摘要：随著(zhe)現代橋梁不斷向海(hǎi)洋化、大(dà)跨度、高(gāo)耐久方向發展，橋梁工(gōng)程中的(de)混凝土(tǔ)對下列各項性能(néng)指标提出了更高(gāo)的(de)要求：耐久性、工(gōng)作性、适用(yòng)性、強度、體積穩定性、經濟性和(hé)不易開(kāi)裂性。鑒于目前我國海(hǎi)工(gōng)鋼筋混凝土(tǔ)建築物(wù)的(de)使用(yòng)壽命普遍偏短的(de)狀況，結合我局青島海(hǎi)灣大(dà)橋施工(gōng)實際，我們開(kāi)展了海(hǎi)工(gōng)高(gāo)性能(néng)混凝土(tǔ)的(de)試驗研究，以提出橋梁工(gōng)程用(yòng)海(hǎi)工(gōng)高(gāo)性能(néng)混凝土(tǔ)配合比及其應用(yòng)技術(shù)，有(yǒu)效地(dì)控制(zhì)混凝土(tǔ)質量,延長海(hǎi)工(gōng)混凝土(tǔ)建築物(wù)的(de)使用(yòng)壽命。

　　關鍵詞：混凝土(tǔ)，配合比，設計(jì)，優化

　　1前言

　　高(gāo)性能(néng)混凝土(tǔ)是一種新型高(gāo)技術(shù)混凝土(tǔ)，是在大(dà)幅度提高(gāo)普通混凝土(tǔ)性能(néng)的(de)基礎上(shàng)采用(yòng)現代混凝土(tǔ)技術(shù)制(zhì)作的(de)混凝土(tǔ)，是以耐久性作爲設計(jì)的(de)主要指标，針對不同用(yòng)途的(de)要求，在混凝土(tǔ)中摻入一定量的(de)礦物(wù)摻合料和(hé)高(gāo)性能(néng)複合外加劑，取用(yòng)較低的(de)水(shuǐ)膠比和(hé)較少(shǎo)的(de)水(shuǐ)泥用(yòng)量，在施工(gōng)時采取嚴格的(de)質量控制(zhì)措施，制(zhì)備滿足力學性能(néng)、耐久性能(néng)、工(gōng)作性能(néng)以及經濟合理(lǐ)性的(de)混凝土(tǔ)。高(gāo)性能(néng)混凝土(tǔ)與普通混凝土(tǔ)相(xiàng)比，主要區别爲：高(gāo)性能(néng)混凝土(tǔ)以耐久性指标爲主要控制(zhì)指标、采用(yòng)較低的(de)水(shuǐ)膠比、較低的(de)用(yòng)水(shuǐ)量及水(shuǐ)泥用(yòng)量、同時摻加複合外加劑及礦物(wù)摻合料等。

　　高(gāo)性能(néng)混凝土(tǔ)十分(fēn)敏感，當環境溫度、原材料質量、配合比、計(jì)量發生變化時，其工(gōng)作性能(néng)易發生突變，造成混凝土(tǔ)離(lí)析、泌水(shuǐ)、和(hé)易性差，影響施工(gōng)并造成混凝土(tǔ)外觀差、耐久性差。因此，原材料質量、配合比選定、混凝土(tǔ)的(de)攪拌、澆注等與高(gāo)性能(néng)混凝土(tǔ)質量密切相(xiàng)關，這些環節必須加以嚴格控制(zhì)，才有(yǒu)保證混凝土(tǔ)質量。

　　2如(rú)何選擇各種原材料

　　選擇原材料的(de)原則：任何原材料對具體工(gōng)程都(dōu)有(yǒu)利有(yǒu)弊，檢驗合格的(de)原材料不一定能(néng)滿足混凝土(tǔ)的(de)需要。選取适合自己的(de)才是最好的(de)，要充分(fēn)發揮适合混凝土(tǔ)設計(jì)的(de)的(de)各種材料的(de)特性，爲我所用(yòng)。

　　2.1水(shuǐ)泥是混凝土(tǔ)中最爲重要的(de)膠凝材料。

　　水(shuǐ)泥宜選用(yòng)低水(shuǐ)化熱(rè)和(hé)低堿含量的(de)水(shuǐ)泥，盡可(kě)能(néng)避免使用(yòng)早強水(shuǐ)泥和(hé)高(gāo)C3A含量的(de)水(shuǐ)泥。水(shuǐ)泥一般采用(yòng)大(dà)型水(shuǐ)泥廠(chǎng)生産的(de)水(shuǐ)泥，質量比較穩定，但(dàn)應注意當砂石堿活性較大(dà)時，應采用(yòng)低堿水(shuǐ)泥。采用(yòng)低堿水(shuǐ)泥一是可(kě)以降低混凝土(tǔ)含堿量，減少(shǎo)與堿活性骨料發生反應的(de)程度，二是可(kě)以減少(shǎo)混凝土(tǔ)開(kāi)裂的(de)傾向。

　　2.2摻合料的(de)使用(yòng)

　　不同的(de)摻合料具有(yǒu)不同的(de)特性和(hé)作用(yòng)。

　　表1粉煤灰和(hé)礦渣粉的(de)優缺點

　　礦渣粉和(hé)粉煤灰的(de)摻入，減少(shǎo)了水(shuǐ)泥用(yòng)量，延長了混凝土(tǔ)水(shuǐ)化熱(rè)反應的(de)時間，推遲了溫度峰值的(de)産生且降低了溫度峰值。

　　2.3外加劑的(de)選擇

　　外加劑是配制(zhì)高(gāo)性能(néng)混凝土(tǔ)最重要的(de)材料，配制(zhì)高(gāo)性能(néng)混凝土(tǔ)的(de)關鍵是要以較低的(de)用(yòng)水(shuǐ)量且要使混凝土(tǔ)達到(dào)較大(dà)的(de)坍落度、較高(gāo)的(de)強度以及并具有(yǒu)較小(xiǎo)的(de)坍落度損失，這些隻有(yǒu)摻加高(gāo)性能(néng)減水(shuǐ)劑才能(néng)實現，關鍵是看它能(néng)不能(néng)與其它各種材料（主要是水(shuǐ)泥）相(xiàng)兼容，合适自己的(de)才是最好的(de)。

　　2.4骨料的(de)選擇

　　選擇骨料第一位的(de)不是強度,要注意骨料的(de)級配和(hé)粒形，級配和(hé)粒形良好的(de)骨料可(kě)以配制(zhì)出低用(yòng)水(shuǐ)量,高(gāo)工(gōng)作性和(hé)耐久的(de)混凝土(tǔ)。級配和(hé)粒形骨料強度對普通混凝土(tǔ)的(de)影響不太大(dà)，因爲骨料的(de)強度比混凝土(tǔ)中基本和(hé)界面過渡區的(de)強度要高(gāo)出數倍。換句話(huà)說，由于破壞是由其它量項決定，絕大(dà)多數天然骨料的(de)強度幾乎得不到(dào)利用(yòng)。然而，除強度外，骨料的(de)其它特性，如(rú)粒徑、形狀、表面結構、級配（粒徑分(fēn)布）和(hé)礦物(wù)成分(fēn)，都(dōu)在不同程度上(shàng)影響著(zhe)混凝土(tǔ)強度。

　　3高(gāo)性能(néng)混凝土(tǔ)配合比設計(jì)與優化

　　3.1高(gāo)性能(néng)混凝土(tǔ)配合比設計(jì)原則

　　盡量使用(yòng)較低的(de)水(shuǐ)膠比。限制(zhì)膠凝材料總量，摻加足夠量的(de)礦物(wù)摻合料，盡量減少(shǎo)水(shuǐ)泥用(yòng)量。使用(yòng)高(gāo)效減水(shuǐ)劑，盡可(kě)能(néng)減少(shǎo)用(yòng)水(shuǐ)量。适當引氣。選用(yòng)優質的(de)原材料，控制(zhì)原材料當中的(de)有(yǒu)害物(wù)質含量。控制(zhì)混凝土(tǔ)中的(de)堿含量。

　　3.2高(gāo)性能(néng)混凝土(tǔ)配合比設計(jì)各主要參數的(de)确定及配合比設計(jì)流程

　　3.2.1混凝土(tǔ)強度等級的(de)确定。

　　混凝土(tǔ)強度等級根據設計(jì)圖紙(zhǐ)确定，且應符合規範中的(de)關于不同環境條件(jiàn)下混凝土(tǔ)結構最低強度等級之規定。

　　3.2.2石子最大(dà)粒徑的(de)确定。

　　碎石最大(dà)公稱粒徑不宜超過混凝土(tǔ)保護層厚度的(de)2/3且不得超過鋼筋最小(xiǎo)間距的(de)3/4。配合比設計(jì)前應仔細了解設計(jì)圖紙(zhǐ)中規定的(de)鋼筋最小(xiǎo)間距和(hé)最小(xiǎo)混凝土(tǔ)保護層厚度，以确定配合比所采用(yòng)的(de)碎石最大(dà)公稱粒徑。

　　3.2.3設計(jì)坍落度的(de)确定。

　　混凝土(tǔ)的(de)坍落度宜根據施工(gōng)工(gōng)藝、澆注方法、鋼筋最小(xiǎo)間距确定。線高(gāo)性能(néng)混凝土(tǔ)采用(yòng)泵送施工(gōng)較多，要求流動性好且不易離(lí)析、不泌水(shuǐ)，考慮到(dào)施工(gōng)現場(chǎng)混凝土(tǔ)坍落度損失及炎熱(rè)天氣的(de)施工(gōng)，坍落度設計(jì)時不宜太小(xiǎo)，泵送混凝土(tǔ)一般設計(jì)坍落度爲160～200mm，非泵送混凝土(tǔ)坍落度可(kě)以選擇120～160mm，水(shuǐ)下混凝土(tǔ)坍落度爲180～220mm。

　　3.2.4試配強度的(de)确定。

　　試配強度按照(zhào)《普通混凝土(tǔ)配合比設計(jì)規程》（JGJ55）計(jì)算；水(shuǐ)下混凝土(tǔ)配合比設計(jì)時，試配強度應乘以一個(gè)1.1~1.15的(de)保證系數。

　　3.2.5水(shuǐ)膠比的(de)确定。

　　按《普通混凝土(tǔ)配合比設計(jì)規程》（JGJ55）計(jì)算并得出水(shuǐ)膠比以後，還需要符合高(gāo)性能(néng)混凝土(tǔ)規範規定的(de)最大(dà)水(shuǐ)膠比和(hé)最小(xiǎo)膠凝材料用(yòng)量的(de)規定進行(xíng)校(xiào)核，并重新選擇水(shuǐ)膠比。

　　3.2.6用(yòng)水(shuǐ)量的(de)選擇及膠凝材料用(yòng)量的(de)确定。

　　用(yòng)水(shuǐ)量應根據外加劑的(de)減水(shuǐ)率及摻量、設計(jì)坍落度、石子最大(dà)粒徑來确定。用(yòng)水(shuǐ)量還與原材料質量有(yǒu)關，如(rú)潔淨的(de)砂石料、用(yòng)水(shuǐ)量小(xiǎo)的(de)粉煤灰，都(dōu)會(huì)使單方混凝土(tǔ)用(yòng)水(shuǐ)量減少(shǎo)。根據用(yòng)水(shuǐ)量及水(shuǐ)膠比，可(kě)計(jì)算出每方膠凝材料用(yòng)量。

　　3.2.7外加劑摻量的(de)确定。

　　外加劑摻量與外加劑減水(shuǐ)率、設計(jì)坍落度以及實際使用(yòng)材料的(de)需水(shuǐ)量有(yǒu)關，參考廠(chǎng)家推薦摻量，并通過混凝土(tǔ)試拌效果确定，聚羧酸鹽系高(gāo)性能(néng)複合減水(shuǐ)劑的(de)摻量一般爲膠凝材料總量的(de)0.8~1.2%（C30~C50混凝土(tǔ)）。

　　3.2.8礦物(wù)摻合料摻量的(de)确定。

　　一般情況下，礦物(wù)摻合料摻量不宜小(xiǎo)于膠凝材料總量的(de)20%。預應力混凝土(tǔ)以及處于凍融環境中的(de)混凝土(tǔ)的(de)粉煤灰的(de)摻量不宜大(dà)于30%。設計(jì)時，盡可(kě)能(néng)減少(shǎo)混凝土(tǔ)膠凝材料中的(de)水(shuǐ)泥用(yòng)量，一是可(kě)以減少(shǎo)水(shuǐ)泥水(shuǐ)化熱(rè)引起的(de)混凝土(tǔ)開(kāi)裂傾向，保證混凝土(tǔ)的(de)耐久性，二是減少(shǎo)水(shuǐ)泥用(yòng)量，增加礦物(wù)摻合料用(yòng)量，有(yǒu)利于增強混凝土(tǔ)的(de)和(hé)易性，利于施工(gōng)，三是可(kě)以降低成本。

　　3.2.9混凝土(tǔ)表觀密度的(de)假定。

　　混凝土(tǔ)表觀密度一般在2350~2450kg/m3之間選定。應注意的(de)是，由于混凝土(tǔ)表觀密度選定過小(xiǎo)，容易造成施工(gōng)現場(chǎng)混凝土(tǔ)用(yòng)量超方現象，室内混凝土(tǔ)配合比設計(jì)時，測定混凝土(tǔ)表觀密度應在測完混凝土(tǔ)30分(fēn)鍾坍落度損失後再進行(xíng)，這樣測出來的(de)混凝土(tǔ)表觀密度與施工(gōng)現場(chǎng)情況比較接近。

　　3.2.10砂率的(de)選擇。

　　砂率根據石子最大(dà)粒徑、水(shuǐ)膠比以及施工(gōng)工(gōng)藝（澆注方法）确定。泵送混凝土(tǔ)及水(shuǐ)下混凝土(tǔ)砂率宜比普通混凝土(tǔ)砂率提高(gāo)3~4%。高(gāo)性能(néng)混凝土(tǔ)（泵送或水(shuǐ)下混凝土(tǔ)）的(de)砂率一般在36~43%之間。

　　3.3混凝土(tǔ)配合比優化

　　盡量使用(yòng)較低的(de)水(shuǐ)膠比。限制(zhì)膠凝材料總量，摻加足夠量的(de)礦物(wù)摻合料，盡量減少(shǎo)水(shuǐ)泥用(yòng)量。使用(yòng)高(gāo)效減水(shuǐ)劑，盡可(kě)能(néng)減少(shǎo)用(yòng)水(shuǐ)量。适當引氣。選用(yòng)優質的(de)原材料，控制(zhì)原材料當中的(de)有(yǒu)害物(wù)質含量。控制(zhì)混凝土(tǔ)中的(de)堿含量。在保證質量的(de)前提下，應注重經濟效益。