青岛海湾大桥海工高性能耐久混凝土

青岛海湾大桥海工高性能耐久混凝土的应用青岛海湾大桥又称胶州湾跨海大桥，横跨胶州湾，连接红岛，黄岛和青岛主城区，有效的缓解了胶州湾高速交通压力，缩短了青岛和黄岛的距离，为青岛和黄岛的快速发展发挥重要作用。全长约36km，是当今世界上最长的跨海大桥。2011年荣膺“全球最棒桥梁”荣誉称号。大桥共耗用钢材45万吨，混凝土230万立方米。同时大桥处于冰冻海域，海盐量达29．4%～32．9%，结构容易受到腐蚀，对结构耐久性有较高的要求。而海工混凝土的施工质量是其中的重点和难点。海洋工程混凝土也称海工混凝土。海洋工程包括海岸工程和近海工程。海工混凝土除强度和拌合物的和易性应满足设计、施工要求外，尚应具有所需的抗渗性、抗冻性、抗蚀性、防止钢筋锈蚀和抵抗冰凌撞击的性能。提高混凝土耐久性的主要技术措施①使用海工高性能耐久混凝：②保证混凝土保护层厚度；③使用阻锈剂；④混凝土防腐涂层；⑤阴极保护。1.使用海工高性能耐久混凝土青岛海湾大桥使用的P.Ｉ52.5水泥，但严格控制水泥比表面积指标、聚羧酸高效减水剂(首先要考虑与水泥的适应性)、优质的大掺量矿物掺合料和级配良好的粗细骨料配制而成的低水胶比、低水化热、高密实、高耐久性的混凝土。附·：硅酸盐水泥熟料中掺入0-5%的石灰石或粒化高炉矿渣等混合料，以及适量的石膏混合磨细制成的水泥。其中完全不掺入混合料的称为I型硅酸盐水泥，用P.Ｉ（PortlandcementＩ型）表示2.保证混凝土保护层厚度混凝土保护层厚度要适中，太薄则不能有效阻止Cl-渗透，从而导致钢筋锈蚀，混凝土遭受破坏；太厚则会由于外界应力或混凝土的收缩出现裂缝，从而极大程度上削弱了混凝土保护层对钢筋的保护作用。3.使用阻锈剂阻锈剂可掺入混凝土中(掺入型DCI）或涂刷在混凝土表面(渗透型MCI）。它能促使钢筋表面产生一层以Fe2O3或Fe3O4为主要组成的氧化物钝化膜，并修补钢筋表面的缺陷，能阻止氯离子穿透，降低铁离子的游离速度。起到阻止或缓解钢筋锈蚀的作用。3.使用阻锈剂不足：阻锈剂略有减水作用，从混凝土自身而言，掺入阻锈剂的混凝土坍落度会受到很大影响，存在一定的负面作用。并且阻锈剂价格较昂贵，用量较大。一般不采取此办法。4.混凝土防腐涂装混凝土防腐涂层是延长混凝土耐久性的一项辅助措施，主要功用是对腐蚀性物质与钢筋混凝土的接触起到隔离作用，同时还起到美观作用。然而涂层将随着时间的推移而老化，因此混凝土防腐涂装的使用，要在其服役期内经常维护和保养。5.阴极保护阴极保护是使用一种化学性质较钢筋活泼的材料作为阳极，通过外加电源来牺牲阳极的办法来抑制钢筋的电化学腐蚀。阴极保护系统运行成本较昂贵。青岛海湾大桥第七合同段主塔下的承台使用的就是阴极保护的办法。5.阴极保护混凝土耐久性方案选取青岛海湾大桥海工高性能耐久混凝土原材料控制1.硅酸盐水泥比表面积控制在300-350之间；2.碱含量：应达到低碱要求；3.铝酸三钙：水泥中铝酸三钙含量应小于8％；4.氯离子含量：应小于0．03％。青岛海湾大桥用水泥物理化学分析矿渣粉的物理化学指标粉煤灰的物理化学指标粗集料的物理化学指标细集料的物理化学指标青岛海湾大桥海工耐久性混凝土配合比优化墩身、箱梁混凝土配合比的优化：配合比的优化是以降低胶凝材料用量为原则，增加骨料比例，改善混凝土的抗氯离子渗透能力。墩身优化配合比及性能指标箱梁优化配合比及性能指标混凝土的耐久性指标和要求1.含气量含气量作为混凝土的组成部分，在混凝土中起到增加混凝土流动性作用，对混凝土良好的工作性极为有益。更为重要的是使用引气剂控制混凝土的含气量可以构建气泡间距小于0．25mm的气泡微群，它可以容纳结冰引起的迁移水分，缓解膨胀压力，确保混凝土抗冻要求。混凝土的耐久性指标和要求2.氯离子扩散系数和电通量氯离子扩散系数和电通量是用直径100mm、厚度为50±2mm的混凝土圆柱试样评定混凝土抗氯离子扩散的能力。混凝土的耐久性指标和要求3.冻融循环快速冻融试验测定的混凝土抗冻性，以“耐久性系数”(简称DF)作为其抗冻性指标，青岛海湾大桥要求不小于0．6的耐冻系数作为耐久性要求，DF可按下式计算：DF=P*N／M式中P——在N次冻融循环时的相对弹性模量(即与原来的动弹性模量对比)N——P降至要求耐冻系数的冻融循环次数(取0．6)M——最终冻融循环次数。混凝土的耐久性指标和要求4.严格控制混凝土的一些温度混凝土浇灌温度不宜高于28℃，入模温度应在5℃--28℃之间，混凝土表面接触物与混凝土表面温差不应大于15℃，混凝土入模后30min内温度升高不应大于30℃。结语根据青岛海湾大桥环境因素分析，影响混凝土耐久性的主要因素是CL-渗透速度。因此，需采取合理的混凝土耐久性方案，确保海工高性能混凝土质量符合耐久性要求,使青岛海湾大桥长越胶州湾。谢谢