您好,欢迎来到中国公路网!

投稿须知 2019WTC专题
防腐混凝土在沿海高速的应用
作者:袁其刚 来源:中国公路网 时间:2018-08-07 09:39:17

  由于基础建设的快步发展,处于海洋环境下的混凝土工程也越来越多,提高桥梁防腐蚀性能是一项系统工程,特别是针对新建桥梁,从设计环节就应仔细研究防腐蚀设计与耐久性设计的方法、材料的选用以及施工工艺等。

  文/山东格瑞特工程检测有限公司 袁其刚

  沿海高速公路沧州歧口至海丰段位于河北省沧州市东部渤海湾顶部,路线全长49.825km。根据工程沿线地质,我们将整个工程腐蚀程度进行了防腐区域划分,对桥涵结构作了防腐设计,最后采用矿渣粉、硅灰与水泥比复掺的方法进行了混凝土配合比设计,通过一系列配合比的试配筛选得到针对桥涵结构物的耐久性配合比,并且已经应用于沿海高速公路桥涵构造物。

  结构混凝土耐久性要求

  1.防腐混凝土的最低强度等级、最大水胶比和每方混凝土中的胶凝材料最小用量应满足相关规定。

  2.一般环境下可以采用大掺量粉煤灰混凝土外,对暴露于空气中的一般构件混凝土,粉煤灰掺量不宜大于20%,且每立方米混凝土胶凝材料中的硅酸盐水泥用量不宜小于240Kg。

  3.冻融环境作用等级为D或D级以上的混凝土必须掺用引气剂。

  4.混凝土的抗冻耐久性指数DF应不低于设计基准期规定。

  5.引气混凝土的适宜含气量应满足相关环境要求,允许误差±1%:

  6.在海水和除冰盐等氯盐环境下,不宜单独使用水泥作为胶凝材料,应掺加大掺量矿物掺合料,并宜加入少量的硅灰。

  7.用于氯盐腐蚀环境中的钢筋混凝土构件,其混凝土28d龄期的氯离子扩散系数DRCM值10m2/s~12m2/s。

  混凝土耐久性设计

  1.高性能混凝土设计

  适用于高浓盐碱地区高性能混凝土配制主要遵循以下几个原则:

  (1)保证低水胶比;

  (2)因地制宜,尽量选用优质原材;

  (3)掺加足够数量的优质矿物掺和料,建议掺量为35%~55%;

  (4)必须使用高效减水剂;

  (5)同时掺入一定量的防腐剂。

  2.外部涂层保护措施

  目前,混凝土渗透防护的涂层性能和效果最好的是高渗透改性环氧,这种材料也是目前海工混凝土防护采用最多的一种方法。

  混凝土原材料选用

  1.配制耐久混凝土一般选用品质稳定的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。

  2.配制耐久混凝土所用的粉煤灰、磨细矿渣、硅灰等矿物掺合料,应保证品质稳定。

  3.配制耐久混凝土所用集料应满足以下要求:

  (1)粗集料级配良好、洁净,宜选用两级配或三级配。

  (2)在季节变化或昼夜温差悬殊的环境中使用,应选用线胀系数较小的粗集料。

  (3)对于处于干湿循环、冻融循环下的混凝土,粗细集料中的含泥量应分别低于0.7%和1%;硫酸盐和硫化物折合SO3含量均不宜超过胶凝材料重的0.5%。

  (4)氯盐锈蚀环境严重作用下的混凝土,不宜采用抗渗性较差的岩质作为粗细集料。

  (5)细集料为级配良好的中粗河砂。

  (6)处于潮湿环境中的混凝土,不宜使用潜在碱活性的集料。

  4.配制耐久混凝土选用的外加剂应符合如下要求:

  (1)选用高效减水剂,应通过试验检验其相容性。

  (2)选用的引气剂应有良好的气泡稳定性。

  (3)不得采用含有氯盐的防冻剂。

  工程应用

  1.项目概况

  沧州沿海高速公路根据所处环境对结构的腐蚀作用,按不同分区由中等程度至严重程度,桥梁结构设计基准期为100年。

  2.原材料

  (1)水泥:山东滨州山水牌P.O42.5普通硅酸盐水泥。

  (2)矿渣粉:天津大站有限公司生产的S95矿渣粉。

  (3)硅灰:山东淄川三美硅粉材料有限公司生产。

  (4)砂:行唐磁河砂,中砂,细度模数2.64。

  (5)碎石:徐水建华采石场,颗粒粒级5mm~31.5mm,5mm~20mm。

  (6)外加剂:河北青华建材有限公司生产的FSS-6A萘系液态缓凝高效减水剂(桩基)FSS-PC聚羧酸高效减水剂(墩柱、预制梁等)。

  3.高性能混凝土配合比设计

  根据不同的强度等级、施工工作性和耐久性系数等要求,参照相关规范,使用掺合料等量取代法设计了不同矿粉掺量、不同水胶比的高性能混凝土的配合比。通过综合比较造价和硬化混凝土性能两个因素,得到了适用于工程不同耐久性和强度要求的C30D级环境、C35D级环境、C35D级环境和C50D级环境配合比,如表1。

  耐久性混凝土的性能

  1.抗压强度

  对试验室试配成型混凝土7d、28d抗压强度分析,得出不同龄期不同配比的抗压强度测定值。

  可以看出,混凝土7d强度都超过设计强度的90%,能适应工程进度的需要。同时,混凝土28d抗压强度都合格,保证了工程的质量,所以在一定范围内高掺矿粉不影响混凝土初期强度。

  2.抗冻融性

  使用快速冻融机测定各配比的抗冻融性能,并用抗冻融耐久性指数表征其耐久性。

  3.氯离子渗透系数

  试验中使用RCM法测定试配混凝土28d的抗氯离子渗透系数,C30D级环境、C35D级环境、C35D级环境和C50D级环境各种配合比能够满足耐久性要求。

  结语

  通过掺加大掺量的矿渣粉,同时结合高性能减水剂,可以得到综合性能优良的高性能混凝土,其抗氯离子渗透性能、抗冻融性等都有很大提高。

  由于矿粉具有自水化性能,所以大量掺加矿粉并不影响混凝土早期和后期强度的发展。建议适当提高室内混凝土的抗氯离子渗透系数来应对现场原材料的波动、施工不规范等影响因素,从而保证混凝土的长期耐久性。

  滨海高浓盐碱地区的腐蚀因素复杂,还需要做更深入的工作。

( 来源: 中国公路网 作者:袁其刚 )

0
24小时热文

关注一下,不做时代的旁观者

微信公众号

微信订阅号