海工混凝土掺合料的工程应用

时间：2024-10-04

彭海波，董同刚

（深圳市陆基建材技术有限公司，广东深圳 518020）

海工混凝土掺合料的工程应用

彭海波，董同刚

（深圳市陆基建材技术有限公司，广东深圳 518020）

海工混凝土受盐雾、侵蚀介质、海浪冲刷等多种因素作用，会极大地降低其使用寿命。本文研究了一种高性能海工混凝土掺合料，主要由工业废渣、石膏、硫铝熟料和其它组分构成，按2 0%～40% 掺入到混凝土中，具有降低收缩性和水化热、提高耐磨性能和抗氯离子渗透性能等多种作用，可大幅度提高海工混凝土抗侵蚀性能和使用寿命，减少海工构筑物的维护、维修费用。本产品在广东、广西、海南等多个海工构筑物上应用，工程检测结果表明其综合性能优于传统方法配制的海工混凝土。

海工混凝土；掺合料；抗海水侵蚀性能；抗海水冲刷性能；工程应用

1 海工混凝土掺合料配方研究

研究各种原材料的性能及工艺配方，赋予其补偿收缩、减免裂缝、阻止氯离子渗透、耐海水侵蚀、耐磨、抗渗、降低水化热等多个方面的作用。适量掺入普通水泥混凝土中，能够满足 JTJ 275—2000《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》中混凝土抗氯离子渗透性要求和 GB 50119—2013《混凝土外加剂应用技术规范》中的补偿收缩混凝土技术要求。CRA掺合料化学成分见表 1。CRA 外观为灰白粉末，CRA 中的 MgO＜3%，氯离子含量＜0.03%，碱含量＜0.3%，无有害成分。

表 1 CRA 掺合料的化学成分 %

1.1 CRA原材料组成

CRA 掺合料由工业废渣、硫铝水泥熟料、石膏、阻锈剂采用了 CRA 混凝土掺合料，混凝土配合比和性能见表 2。

表 2 沉箱等混凝土配合比和性能 kg/m3

水化热：用华润 42.5 普通水泥，按 GB/T 12959—2008《水泥水化热测定方法》检测了CRA 不同掺量对水泥水化热的影响。由于 CRA 水化放热量小，掺入 CRA 的水泥水化热显著降低，随掺量增加，水化热降低幅度增大，较低的水化热有利于控制温差裂缝。

该项目使用 CRA 产品数千吨，海工混凝土强度、电通量、收缩率等各项性能指标均达到规范或设计要求，工程质构成，具有水化热低、微膨胀、电通量低、抗侵蚀性能好、抗冲刷等特点。

1.2 CRA 生产工艺

由于 CRA 使用的原材料易磨性相差较大，共同粉磨电耗高、颗粒粒径不合理，本研究采用分别粉磨工艺，工业废渣粉磨至比表面积 450～600m2/kg，硫铝水泥熟料、石膏、阻锈剂按配方要求计量，共同粉磨至比表面积 450～600m2/kg,然后两种物料按比例混合即得到产品。

2 工程应用

2.1 武钢广西防城港生产基地

广西防城港武钢基地，占地面积 20 多平方公里，总投资 700 多亿元。基础工程由中交二航设计院设计，中交二航局、十三冶、葛洲坝等单位施工。其中 20 万吨级铁矿石泊位分为引桥和泊位两部分，引桥全长 1194m。宽 25m，共 35 个墩台；码头下部构件为 31 个圆筒沉箱，上部结构为轨道梁、纵梁等。设计要求混凝土电通量小于 1000C，28 天干空收缩率小于 3×10-4。为了提高混凝土构筑物耐久性，沉箱等部位量良好，获得用户好评。

表 3 CRA 不同掺量的水泥水化热 J/g

2.2 汕头东部经济开发带为填海造地工程

由中交集团投资、广东省水利水电设计研究院设计、中交四航局施工，造地面积约 12 平方公里，投资额近 300 亿元。其中水闸混凝土结构设计要求为：强度等级 C45，电通量小于 800C，氯离子渗透系数小于 3×10-12m2/s。为了达到设计要求，施工单位委托中交四航局检测中心进行了大量混凝土前期试验研究，表 4 为主要混凝土配合比。混凝土工作性、强度、电通量、氯离子渗透系数见表 5。

表 4 水闸混凝土配合比 kg/m3

表 5 水闸混凝土性能结果

从检测数据看，掺 CRA 的混凝土各项技术指标均符合设计要求， 2013 年 3 月试用了 CRA 产品 300 多吨，配制海工混凝土 3000 多立方米，留样混凝土试块经检测，各项性能指标符合设计要求。