北方冰冻海域C35混凝土的配制与抗渗试验方法对比研究

摘要

青岛海湾大桥是我国北方冰冻海域首座特大型海上桥梁集群工程，青岛海湾大桥位于胶州湾北部，起于青岛侧胶州湾高速李村河大桥北200米处。其中海上段长约28km，所处海域海水含盐量可高：盐度范围为2.94-3.29％，对桥梁具有较强的腐蚀性。同时平均每年42-50次的冻融循环，决定了大桥混凝土的耐久性设计重点为抗氯离子渗透性和抗冻性。
　　 根据青岛海湾大桥耐久性设计重点，本文系统地研究了聚羧酸系高效减水剂、引气剂、防水剂聚合物、矿物掺合料以及单方胶凝材料用量等因素对混凝土工作性、力学性能、抗渗性能的影响，配制出满足《青岛海湾大桥高性能混凝土设计与施工技术规范》C35承台设计要求的高性能混凝土，并在工程中予以应用。同时采用自然扩散法、电量法、NEL法、RCM法以及NTB492法同时评定混凝土的抗渗性，进行了不同的抗渗性试验方法之间的相关性研究。
　　 混凝土的配制试验结果表明：掺加高效减水剂降低混凝土水胶比及采用大掺量矿物掺合料能大大提高海工混凝土的抗渗性。当C35混凝土的含气量达到4-6％时能取得较好的抗冻效果。防水剂对混凝土的吸水率能够降低50％以上。在综合分析了以上因素对混凝土性能的影响之后配制出满足《青岛海湾大桥高性能混凝土设计与施工技术规范》设计要求的高性能混凝土并在工程中予以应用。同时施工中透水模板布的使用大大提高了结构表层混凝土的质量。而温控措施对混凝土的温升起到了很好的控制作用。
　　 对比试验研究结果表明：采用电量法来评定混凝土的抗渗性时可采用初始电流，在一定范围内初始电流和6h通过混凝土的电通量有较好的相关性；另外不同的抗渗试验方法之间无显著相关性，即采用不同的抗渗试验方法评价不同混凝土抗渗性优劣的试验结之间相关性不好。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1课题的提出

1.1.1提高混凝土耐久性的意义

1.1.2依托工程概况及耐久性设计重点

1.1.3青岛海湾大桥C35承台混凝土的技术要求

1.2研究现状及其存在的问题

1.2.1氯离子侵蚀破坏机理及提高混凝土抗渗性能的研究现状

1.2.2混凝土冻融破坏机理研究及提高混凝土抗冻性的研究现状

1.2.3高性能混凝土抗渗性试验对比研究

1.3研究的主要内容

1.3.1青岛海湾大桥C35承台高性能混凝土的配制与应用研究

1.3.2抗渗性试验方法对比研究

2原材料及试验方法

2.1原材料及性能指标

2.1.1水泥

2.1.2矿物掺合料

2.1.3外加剂

2.1.4骨料

2.1.5水

2.2试验方法

2.2.1水泥胶砂成型、养护试验方法

2.2.2混凝土的成型养护及工作性测试方法

2.2.3混凝土的力学指标测试方法

2.2.4混凝土抗渗性测试方法

2.2.5混凝土的抗冻性测试方法

3化学外加剂、矿物掺合料及单方胶凝材料用量对混凝土性能的影响

3.1化学外加剂对混凝土性能的影响

3.1.1减水剂对混凝土性能的影响

3.1.2引气剂对混凝土性能的影响

3.1.3防水剂对混凝土力学性能和抗渗性能的影响

3.2矿物掺合料对混凝土力学性能和抗渗性能的影响

3.2.1粉煤灰对混凝土力学性能和抗渗性能的影响

3.2.2单掺矿粉对混凝土力学性能和抗渗性能的影响

3.2.3双掺粉煤灰和矿粉对混凝土力学性能和抗渗性能的影响

3.3单方胶凝材料用量对混凝土力学性能和抗渗性能的影响

3.4本章小结

4基于胶州湾海域冰冻环境C35混凝土的配制

4.1配制的主要技术路线

4.1.1高性能海工混凝土配合比设计的一般原则

4.1.2碎石级配及砂率的确定

4.2配制的C35混凝土的综合性能

4.2.1混凝土的力学性能

4.2.2混凝土的抗渗性能

4.2.3混凝土的抗冻性能

5 C35混凝土在青岛海湾大桥中的应用

5.1施工配合比的确定

5.2改善混凝土结构表面质量的措施

5.3防裂技术措施

5.3.1新拌混凝土出机温度的控制

5.3.2埋设降温水管降低混凝土结构的内外温差

5.3.3混凝土外部保温措施

5.4质量跟踪

5.5关于大体积混凝土夏季施工的几点建议

6混凝土抗氯离子渗透性试验方法对比研究

6.1电通量与混凝土初始电流的相关性

6.2快速试验方法之间的相关性研究

6.2.1不同龄期条件下电量法和NEL法、RCM法之间的相关性

6.2.2不同水胶比条件下各试验方法之间的相关关系

6.3快速试验方法与自然扩散法之间的相关性研究

6.4本章小结

7结论及有待进一步的问题

7.1试验结论

7.2有待进一步研究的问题

致 谢

参考文献

附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文