高性能混凝土在渤海灣地區(qū)橋梁工程中的應用

郭 偉

（滄州市高速公路建設管理局，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侵蝕下兼受凍融循環(huán)作用，混凝土結構的工作環(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常現(xiàn)實的意義。本文結合具體工程，通過分析研究，提出了混凝土高性能化的技術措施。

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)境對結構的腐蝕作用不同進行分區(qū)，由中等程度至嚴重程度。橋梁結構設計基準期為100年，對混凝土性能要求高。

2 混凝土結構的耐久性要求

根據(jù)《海港工程混凝土結構防腐蝕技術規(guī)范》（JTJ 275—2000）、《混凝土結構耐久性設計與施工指南》（CCES 01—2004）、《橋梁結構高耐久性混凝土設計與施工規(guī)程》（DB 23/T 087—2002）、《公路工程混凝土結構防腐蝕技術規(guī)范》（JTG／T B07-01-2006）、《天津市鋼筋混凝土橋梁耐久性設計規(guī)程》（DB/T29—165—2006）等相關規(guī)范，結合國內外關于混凝土預防性保護的最新研究進展以及橋梁不同部位的工作環(huán)境進行耐久性設計。本工程中橋梁不同部位的環(huán)境侵蝕作用等級及相應的抗凍要求見表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《海港工程混凝土結構防腐蝕技術規(guī)范》（JTJ 275—2000）等五個相關規(guī)范，使用摻合料等量取代法設計了不同礦粉摻量、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，并與設計要求坍落度進行對比，結果如表4所示。試驗結果表明，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計強度的90%，能很好地適應工程進度的需要。同時混凝土28d抗壓強度都合格，保證了工程的質量，所以在一定范圍內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)已經達到了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，結果如表6所示。

表6 現(xiàn)場與室內D RCM對比

通過質量跟蹤，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，使得現(xiàn)場混凝土的密實性不如室內，從而降低了混凝土的密實性，導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，雖然是等質量摻加，但是體積增大，導致漿體總體積增大，從而提高了混凝土表面的密實性。

6 結論

6.1 通過添加大摻量的礦粉，同時結合高性能減水劑，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 室內試驗和現(xiàn)場生產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，應該適當提高室內混凝土的氯離子擴散系數(shù)以應對現(xiàn)場原材料的變化、施工不規(guī)范等影響因素。