海工混凝土摻合料的工程應(yīng)用

彭海波，董同剛

（深圳市陸基建材技術(shù)有限公司，廣東 深圳 518020）

海工混凝土摻合料的工程應(yīng)用

彭海波，董同剛

（深圳市陸基建材技術(shù)有限公司，廣東 深圳 518020）

海工混凝土受鹽霧、侵蝕介質(zhì)、海浪沖刷等多種因素作用，會(huì)極大地降低其使用壽命。本文研究了一種高性能海工混凝土摻合料，主要由工業(yè)廢渣、石膏、硫鋁熟料和其它組分構(gòu)成，按2 0%～40% 摻入到混凝土中，具有降低收縮性和水化熱、提高耐磨性能和抗氯離子滲透性能等多種作用，可大幅度提高海工混凝土抗侵蝕性能和使用壽命，減少海工構(gòu)筑物的維護(hù)、維修費(fèi)用。本產(chǎn)品在廣東、廣西、海南等多個(gè)海工構(gòu)筑物上應(yīng)用，工程檢測(cè)結(jié)果表明其綜合性能優(yōu)于傳統(tǒng)方法配制的海工混凝土。

海工混凝土；摻合料；抗海水侵蝕性能；抗海水沖刷性能；工程應(yīng)用

1 海工混凝土摻合料配方研究

研究各種原材料的性能及工藝配方，賦予其補(bǔ)償收縮、減免裂縫、阻止氯離子滲透、耐海水侵蝕、耐磨、抗?jié)B、降低水化熱等多個(gè)方面的作用。適量摻入普通水泥混凝土中，能夠滿(mǎn)足 JTJ 275—2000《海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》中混凝土抗氯離子滲透性要求和 GB 50119—2013《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》中的補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù)要求。CRA摻合料化學(xué)成分見(jiàn)表 1。CRA 外觀為灰白粉末，CRA 中的 MgO＜3%，氯離子含量＜0.03%，堿含量＜0.3%，無(wú)有害成分。

表 1 CRA 摻合料的化學(xué)成分 %

1.1 CRA原材料組成

CRA 摻合料由工業(yè)廢渣、硫鋁水泥熟料、石膏、阻銹劑采用了 CRA 混凝土摻合料，混凝土配合比和性能見(jiàn)表 2。

表 2 沉箱等混凝土配合比和性能 kg/m3

水化熱：用華潤(rùn) 42.5 普通水泥，按 GB/T 12959—2008《水泥水化熱測(cè)定方法》檢測(cè)了CRA 不同摻量對(duì)水泥水化熱的影響。由于 CRA 水化放熱量小，摻入 CRA 的水泥水化熱顯著降低，隨摻量增加，水化熱降低幅度增大，較低的水化熱有利于控制溫差裂縫。

該項(xiàng)目使用 CRA 產(chǎn)品數(shù)千噸，海工混凝土強(qiáng)度、電通量、收縮率等各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到規(guī)范或設(shè)計(jì)要求，工程質(zhì)構(gòu)成，具有水化熱低、微膨脹、電通量低、抗侵蝕性能好、抗沖刷等特點(diǎn)。

1.2 CRA 生產(chǎn)工藝

由于 CRA 使用的原材料易磨性相差較大，共同粉磨電耗高、顆粒粒徑不合理，本研究采用分別粉磨工藝，工業(yè)廢渣粉磨至比表面積 450～600m2/kg，硫鋁水泥熟料、石膏、阻銹劑按配方要求計(jì)量，共同粉磨至比表面積 450～600m2/kg,然后兩種物料按比例混合即得到產(chǎn)品。

2 工程應(yīng)用

2.1 武鋼廣西防城港生產(chǎn)基地

廣西防城港武鋼基地，占地面積 20 多平方公里，總投資 700 多億元。基礎(chǔ)工程由中交二航設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，中交二航局、十三冶、葛洲壩等單位施工。其中 20 萬(wàn)噸級(jí)鐵礦石泊位分為引橋和泊位兩部分，引橋全長(zhǎng) 1194m。寬 25m，共 35 個(gè)墩臺(tái)；碼頭下部構(gòu)件為 31 個(gè)圓筒沉箱，上部結(jié)構(gòu)為軌道梁、縱梁等。設(shè)計(jì)要求混凝土電通量小于 1000C，28 天干空收縮率小于 3×10-4。為了提高混凝土構(gòu)筑物耐久性，沉箱等部位量良好，獲得用戶(hù)好評(píng)。

表 3 CRA 不同摻量的水泥水化熱 J/g

2.2 汕頭東部經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)帶為填海造地工程

由中交集團(tuán)投資、廣東省水利水電設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)、中交四航局施工，造地面積約 12 平方公里，投資額近 300 億元。其中水閘混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求為：強(qiáng)度等級(jí) C45，電通量小于 800C，氯離子滲透系數(shù)小于 3×10-12m2/s。為了達(dá)到設(shè)計(jì)要求，施工單位委托中交四航局檢測(cè)中心進(jìn)行了大量混凝土前期試驗(yàn)研究，表 4 為主要混凝土配合比。混凝土工作性、強(qiáng)度、電通量、氯離子滲透系數(shù)見(jiàn)表 5。

表 4 水閘混凝土配合比 kg/m3

表 5 水閘混凝土性能結(jié)果

從檢測(cè)數(shù)據(jù)看，摻 CRA 的混凝土各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)要求， 2013 年 3 月試用了 CRA 產(chǎn)品 300 多噸，配制海工混凝土 3000 多立方米，留樣混凝土試塊經(jīng)檢測(cè)，各項(xiàng)性能指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求。

3 結(jié)論

由于干縮和冷縮作用，混凝土表面或內(nèi)部不可避免的出現(xiàn)有害裂縫，這對(duì)長(zhǎng)期處于對(duì)混凝土有侵蝕性的海水環(huán)境中的混凝土結(jié)構(gòu)無(wú)疑是致命的。因?yàn)榱芽p會(huì)成為有害介質(zhì)化學(xué)侵蝕和水分遷移的渠道，加速混凝土的劣化。所以，如何防止或減少混凝土結(jié)構(gòu)開(kāi)裂，并提高其本身的密實(shí)性和不透水性是至關(guān)重要的。

根據(jù)工程實(shí)際使用效果，CRA 摻合料具有以下特點(diǎn)：

（1）優(yōu)異的抗海水侵蝕性能和耐海水沖刷性能。

（2）良好的體積穩(wěn)定性，早期具有一定的微膨脹，后期收縮小，可防止混凝土開(kāi)裂。

（3）可以提高混凝土的密實(shí)度和抗?jié)B性能。

（4）水化熱低，有利于控制溫差開(kāi)裂。

（5）混凝土電通量和氯離子滲透系數(shù)大幅度下降。

（6）綜合性能優(yōu)于粉煤灰、硅灰。

[1] 彭海波，董同剛，黃春江．海工混凝土摻合料的研究與應(yīng)用[J]．混凝土世界，2014(6): 50-53．

[2] 游寶坤，黃春江，董同剛，等．補(bǔ)償收縮混凝土提高沿海地區(qū)建筑耐久性的研究與應(yīng)用[J]．中國(guó)港灣建設(shè)，2002(5): 228-237．

[3] 張利俊，蔣玉川，劉佳 ，等，補(bǔ)償收縮混凝土的抗氯離子侵入性研究[J]．混凝土膨脹劑及其裂滲控制技術(shù)，2010, 10: 154-160．

[4] J.Bensted(英）．水泥的結(jié)構(gòu)與性能[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009, 1: 254-265．

［通訊地址］深圳市福田區(qū)雨田路 27 號(hào)富蓮大廈三棟三層（518020）

彭海波（1956—），男，現(xiàn)為深圳市陸基投資有限公司董事長(zhǎng)，高級(jí)工程師。