臨海高等級(jí)公路原材料控制及配合比設(shè)計(jì)

1、臨海高等級(jí)公路（連云港段）原材料控制及配合比設(shè)計(jì)一、原材料控制標(biāo)準(zhǔn)1.1水泥宜選用品質(zhì)穩(wěn)定的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。 對(duì)于環(huán)境作用等級(jí)D、E、 F級(jí)別，宜采用硅酸鹽水泥或低熱水泥，控制水泥中的 C3A含量，宜采用C2S 含量較高而水化熱較低的硅酸鹽類(lèi)水泥品種， 并控制水泥的使用溫度，盡可能避 免使用早強(qiáng)水泥。水泥的比表面積較大時(shí)，早期強(qiáng)度高，水化熱大，而強(qiáng)度后期增長(zhǎng)率低，抗 裂性差且不利于裂縫自愈；游離氧化鈣含量高的水泥影響混凝土體積的穩(wěn)定性， 一般控制不宜超過(guò)1.5% ;水泥的含堿量不宜超過(guò)0.6%，或滿足混凝土內(nèi)的總堿 量不超過(guò)3.0kg/m3的要求；混凝土中因各種材料引入的水溶氯離子

2、總量，對(duì)一般環(huán)境下處于潮濕和干濕交替環(huán)境條件下的鋼筋混凝土，應(yīng)不超過(guò)膠凝材料重的 0.2%，如不受潮濕，則不超過(guò) 0.3% ;對(duì)于海水、除冰鹽和其它氯鹽環(huán)境下的鋼 筋混凝土，應(yīng)不超過(guò)膠凝材料重的0.1% ;預(yù)應(yīng)力混凝土中的氯離子總量不超過(guò)膠凝材料重的0.06%。水泥標(biāo)準(zhǔn)為硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥（GB175-2007）,針對(duì)臨海環(huán)境， 應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注表1.1-1中的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)。表1.1-1臨海環(huán)境下水泥的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)序號(hào)檢測(cè)項(xiàng)目一般要求臨海環(huán)境1C3A 含量，（）W水泥質(zhì)量的8（海水可到10%2比表面積，（m2/kg）3003003803堿含量（Na2O當(dāng)量計(jì)），（）W水泥質(zhì)量的0.6W水泥質(zhì)

3、量的0.61.2礦物摻合料在臨海環(huán)境下，尤其是受氯離子和硫酸鹽侵蝕嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)混凝土， 建議采用 粉煤灰和磨細(xì)高爐礦渣。研究成果表明，摻入適量粉煤灰和礦粉能大幅度提升混 凝土的抗氯離子和硫酸鹽侵蝕能力。摻合料必須是品質(zhì)穩(wěn)定、來(lái)料均勻。礦物摻 合料中應(yīng)不含放射性物質(zhì)、可溶性有毒物質(zhì)或?qū)炷列再|(zhì)有害的物質(zhì)， 并應(yīng)有 相應(yīng)的檢驗(yàn)證明和生產(chǎn)廠家出具的產(chǎn)品檢驗(yàn)合格證書(shū)。1.2.1粉煤灰粉煤灰應(yīng)來(lái)自燃煤工藝先進(jìn)的電廠，選用通過(guò)點(diǎn)收塵、干排放的I、II級(jí)低鈣粉煤灰（CaOc 10%）,重點(diǎn)控制其含碳量（以燒失量表示）。粉煤灰標(biāo)準(zhǔn)為用于水泥和混凝土中的粉煤灰（GB/T 1596-2005），技術(shù)指標(biāo)要求見(jiàn)表1

4、.2-1。表1.2-1臨海環(huán)境下粉煤灰的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)序號(hào)項(xiàng)目一般要求臨海環(huán)境1燒失量，不大于/%15.05.02三氧化硫，不大于/%333需水量比，不大于/%115954細(xì)度（45um方孔篩篩余），不大于/%45.012.05含水量，不大于/%1.01.06游離氧化鈣，不大于/%F類(lèi)粉煤灰1.01.0C類(lèi)粉煤灰4.04.07安定性雷氏夾沸煮后增加距 離，不大于/mmC類(lèi)粉煤灰5.05.01.2.2磨細(xì)礦粉磨細(xì)礦粉的比表面積不宜低于 300m2/kg，但過(guò)細(xì)的磨細(xì)礦渣也不利于控制 混凝土水化溫升和防裂，一般也不宜超過(guò) 450m2/kg;對(duì)于硫酸鹽腐蝕環(huán)境，特 別是高溫下的硫酸鹽腐蝕環(huán)境和海水環(huán)境

5、，已將大摻量礦粉作為膠凝材料的必須 組分。采用標(biāo)準(zhǔn)為用于水泥和混凝土中的?；郀t礦渣粉GB/T18046-2008。表1.2-2臨海環(huán)境下磨細(xì)礦渣的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)序號(hào)項(xiàng)目一般要求臨海環(huán)境1勃氏比表面積/m2/kg>300>30 且 w 4502需水量比/% w1001003燒失量/% w314氧化鎂/% w14145三氧化硫/% w446氯離子/% w0.060.027含水率/% w1.01.08活性指數(shù)7d/% >557528d/% >75951.3骨料配制耐久性混凝土的骨料應(yīng)質(zhì)地均勻、粒型和級(jí)配良好、潔凈且堅(jiān)實(shí)，宜用單粒級(jí)石子進(jìn)行兩級(jí)配或三級(jí)配投料使用。細(xì)骨料為級(jí)配良好的

6、中粗河砂；對(duì)于處于干濕循環(huán)、凍融環(huán)境下的混凝土，粗、細(xì)骨料的含泥量應(yīng)分別低于0.7%和1%;硫酸鹽和硫化物折合SO3含量均不宜超過(guò)膠凝材料重的0.5%;氯鹽銹蝕環(huán) 境嚴(yán)重作用（D、E、F級(jí)）下的混凝土，不宜采用抗?jié)B性差的巖質(zhì)作為粗、細(xì) 骨料。宜選用線膨脹系數(shù)小的粗骨料，以提高混凝土的抗裂性；預(yù)應(yīng)力混凝土或 重要工程嚴(yán)禁使用海砂。粗集料最大粒徑應(yīng)不超過(guò)結(jié)構(gòu)物最小尺寸的1/4、鋼筋最小凈距的3/4和保護(hù)層厚度的2/3；當(dāng)設(shè)置二層或多層鋼筋時(shí)，不得超過(guò)鋼筋最小凈距的1/2；泵送 混凝土的粗集料最大粒徑，除應(yīng)符合上述規(guī)定外，對(duì)碎石不應(yīng)超過(guò)輸送管內(nèi)徑的 1/3，對(duì)于卵石不應(yīng)超過(guò)輸送管內(nèi)徑 1/2.5 ;

7、水下灌注混凝土的粗集料最大粒徑不 得大于導(dǎo)管內(nèi)徑的1/6和鋼筋最小凈距的1/4。對(duì)不同細(xì)度模數(shù)的砂子，控制 4.75mm、0.6mm和0.15mm篩的累積篩余量 分別為05%、40%70%和95%宜選用線膨脹系數(shù)小的粗骨料，以提高混 凝土的抗裂性；使用骨料前應(yīng)了解當(dāng)?shù)毓?yīng)的骨料有無(wú)潛在活性。骨料采用標(biāo)準(zhǔn)為建筑用砂GB/T14684-2001和建筑用卵石、碎石GB/T14685-2001，技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表 1.3-1、表 1.3-2。表1.3-1臨海環(huán)境下細(xì)骨料的技術(shù)指標(biāo)序號(hào)項(xiàng)目一般要求臨海環(huán)境1含泥量，（）V 5.0V 1.02泥塊含量，（）<2.0<1.03硫化物及硫酸鹽折算為 SO

8、3，（%）V 0.5V 0.54云母，（）V 2.0V 1.05輕物質(zhì)，（）V 1.0V 1.06氯離子，（%）V 0.06V 0.027堿集料反應(yīng)膨脹率，（）V 0.10V 0.10表1.3-2臨海環(huán)境下粗骨料的技術(shù)指標(biāo)序號(hào)項(xiàng)目一般要求臨海環(huán)境1堅(jiān)固性，（）V 12V 82含泥量，（）V 1.5V 0.73硫化物及硫酸鹽折算為 SO3，（%）1.0%0.5%4細(xì)度模數(shù)2.6-2.92.6-2.95泥塊含量，（）<0.7< 0.56云母含量，（）V 2V 27輕物質(zhì)含量，（）V 1V 18碎石壓碎值，（）V 30V 109堿集料反應(yīng)膨脹率，（）V 0.10V 0.1010針片狀，（

9、）V 25V 51.4外加劑外加劑品種繁多，在混凝土中雖然用量很少，但具有極大的作用，如減少水 泥用量，減少勞動(dòng)力消耗，提高混凝土的工作性、耐久性、降低收縮、減少天氣 或環(huán)境因素對(duì)施工的影響等，外加劑已成為高強(qiáng)和高性能混凝土必不可少的一部 分。外加劑的類(lèi)型按其作用，主要分為減水劑、調(diào)凝劑、防水劑、引氣劑等。當(dāng) 然，實(shí)際工程中，并非所有的混凝土都要求集高強(qiáng)、高耐久等性能于一身，而是 根據(jù)工程具體條件選擇所需要的性能。根據(jù)混凝土所需要的性能和原材料的性 能，從而選用相應(yīng)的外加劑品種。使用外加劑時(shí)，必須保證混凝土的均勻性，當(dāng)混合使用幾種外加劑時(shí)，應(yīng)測(cè) 定其間相容性。鋼筋混凝土中不應(yīng)加入 CaCb及其

10、他氯鹽型外加劑。一般情況下 外加劑用量不超過(guò)水泥質(zhì)量的5.0%,不低于0.2%,當(dāng)外加劑摻量較少時(shí)，應(yīng)先 將外加劑溶解在水中。當(dāng)液態(tài)外加劑的摻量超過(guò)3.0L/m3時(shí)，水灰比應(yīng)考慮外加劑中的含水量。采用標(biāo)準(zhǔn)為混凝土外加劑GB8076-2008,技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1.4-1。表1.4-1臨海環(huán)境下混凝土外加劑的技術(shù)指標(biāo)試驗(yàn)項(xiàng)目咼效減水劑一般要求臨海環(huán)境氯離子含量，（）W混凝土中膠凝材料總重的0.02w混凝土中膠凝材料總重的0.02硫酸鈉含量，（）w減水劑干重的15w減水劑干重的15泌水率比，%不大于10060對(duì)鋼筋銹蝕作用對(duì)鋼筋有無(wú)銹蝕危害對(duì)鋼筋有無(wú)銹蝕危害含氣量，%V 4.5V 5.0收縮率比，%不大

11、于28d135110凝結(jié)時(shí)間之差min初凝-90+120-90+120終凝減水率，%不小于1425抗壓強(qiáng)度比，%不小于1d1401703d1201607d12515028d1201401.5水對(duì)于拌合用水的規(guī)定在于混凝土總的氯離子含量的規(guī)定，水中不應(yīng)含有影響水泥正常凝結(jié)與硬化的有害雜質(zhì)或油脂、糖類(lèi)及游離酸類(lèi)等，不得用海水。采用標(biāo)準(zhǔn)為混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)JGJ63-2006,技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1.5-1。表1.5-1臨海環(huán)境下混凝土拌合用水的技術(shù)指標(biāo)項(xiàng)目預(yù)應(yīng)力混凝土鋼筋混凝土素混凝土臨海環(huán)境pH值> 5.0> 4.5> 4.5參照一般要求不溶物（mg/L）w 2000w 2000w 500

12、0可溶物（mg/L）w 2000w 5000w10000Cl-（ mg/L）w 500w 1000w 3500SO42-（ mg/L）w 600w 2000w 2700堿含量（mg/L）w 1500注：采用非堿活性骨料時(shí)，可不檢驗(yàn)堿含量二、海工混凝土配合比設(shè)計(jì)在臨海環(huán)境下受氯離子和硫酸鹽侵蝕嚴(yán)重的區(qū)域（如海防大堤以內(nèi)、鹽堿 地），為了提升混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，建議采用海工混凝土。2.1配合比設(shè)計(jì)目標(biāo)由于臨海環(huán)境的特殊性，要充分考慮海工混凝土的耐久性指標(biāo)，如表2.2-1所示。表2.2-1臨海環(huán)境下混凝土耐久性指標(biāo)序號(hào)指標(biāo)名稱(chēng)要求1平板抗裂性能v 100mm2/m2228d氯離子擴(kuò)散系數(shù)/ （10-

13、12m2/s）w 4（ E級(jí)以上）w7（ C、D 級(jí)）356d電誦量/Cv 1000（ E級(jí)以上）v 1500（C、D 級(jí)）2.2臨海環(huán)境下不同強(qiáng)度等級(jí)的海工混凝土配合比為了使得海工混凝土配合比具有更好的實(shí)際操作性，針對(duì)不同強(qiáng)度等級(jí)的海工混凝土提出一個(gè)參考配合比，為各標(biāo)段施工提供指導(dǎo)，見(jiàn)表2.2-2。表2.2-2不同強(qiáng)度等級(jí)的海工混凝土參考配合比（kg/m3）強(qiáng)度等級(jí)水泥粉煤灰礦粉砂石水水膠比膠材總量C3016014010074011601440.36400C3516814710572011601510.36420C4017615411071011501500.34440C4518416111

14、570011401500.32460C50288969671011501490.31480C5530010010070011301500.30500注：建議下部結(jié)構(gòu)和受氯離子或硫酸鹽侵蝕的部位使用阻銹劑，摻量需試驗(yàn)論證后確定。2.3連云港段配合比耐久性設(shè)計(jì)表2.2-3連云港段橋梁混凝土強(qiáng)度等級(jí)和保護(hù)層厚度的設(shè)計(jì)參考值橋梁名稱(chēng)結(jié)構(gòu)部位環(huán)境作用等級(jí)最小強(qiáng)度等級(jí)最小保護(hù)層厚度（mm）備注小橋方洋河小橋主梁C級(jí)C4045橋墩、樁基C級(jí)C3050送水道3小橋主梁C級(jí)C4045橋墩、樁基C級(jí)C3050送水道4小橋主梁C級(jí)C4045橋墩、樁基C級(jí)C3050中 橋方南河中橋主梁C級(jí)C4045橋墩、樁基C級(jí)C3

15、050送水道2中橋主梁C級(jí)C4045橋墩、樁基C級(jí)C3050新灘河中橋主梁C級(jí)C4045橋墩（水中）E級(jí)C3550橋墩（陸上）D級(jí)C3540樁基C級(jí)C3075大橋高東河大橋主梁D級(jí)C4050橋墩（水中）E級(jí)C3550橋墩（陸上）D級(jí)C3540樁基C級(jí)C3075新方洋河大橋主梁D級(jí)C4050橋墩（水中）E級(jí)C3550橋墩（陸上）D級(jí)C3540樁基C級(jí)C3075新納潮河大橋主梁D級(jí)C4050橋墩（水中）E級(jí)C3550橋墩（陸上）D級(jí)C3540樁基C級(jí)C30475主梁D級(jí)C4050新西港橋墩（水中）E級(jí)C3550海工混凝土、阻銹劑河大橋橋墩（陸上）D級(jí)C3540樁基C級(jí)C3075海工混凝土、阻銹劑主

16、梁D級(jí)C4050深港河橋墩（水中）E級(jí)C3550海工混凝土、阻銹劑大橋橋墩（陸上）D級(jí)C3540樁基C級(jí)C3075海工混凝土、阻銹劑主梁D級(jí)C4050劉圩港橋墩（水中）E級(jí)C3550海工混凝土、阻銹劑河大橋橋墩（陸上）D級(jí)C3540樁基C級(jí)C3075海工混凝土、阻銹劑主梁D級(jí)C4050興莊河橋墩（水中）E級(jí)C3550大橋橋墩（陸上）D級(jí)C3540樁基C級(jí)C3075主梁D級(jí)C4050燒香河橋墩（水中）E級(jí)C3550大橋橋墩（陸上）D級(jí)C3540樁基C級(jí)C3075主梁D級(jí)C4050排淡河橋墩（水中）E級(jí)C3550大橋橋墩（陸上）D級(jí)C3540樁基C級(jí)C3075主梁D級(jí)C4050柘汪河橋墩（水中）E級(jí)C3550海工混凝土、阻銹劑大橋橋墩（陸上）D級(jí)C3540樁基C級(jí)C3075海工混凝土、阻銹劑運(yùn)鹽河2大橋主梁D級(jí)C4050橋墩（水中）E級(jí)C3550海工混凝土、阻銹劑橋墩（陸上）D級(jí)C3540樁基C級(jí)C3075海工混凝土、阻銹劑送水道7大橋主梁D級(jí)C4050橋墩（水中）E級(jí)C3550橋墩（陸上）D級(jí)C3540樁基C級(jí)C3075繡針河大橋主梁D級(jí)C4050橋墩（水中）E級(jí)