高性能海工混凝土配合比設(shè)計(jì)及在塔柱施工中的應(yīng)用

李兵

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，土木建筑施工越來越受到關(guān)注。混凝土作為在建筑施工中重要的原材料之一，其安全性和穩(wěn)定性會(huì)直接影響建筑體的質(zhì)量，在一些施工條件較為惡劣的環(huán)境下，需要有高強(qiáng)度的特種水泥來參與建筑，才能達(dá)到預(yù)期的建筑要求。混凝土可以通過不同原料配合比的控制來提高整體性能，有較強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值。因此，本文將系統(tǒng)性地介紹海工混凝土和塔柱混凝土的概念和特點(diǎn)，并通過分析混凝土的配比設(shè)計(jì)要點(diǎn)討論混凝土在塔柱施工中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：海工混凝土;配合比設(shè)計(jì);塔柱施工

影響建筑體質(zhì)量的因素促進(jìn)包括了施工技藝，原材料質(zhì)量的優(yōu)劣也很重要。對(duì)于土木建筑而言，混凝土是一種不可缺少的施工原料，對(duì)于一些施工條件較惡劣的環(huán)境，使用高性能的混凝土材料能夠在延長(zhǎng)建筑體壽命的同時(shí)降低施工過程中的技藝難度。在塔柱施工的過程中，高性能的海工混凝土就發(fā)揮了重要作用。在進(jìn)行混凝土的配比工作時(shí)，要根據(jù)實(shí)際情況來選擇，提高混凝土的致密性和承重能力，使其在較為復(fù)雜的工程環(huán)境中也能有較好的表現(xiàn)。

一、海工混凝土概述

海工混凝土也被稱之為海洋混凝土，一般是指在海洋工程施工中用到的混凝土材料，如海洋橋梁工程等。由于海底環(huán)境復(fù)雜，存在許多難以預(yù)料的情況，因此，在修建海洋工程項(xiàng)目時(shí)，對(duì)其穩(wěn)定性與安全性提出了更高的要求。海水中存在許多金屬離子和氯離子，再加上海風(fēng)的風(fēng)蝕作用，混凝土和鋼筋作為建筑體的主體結(jié)構(gòu)很容易和海水形成原電池而產(chǎn)生化學(xué)腐蝕，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起建筑體的坍塌。同時(shí)，混凝土中有一定的孔隙，盡管一般直徑低于20納米的孔隙被認(rèn)為屬于無害的[1]。但是在海底的復(fù)雜環(huán)境中，任何微小的隱患都可能影響工程整體的質(zhì)量。海工混凝土是一種高性能的混凝土，有時(shí)也被稱為特種混凝土。這種混凝土的致密性很高，能夠有效對(duì)抗海水的腐蝕作用，提高橋梁體的穩(wěn)定性。

二、海工混凝土配合比設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（一）提高混凝土的致密性

為了研制強(qiáng)度系數(shù)更高的海工混凝土，必須提高混凝土的致密性，使海洋中的氯離子、鎂離子等無法進(jìn)入混凝土的空隙中。首先，在對(duì)混凝土進(jìn)行配比時(shí)，可以有意識(shí)地加入一些粉煤灰材料，在不影響混凝土本身的強(qiáng)度要求下，粉煤灰微粒的直徑較小，將混凝土中細(xì)小的空隙填滿，可以起到很好的填補(bǔ)作用。其次，在進(jìn)行混凝土配比時(shí)，可以添加專用的添加劑來提高混凝土的致密性。添加劑材料可以在混凝土中引入少量的獨(dú)立微孔，利用這種獨(dú)立微孔打斷了原本較大的孔隙，能夠在一定程度上提高混凝土的致密性。這兩種提高海工混凝土致密性的原理相反，在應(yīng)用的過程中要根據(jù)實(shí)際情況來進(jìn)行選擇[2]。另外，還有一種較為傳統(tǒng)的辦法，可以通過更改各個(gè)原料的配比，延長(zhǎng)攪拌時(shí)間來提高混凝土的均勻性，使混凝土能有更好的均勻性，搭建更加穩(wěn)固的混凝土骨架結(jié)構(gòu)，從力學(xué)和分子的角度來提高海工混凝土的穩(wěn)固性。最后，在對(duì)混凝土的配比原料進(jìn)行選擇時(shí)，要注意使用符合國家安全標(biāo)準(zhǔn)的原材料，按照施工方案的要求，在施工之前對(duì)混凝土的收縮性、受熱變化等方面進(jìn)行試驗(yàn)，使其能夠充分滿足現(xiàn)場(chǎng)在建筑體不同區(qū)域的強(qiáng)度要求。

（二）提高混凝土的抗凍能力

海洋工程的一部分建筑體深入海平面以下，平均氣溫低于地面以上，因此，對(duì)海工混凝土的抗凍能力要求也更高，對(duì)施工企業(yè)提出了新的挑戰(zhàn)。首先，在進(jìn)行混凝土配比時(shí)，可以添加一部分的碎石，這樣在加水混合的過程中可以明顯降低混凝土遇水生熱的現(xiàn)象，同時(shí)還可以降低施工企業(yè)的生產(chǎn)成本，使混凝土在運(yùn)輸過程中更加便捷，這也是目前生產(chǎn)企業(yè)較為常用的一種方式。其次，還可以采取使用添加劑的辦法，常見的添加劑也被稱為減水劑，主要是可以提高混凝土的性能，減少混凝土因?yàn)闇囟茸兓a(chǎn)生的收縮情況，保證混凝土的質(zhì)量。但是減水劑的用量和實(shí)際的溫度條件有關(guān)，要求在施工之前進(jìn)行必要的配比試驗(yàn)，通過反復(fù)攪拌使減水劑和混凝土有充分的融合[3]。減水劑添加合適，混凝土的流動(dòng)性強(qiáng)，同時(shí)還能具備低水膠比，是一種較優(yōu)質(zhì)的抗凍原料，施工性能也會(huì)有明顯提高。

三、塔柱混凝土在施工中的應(yīng)用

（一）塔柱混凝土配比的技術(shù)要求

在對(duì)塔柱混凝土進(jìn)行配比時(shí)，主要關(guān)注的是承重能力、坍落度及可能造成的損失，為了提高其力學(xué)性能，可以通過優(yōu)化原料之間的配比來實(shí)現(xiàn)。一般海洋工程中的橋梁塔柱高度超過百米，對(duì)混凝土的坍落度要求較高，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，混凝土的凝膠材料混合度超過500kg/m3時(shí)會(huì)開始影響混凝土的質(zhì)量，混凝土實(shí)際建筑強(qiáng)度等級(jí)要保持比設(shè)計(jì)強(qiáng)度高出5%時(shí)才能有效保證混凝土的承重能力[4]。在對(duì)混凝土的原材料進(jìn)行配比融合時(shí)，其升溫要控制在55攝氏度以內(nèi)，否則混凝土?xí)虚_裂的隱患。在使用塔柱用混凝土進(jìn)行施工時(shí)，要特別關(guān)注，塔柱的柱體同時(shí)受到了海水和淡水的雙重侵蝕，要通過降低氯離子在塔柱混凝土中的擴(kuò)散系數(shù)來提高混凝土的穩(wěn)定性，一般各個(gè)原材料中含氯離子的量不能超過總量的0.06%。

（二）塔柱混凝土的施工應(yīng)用

塔柱混凝土在橋梁施工中有較強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值，也會(huì)直接影響橋梁的穩(wěn)定性和使用壽命。首先，在澆筑混凝土的時(shí)候，要保證傳輸?shù)谋孟到y(tǒng)能夠?qū)⒒炷帘盟椭凛^高的位置，管道直徑能夠符合施工要求。如果混凝土的流動(dòng)性較差，在同樣泵送400米高度的情況下，塔柱混凝土泵送所需要消耗的電力資源遠(yuǎn)低于普通混凝土。塔柱的高度很高，在施工時(shí)需要分次進(jìn)行，一個(gè)塔柱是施工時(shí)長(zhǎng)約在230-270小時(shí)之間，使用塔柱混凝土，能夠縮短每一次混凝土的泵送時(shí)長(zhǎng)，為施工節(jié)約時(shí)間成本。其次，在配比塔柱混凝土的過程中，因?yàn)槭褂昧颂砑觿┣已娱L(zhǎng)攪拌時(shí)間，塔柱混凝土中各個(gè)原材料的融合度更高，在完成施工時(shí)，柱體的表面更加緊密光滑，不容易出現(xiàn)氣泡和裂縫，在提高塔柱建筑質(zhì)量的同時(shí)，提高了塔柱外觀的美觀程度。

四、結(jié)束語

總之，在新時(shí)代的背景下，人們?cè)絹碓疥P(guān)注土木建筑施工的環(huán)保性和有效性，通過提高混凝土的質(zhì)量能夠較好地實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。在對(duì)海工混凝土進(jìn)行配比時(shí)，要關(guān)注對(duì)原材料的選擇，通過反復(fù)實(shí)驗(yàn)的方式尋找致密性能最佳的材料配比方案。配比中的摻和劑、減水劑等都會(huì)影響混凝土的強(qiáng)度，而混凝土的強(qiáng)度會(huì)影響建筑體的質(zhì)量和壽命。抓好混凝土的質(zhì)量關(guān)就是對(duì)建筑施工的高度負(fù)責(zé)，同時(shí)也能夠保護(hù)好施工人員的生命安全，推動(dòng)建筑行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝榮元.高強(qiáng)度性能混凝土配合比設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)[J].福建建筑，2019（12）：23-25.

[2]黃演忠，鄭伍海，李樹惠.金塘大橋高性能海工混凝土配合比設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J].應(yīng)用研究，2018（03）：29-31.

[3]方萬春.高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)細(xì)究[J].工程施工，2017（03）：88-89.

[4]崔蘭芝.高性能海工混凝土配合比設(shè)計(jì)及在塔柱施工中的應(yīng)用[J].公路，2017（06）：233-236.

（作者單位：中鐵十一局集團(tuán)第一工程有限公司）