费用加固处理而保持其安全性、正常使用和可接受的外观的能力。

一、沿海耐久性混凝土原材料要求

应严格限制混凝土各种原材料（水泥、矿物掺和料、骨料、外加剂和拌和水等）中的氯离子含量，各种原材料中的氯离子应尽可能低。新拌混凝土硬化后，实查混凝土中的氯离子含量对于钢筋混凝土不应超过胶凝材料重的0.1%，对于预应力混凝土不得超过胶凝材料重的0.06%。

1、水泥

配制耐久混凝土的水泥拟选用强度等级42.5 的Ⅱ型硅酸盐水泥。为改善混凝土的体积稳定性和抗裂性能，水泥中的C3A 含量一般不宜超过10%（此值按照海水环境进行取值），水泥细度（比表面积）不超过350m2/kg，游离氧化钙不超过1.5%。大体积混凝土宜采用C2S 含量相对较高而水化热较低的水泥；为改善混凝土的抗裂性，水泥的含碱量（按Na2O 当量计）不宜超过水泥质量的0.6%，混凝土内的总含碱量（包括所有原材料）应不超过3.0kg/m3，并宜使用非碱活性集料。

2、矿物掺合料

1）、配制耐久混凝土所用的矿物掺和料可为粉煤灰、磨细高炉水淬矿渣、硅灰、沸石岩粉、石灰石粉、天然火山灰等材料。掺和料必须品质稳定、来料均匀、来源固定。掺和料的掺量应根据设计对混凝土各龄期强度、混凝土的工作性和耐久性以及施工条件和工程特点而定。矿物掺和料中应不含放射性物质、可溶性有毒物质或对混凝土性质有害的物质。

2）、粉煤灰的烧失量不宜大于5%，对预应力混凝土和引气混凝土小于3%；三氧化硫含量≤2%；需水量比不大于100%；粉煤灰掺量应不少于胶凝材料总量的20%，当掺量达30%以上时，水胶比不宜大于0.42。

3）、磨细高炉水淬矿渣的比表面积宜控制在360～440m2/kg；磨细矿渣需水量比不大于100%，烧失量不大于1%。

4）、硅灰中的二氧化硅含量不应小于85%，比表面积（BET-N2吸附法）不小于18000m2/kg。硅灰掺量一般不超过胶凝材料总量的8%。硅灰一般应与其它矿物掺和料复合使用。

5）、磨细天然沸石岩粉应选用斜发沸石岩或丝光沸石岩，其他沸石尤其是方沸石不宜用作混凝土的掺和料。沸石岩的铵离子净交换容量不小于107mol/100g（斜发沸石岩）或115mol/100g（丝光沸石岩），沸石岩品位（即沸石含量，用铵离子净交换容量检测）应当稳定，比表面积大于280m2/kg。

6）、使用二种或二种以上的掺和料复合而成的磨细矿物掺和料，其效果通常能明显优于单一矿物掺和料。复合掺和料应有合格的产品标准或经过有关部门鉴定的性能检测证明并附有组成成分和使用说明，不得添加对混凝土有害的成分。为避免增加混凝土的自收缩和温升，复合磨细矿粉也不宜过细。

3、骨料

1）、不得采用可能发生碱---集料反应（AAR）的活性集料。粗骨料应采用质地均匀坚固、粒形和级配良好、吸水率低、空隙率小的石料。压碎指标不大于12%，针片状颗粒含量不宜大于7%，吸水率不大于2%，硫化物及硫酸盐含量（按SO3 质量计）小于0.5%。粗集料松散堆积密度一般大于1350 kg/m3，空隙率不超过40%。粗、细骨料中的含泥量应分别低于0.5%和1%。

2）、不宜采用抗渗透性较差的岩质如某些花岗岩、砂岩等作为粗、细骨料。粗骨料的最大公称粒径不应超过25mm（大体积混凝土除外），且不得超过钢筋保护层厚度的2/3。

4、化学添加剂

当混合使用高效减水剂、引气剂、缓凝剂、膨胀剂、阻锈剂及其它防腐剂时，应事先专门测定它们之间的相容性。外加剂中的氯离子含量不得大于混凝土中胶凝材料总重的0.01%，高效减水剂中的硫酸钠含量不宜大于减水剂干重的15%。

5、拌合、养护用水

水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质及油脂、糖类、游离酸类、碱、盐、有机物或其他有害物质。不得采用海水、污水和pH 值小于5 的酸性水，水中的氯离子含量应不大于200mg/L，硫酸盐含量按S2O4不大于500 mg/L。

二、沿海耐久性混凝土的施工要求

1、在混凝土施工前，应按照混凝土结构的防腐蚀耐久性设计的要求，制定保证混凝土施工质量的措施和实施细则，精心选择原材料，进行混凝土试配，在试验室试验的基础上优选混凝土配合比。

2、耐久性混凝土的施工质量控制重点为：混凝土的振捣均匀和密实、混凝土的养护、钢筋的保护层厚度、施工阶段混凝土的裂缝控制。

3、新浇混凝土应及早开始养护、避免水分蒸发。湿养护不得间断，对于不同构件、在不同季节应采取不同的初始湿养护和温控措施。

4、钢筋混凝土不得用海水养护，尽量延长新浇混凝土与海水等氯盐接触前的养护龄期。

三、防腐的几项措施

对沿海耐久性混凝土的防腐方面，考虑应主要如下几个方面：

1、保证增加保护层厚度，此方法是提高混凝土使用寿命最为直接、简单而且经济有效的方法。

2、采用高性能混凝土，提高混凝土的密实性，从而提高抵抗氯离子渗透性来增强耐久性能。

3、长久保留桩基施工用护筒，延长桥墩的使用寿命。

4、处于浪溅区的桥墩墩身（含系梁）混凝土表面涂装，采用硅烷薄涂层封闭型涂装系统，涂层设计使用年限为20 年。

5、墩柱底部（潮汐区部位）附加浇筑同标号10cm厚的混凝土保护层，内配一层构造钢筋。

6、采用环氧涂层钢筋、钢筋阻锈剂。