《聚羧酸系外加剂在杭州湾跨海大桥工程海工高耐久砼中的》由会员分享，可在线阅读，更多相关《聚羧酸系外加剂在杭州湾跨海大桥工程海工高耐久砼中的（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、聚羧酸系外加剂在杭州湾跨海大桥工程海工高耐久砼中的应用聚羧酸系外加剂在杭州湾跨海大桥工程海工高耐久砼中的应用1 工程概况杭州湾跨海大桥于 2003 年 6 月动工兴建，大桥北起嘉兴市海盐，南至宁波市慈溪，是国道主干线同三线跨越杭州湾的便捷通道，是我国沿海大通道中的第一座跨海大桥，大桥全长 36 公里，其中桥梁长35.673 公里，道路长 327 米，主桥桥身整体呈 S 型，为双向 6 车道，设计时速 100，总投资约118 亿元，是目前世界上已建或在建的跨度最长、工程量最大的跨海大桥。大桥横跨杭州湾海域，自然条件复杂，所处海水化学侵蚀环境对结构腐蚀作用按不同分区由中等程度（C 级）至极端严重程
2、度（F 级），结构设计使用年限为 100 年。根据我国交通部组织相关单位对沿海港口工程砼结构状况的调查结果显示，影响我国海港工程砼结构耐久性最主要的问题是 Cl-渗入砼引发钢筋腐蚀破坏。因此本跨海大桥结构砼必须具有良好的抗 Cl-渗透性、体积稳定性、抗裂性和低水化热等性能。2 原材料2.1 水泥：安徽海螺集团宁国水泥厂生产的海螺牌 P42.5R 硅酸盐水泥，比表面积 383 m2/kg，C3A 含量 7.8%，抗压强度 34.3 MPa /3d，57.2 MPa /28d；抗折强度 6.9 MPa/3d，9.6 MPa/28d；初凝 1h:50min，终凝 3h:00min。2.2 粉煤灰：江
3、苏镇江谏壁电厂产苏源牌 I 级粉煤灰，细度 0.38%，需水量比 88%，烧失量1.42%，含水量 0.12%，SO3 含量 0.46%，CaO 含量 3.44%。 2.3 矿粉：安徽朱家桥水泥厂产矿粉，比表面积 418 m2/kg，流动度比 103%，密度 2.84 g/cm3，含水量 0. 45%，烧失量 1.81%，SO3 含量 0.11%、活性指数 75%/7d，100%/28d；2.4 砂：福州闽江砂，细度模数 2.6，属于区中砂，连续级配，砂子表观密度 2.60 g/cm3，堆积密度 1.58 g/cm3，含泥量 0.5%，SO3 含量 0.2%，Cl-含量 0.012%，碱活性(
4、快速法，0.06%)。2.5 石子：浙江宁波北仑青峙第一石料厂产碎石，属于 I 类碎石，510mm 和 1025mm 两种粒径进行掺配，配制成 525mm 连续级配，表观密度 2.59g/cm3，堆积密度 1.53g/cm3，空隙率 41%，压碎指标 6%，针片状含量 7%，含泥量 0.4%，碱活性(快速法，0.07%)。2.6 外加剂：江苏博特新材料有限公司生产的 JM-PCA（I）砼超塑化剂，含固量 21.71%，密度1.066 g/cm3，p H 值 7.4，Cl-含量 0.01%，总碱量 1.84%，含气量 2.6%，减水率 26.8%。2.7 水：普通自来水。3 砼主要技术性能指标及
5、海工高耐久砼配比设计路线3.1 本砼为杭州湾跨海大桥上部结构用 C50 海工耐久砼，主要技术性能指标如下：1）工作性能：砼浇筑入模坍落度为 160200mm，砼出机后 2h 坍落度不小于 120mm，砼初凝时间大于 8h，含气量4%，压力泌水率40%。2）力学性能：应满足 C50 砼力学性能指标，34d 张拉时抗压强度达到设计强度的 85%以上，且弹性模量达到设计值的 85%以上。3）耐久性能：砼 84d 的 Cl-扩散系数(RCM 法)1.510-12m2/s。3.2 海工高耐久砼配合比设计路线对海港工程砼最为关注的是其耐久性指标，衡量耐久性指标则主要是砼抗 Cl-侵入性和抗冻耐久性指数、抗
6、冻等级等。国外重要的海工砼结构一般要求其抗 Cl-渗透性指标不大于 1000 库仑，例如丹麦、巴林、香港青马大桥等地的跨海大桥等，此指标系按 ASTM C1202 标准衡量而得。本工程砼抗 Cl-渗透性指标确定按唐氏 RCM 快速非稳态电迁移法来测定 Cl-扩散系数，类似的、可以借鉴参考的以该扩散系数确定耐久性指标为设计依据的工程实例并不多见。为此，确定以高性能外加剂和掺加粉煤灰、磨细矿渣等优质活性掺合料作为配制海工高耐久砼的技术路线。4 砼配合比及性能测试4.1 试验方法4.1.1 砼 Cl-扩散系数测定按唐氏 RCM 快速非稳态电迁移法进行，杭州湾跨海大桥专用施工技术规范（）附录规定的方法
7、，具体可参见 CCES 01-2004砼结构耐久性设计与施工指南附录B，P3640。4.1.2 砼抗裂性能的对比试验，采用约束状态下的板式配筋试件(参照日本 Y. Kasai 教授提出的方法, 杭州湾跨海大桥专用施工技术规范（）附录规定的方法，具体可参见中国工程院土木水利与建筑学部工程结构安全性与耐久性研究咨询项目组编 CCES 01-2004砼结构耐久性设计与施工指南附录A，p3335)或环形试件(AASHTO 法)法。4.2 预制箱梁 C50 海工高耐久砼配合比根据原材料情况和以往的实际经验，经过大量试配，根据施工和易性要求和砼各性能测试结果得到如下配合比用于施工。砼配合比见表 1。表 1
8、 预制箱梁 C50 海工高耐久砼配合比 （Kg/m3）水泥粉煤灰矿粉砂石子水JM-PCA（I）2124721272410411504.724.3 新拌砼拌合物性能见表 2。表 2 新拌砼拌合物性能温度()初凝时间(h:min)含气量(%)坍落度(cm)出机 1h 2h扩展度(cm)出机 1h 2h压力泌水率(%)2214:251.621.520.515.554/5649/50/304.4 砼物理力学性能见表 3。表 3 砼物理力学性能立方体抗压强度，MPa3d 4d 5d 7d 28d轴心抗压强度，MPa4d 28d静压弹模，GPa4d 28d劈拉强度，MPa28d抗折强度，MPa28d38.
9、942.958.161.868.834.353.237.848.35.017.14.5 砼早期抗裂性能采用平板试件进行砼抗裂性试验，以评价砼拌和物在初期凝结硬化过程中收缩开裂性能。测得上述配比的早期抗裂指标见表 4。表 4 砼早期抗裂性能温度（）湿度（%）裂缝最大宽度（）抗裂性能指标a（mm2） b（根/mm2） c（mm2/）评定等级31.0610000I4.6 砼抗 Cl-渗透性能按照杭州湾跨海大桥专用施工规范，采用非稳态电迁移快速试验法（RCM，ibac-test），快速测定Cl-扩散系数。测得 Cl-扩散系数为：1.001012m2/s /28d， 0.981012m2/s /56d，
10、 0.561012m2/s /84d。5 工程应用施工方中铁大桥局集团杭州湾跨海大桥工程项目部于 2004 年 11 月中旬按照配合比在现场采用泵送法进行了约 150m3 砼模拟浇筑施工试验，砼拌合物性能满足施工要求，此后于 2004 年 11 月底，在北岸开始施工杭州湾跨海大桥工程的 70m 预制箱梁（每片梁砼量 760m3 左右，重量 2180 吨）C50 海工高耐久砼，采用 4 台泵车同时向梁体浇筑砼，施工过程中砼拌合物坍落度因箱梁具体构造和模板要求有时需要通过减少单位用水量适当调整降低坍落度，但泵送过程中从未发生过堵泵故障，砼泵送的泵压与常规泵送砼相当，砼和易性好、浆体饱满，施工便利、
11、快捷。 箱梁拆模后经检查未出现任何型式的裂缝，基本无泌水纹，外观良好，首次施工的几片箱梁得到相关各方一致好评。6 结束语6.1 JM-PCA（I）聚羧酸系高性能超塑化剂与掺合料适应性好、泌水率低、保坍性能优异而不过分缓凝、凝结时间适当、生产施工的砼泵送性能良好、外观质量好，适合配制海工耐久高性能砼，尤其适合用于有早强要求的掺有大掺量掺合料的预制海工高耐久砼。6.2 采用大掺量超细矿粉、优质粉煤灰和高性能外加剂配制砼，可使砼抗 Cl-渗透性等耐久性能得以提高，获得渗透性很低的海工耐久高性能砼。6.3 在配制高耐久性砼时，由于矿物掺合料的大量使用和水胶比的大大降低，聚羧酸系外加剂在配制砼常会遇到砼发粘、泵送阻力大、砼引气不稳定等问题，应该引起国内聚羧酸系外加剂研发人员足够的重视和技术改进以满足工程耐久性的需要。
