寒區(qū)海洋環(huán)境下高性能混凝土橋梁配合比研究

馮 博，李松濤，錢永久

(西南交通大學(xué) 土木工程學(xué)院,四川 成都 610031)

0 引言

當(dāng)前中國(guó)經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要更多的有力支撐，故海洋強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略與“藍(lán)色經(jīng)濟(jì)”理念應(yīng)運(yùn)而生。隨著我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)向深海邁入，為實(shí)現(xiàn)“陸島相聯(lián)”、“島島相通”，我國(guó)沿海地區(qū)橋梁建設(shè)需求迫切、方興未艾。此外，我國(guó)地域廣闊、幅員遼闊，部分區(qū)域處于寒冷氣候與復(fù)雜海洋環(huán)境中，給橋梁建設(shè)及運(yùn)營(yíng)帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。具體而言，橋梁構(gòu)件長(zhǎng)期暴露在低溫、腐蝕環(huán)境下，不論是對(duì)其施工階段還是運(yùn)營(yíng)階段都是不利的，結(jié)構(gòu)的安全性能將面臨巨大挑戰(zhàn)，為此需要具有更高性能的材料進(jìn)行建設(shè)。高性能混凝土(HPC)鑒于其卓越的材料性能，在各類復(fù)雜環(huán)境工程建設(shè)中均被廣泛應(yīng)用。但是，經(jīng)受嚴(yán)寒氣溫與海水侵蝕的雙重考驗(yàn)，采用高性能混凝土材料建設(shè)的橋梁仍然面臨著凍融破壞、侵蝕碳化、氯離子侵蝕、鋼筋銹蝕等諸多嚴(yán)峻挑戰(zhàn)[1-3]。因此開展相應(yīng)的高性能混凝土合理配合比研究，具有重要的工程實(shí)踐意義。

由于HPC的組成成分較普通混凝土更為復(fù)雜，國(guó)內(nèi)外尚未使用統(tǒng)一的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)HPC配合比的設(shè)計(jì)。文獻(xiàn)[4]中討論了混凝土配合比的設(shè)計(jì)方法和應(yīng)用，但未能總結(jié)規(guī)律。在此方面，法國(guó)國(guó)家路橋?qū)嶒?yàn)室首先提出了根據(jù)凝膠材料與砂漿模擬試驗(yàn)搜尋最佳配合比的方法[5-6]，但試驗(yàn)材料得出的配合比與實(shí)際的高性能混凝土需求存在一定偏差。采用正交試驗(yàn)法[7-8]設(shè)計(jì)HPC的配合比雖然可減少大部分試驗(yàn)工作，但對(duì)于處于寒冷地區(qū)海洋環(huán)境的橋梁工程來(lái)說(shuō)，若要計(jì)算出合理的配合比，就需要更完善地考慮各種因素的影響，如此背景下設(shè)計(jì)的正交試驗(yàn)必定繁瑣且難以計(jì)算。……