[发明专利]海工混凝土及其施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及混凝土技术领域，具体地说涉及一种海工混凝土及其施工方法。

背景技术

海工混凝土结构的耐久性至为重要。由于海工混凝土结构在海洋环境中受到水质、强潮、台风、冰冻等多种因素的作用，传统的以波特兰水泥为基础的普通混凝土结构容易遭受损伤而缩短其耐久年限。近年来国外出现了许多海工耐久建筑或结构，其工程实例如：沙特阿拉伯-巴林之间的法赫德国跨海堤桥、日本明石跨海大桥、卡迪福海湾大堤工程、大贝尔海峡工程、爱德迈勒-克莱大桥等。这些海工耐久建筑或结构多采用海工耐久混凝土，即将粉煤灰、矿渣、复合外加剂、硅灰等工业活性外掺材料应用于混凝土中，以替代部分水泥，用以改善混凝土在海洋环境下的耐久性能，特别是其耐氯离子侵蚀的性能。但由于不同的工业活性外掺材料对混凝土的性能有不同的影响，例如粉煤灰、矿渣微粉活性材料掺入混凝土中可导致混凝土凝结时间过长、早期强度下降，硅灰混凝土可引起收缩裂缝等问题，这些问题会影响外掺材料对混凝土耐久性能改善的效果。因此，海工耐久混凝土多因地制宜，根据实际情况，将粉煤灰、矿渣、复合外加剂、硅灰等工业活性外掺材料单一掺入或多组分混合掺入混凝土中，以满足海洋工程对混凝土耐久性能的要求。固不能将国外的海工耐久混凝土配方照搬到国内，若将国外的配方照搬到国内，不仅存在混凝土结构早期强度可能不适合的问题，而且也不具备经济性的特点。并且目前国内的海工耐久性混凝土大体积施工体系尚处在研究、完善阶段，还没有形成合理、经济、行之有效的海工耐久混凝土施工方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，提供一种在海洋环境下耐久性能良好的海工混凝土，以满足海洋大型工程对混凝土体系高耐久性的要求。本发明的另一目的是提供该海工混凝土的一种合理、经济、行之有效的施工方法。

为了实现上述目的，本发明的一个技术方案提供了一种海工混凝土，它是由水泥、高炉矿渣细粉、粉煤灰、砂、碎石、外加剂和水按比例混合组成的混合物，混合物中各组成成分及重量配比为：

水泥202～218份，高炉矿渣细粉191～217份，粉煤灰56份，砂694～698，碎石1086～1093份，外加剂4.2～4.5份，水152份。

所述海工混凝土的优选配比为水泥218份，高炉矿渣细粉196份，粉煤灰56份，砂694份，碎石1086份，外加剂4.2份，水152份。

所述水泥为硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。

所述高炉矿渣细粉、粉煤灰为钢铁厂、电厂等的废渣，经研磨加工后作为本发明海工混凝土的原料。

所述砂最好为细度模数μf＝2.6～2.9的中砂，所述砂能全部通过9.5mm的筛孔；通过孔径为4.75mm筛子，砂余留量为2.6％；通过孔径2.36mm筛子，砂余留量为16.2％；通过孔径1.18mm筛子，砂余留量为22.4％；通过孔径0.6mm筛子，砂余留量为61.2％；通过孔径0.3mm筛子，砂余留量为91.2％；经0.15mm筛孔后河砂余留量为99.3％，可以是天然砂，也可以是机制砂，可以单独使用也可以使用两种以上的混合物。

所述碎石的粒径为5～25mm，其中粒径为5～15mm的碎石与粒径为15～25mm的碎石的比例为2∶8，所述碎石能全部通过孔径为31.5mm的筛子，全部不能通过孔径为2.36mm筛子，通过孔径为26.5mm筛子后碎石余留量为2％，通过孔径为19.0mm的筛子后碎石余留量为38％，通过孔径为16.0mm的筛子后碎石余留量为54％，通过孔径为9.5mm的筛子后碎石余留量为91％，通过孔径为4.75mm的筛子碎石余留量为99％。

所述外加剂为减水剂，可以是萘系减水剂、多元酸减水剂或聚羧酸类减水剂，优选聚羧酸类减水剂，例如LEX-9H、ADVA152、Rheoplus325，最好为ADVA152。

本发明海工混凝土的施工方法包括以下步骤：

(1)施工准备：准备施工所需机械设备、计量器具、材料，选择符合规范要求的混凝土原料并进行检验，正式拌和前进行小量试拌比较，选择最佳配比，以适应各种季节和原材料的变化；

(2)混凝土拌和：将海工混凝土按比例进行配料和计量，先将水泥、高炉矿渣细粉、粉煤灰、砂、碎石搅拌均匀，再边搅拌边加入水和外加剂，将混凝土搅拌均匀，使其颜色一致，净搅拌时间不少于2分钟，搅拌站首次使用时应设置各种材料的下料冲量，搅拌过程中定期进行校核；