海工高性能混凝土在公路橋梁建設中的應用

李子宣

摘要：在國內外已建沿海橋梁工程中，很多橋梁結構的破壞主要原因來自于混凝土的病害，因此混凝土耐久性研究已變的刻不容緩。本文以海洋Ⅲ類環境為切入點，就海工高性能混凝土在公路橋梁建設中的設計要點和發展趨勢進行分析。

關鍵詞：海工高性能混凝土；配合比設計要點；公路橋梁建設；應用

高性能混凝土相比較其它的混凝土而言，抗壓強度不在是單一評價指標，其擁有高質量、高耐久性、高強度、高工作性等特點，主要應用于海港工程鋼筋混凝土和預應力混凝土結構、浪賤區以及水位變動區及大氣區。在現階段的公路橋梁的施工中尤其是海洋環境，海工高性能混凝土因其低成本、高耐久性的特點而受到廣泛青睞，代表未來混凝土發展的一種趨勢，這就要求相關的施工技術人員對于海工高性能混凝土進行更深層次的分析研究，達到經濟和社會效益的雙贏。

1.海工高性能混凝土配合比的設計要點

在海工高性能混凝土配合比設計中，混凝土的氯離子滲透性和含氣量是兩個重要參數，抗壓強度不再是單一評價指標。本文以甬臺溫高速公路復線溫州靈昆一閣巷段土建工程海工混凝土配合比設計標準為依據，根據基本要點進行分析，通過基本原則的了解，已達到熟練掌握海工高性能混凝土配合比設計的目的：

1.1細骨料采用公稱粒徑在5.00mm以下的中砂，要質地堅固、級配優良、粒形良好，對進場黃砂進行氯離子含量測定，確保其符合規范要求。粗集料應采用反擊破施工工藝，確保其粒形與膠凝材料具有良好的粘結特性，C50及以上的混凝土粗集料應水洗。

1.2強度等級不低于42.5級的硅酸鹽水泥是配制海工耐久性混凝土的首要選擇，要堅持標準稠度用水量低且熟料中C3A含量宜在6%～12%兩個基本選用原則，為有效防止混凝土裂縫病害的產生，新進場水泥應用取樣器分上中下三層混合取樣，測定水泥溫度不得超過60℃。

1.3配制海工混凝土應使用優質高效的聚羧酸類高性能減水劑，生產廠家應具有母液合成能力，以達到降低混凝土單方用水量和水膠比的目的。

1.4提高礦物摻合料的摻配比例，有利于提高混凝土的和易性及現場結構物的密實程度，從而提高其抗氯離子滲透性能。在滿足單方混凝土中膠凝材料用量的情況下，盡可能提高摻合料和骨料的用量，嚴格控制硅酸鹽水泥摻配比例，以降低混凝土水化熱溫升，提高體積穩定性。

海工高性能混凝土配合比設計耐久性是核心，抗凍性與抗滲性是前提，混凝土力學性能指標是根本。考慮到混凝土的耐久性和經濟性，應采用水膠比和膠凝材料用量的雙重控制（單方混凝土的用水量宜控制在130～160kg/m3），如下表1所示：

根據施工部位的不同，參照設計文件及相關規范要求，以84d作為評定齡期，進行混凝土氯離子擴散系數試驗，以避免氯離子滲透造成的鋼筋銹蝕。

以甬臺溫高速公路復線靈昆一閣巷段工程甌飛1#高架橋為例，我施工標段起點至東海大堤下部結構屬1Ⅱ類環境，其中C35樁基、C35承臺及C40墩柱均屬于海工混凝土，實行粉煤灰和礦粉雙摻，礦物摻合料比摻配比例均在50%以上，水灰比分別為0.36、0.36、0.35，達到了良好的經濟效益和社會效益。因此，在進行配合比的試配過程中，不應該只采用單一的評價指標，還需要全面的考慮對于混凝土相關性能指標以及經濟效益、適用性等，同時還應該重視抗裂的問題，并且對于后期的一些彈性、收縮等問題進行關注。

2.海工高性能混凝土在公路橋梁建設化中的應用

海工高性能混凝土以其優良的特性廣泛應用于跨海大橋、堤壩等臨海建筑中，有效的延長了結構物的使用壽命，降低了環境因素的干擾，為我國海工高性能混凝土的推廣提供了良好的發展基礎。

首先，為了保證公路橋梁的的施工質量，對于施工前的原材料的謹慎挑選與合理搭配以及海工高性能混凝土的質量進行檢測。如：在海工高性能混凝土的攪拌站，嚴禁使用海砂，對進場黃砂進行氯離子測定，優選低堿水泥，對于海工高性能混凝土拌合物進行84d氯離子擴散系數測定，確保其符合圖紙設計要求，進而保證海工高性能混凝土配合比所用的材料都符合標準。

其次，對于海工混凝土的保護層厚度進行監督控制。通過對于公路橋梁中墊塊材料的強度及抗滲透性的檢測，使得相關的指標都可以高于技術指標要求，進而加強公路橋梁的施工質量。

第三，重視對海工高性能混凝土的養護。后期養護對混凝土強度增長及防止溫度、收縮裂縫等橋梁病害的產生至關重要，預應力及鋼筋混凝土澆筑完成后應及時用淡水養生，當淡水資源匱乏時，養護劑噴涂輔以塑料薄膜覆蓋是優先選項，養生期限不得少于14d。甬臺溫高速公路復線甌飛1#高架橋雖然地處溫州，當地水資源豐富，但由于是圍海造陸，大部分屬于海水，為謹慎起見，特意與當地政府協商，埋設自來水管道，現場施工結構物全部用自來水進行現場養護，對混凝土耐久性提供了有效保障。

3.海工高性能混凝土的發展趨勢

海工高性能混凝土以其抗氯離子滲透性高、尺寸穩定性好、工作性能優、經濟效益突出等特點而受到廣泛關注，隨著社會的不斷發展，將必會對其提出更高層次的要求，具體表現在以下兩方面：

3.1對原材料形狀及石粉含量要求進一步提高

地材質量的好壞，直接影響到混凝土的力學和工作性能，由于海工高性能混凝土對工作性能的較高要求，必然要求碎石進行水洗和整形，導致碎石生產廠礦進行生產工藝的革新，以滿足市場更高的質量需求。

3.2高性能減水劑市場潛力的進一步釋放

高性能減水劑在其高減水率的光環下，也伴隨著一些為人所詬病的問題，例如其對膠凝材料及地材變化過于敏感，導致混凝土坍落度經時損失大或后滯，給現場施工帶來諸多不變，可以預見在不久的將來，與各種類型的膠凝材料及地材具有良好適應性的減水劑必將成為其工程應用的前提條件。

3.3大摻量礦物摻合料混凝土性能的研究

礦物摻合料具有降低混凝土水化熱、增加混凝土和易性、提高結構物耐久性、與水泥反應物進行二次水化提高結構物后期強度等諸多優點，但是受到礦物摻合料質量波動較大及混凝土早期強度增長緩慢的限制，礦物摻合料的摻量仍維持在低位水平，例如，《海港工程高性能混凝土質量控制標準》（JTS 257-2-2012）中規定“同時摻入粉煤灰、粒化高爐礦渣粉時，其總量不宜大于膠凝材料總量的70%”，而在實際工程運用中礦物摻合料的摻量維持在50%左右的水平，有的甚至只有30%左右，仍存在較大提升空間。由此可見，大摻量的礦物摻合料優劣并存，在配合比設計中要權衡利弊，尋找最佳平衡點，因此有必要對大摻量礦物摻合料混凝土性能進行更深層次的研究。

4.結束語

我國基礎建設的大力發展，使得公路施工工藝取得了更高的造詣，隨著橋梁建設的不斷擴大，混凝土耐久性研究也獲得了新的突破，通過對海工高性能混凝土在公路橋梁建設中的設計要點和發展趨勢進行了詳細分析，我國在海工高能性混凝土方面還需要進一步完善，希望本文可以對類似工程作為工程參考。

【參考文獻】

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