耐海水腐蚀混凝土灌注桩技术研究

耐海水腐蚀混凝土灌注桩技术研究

周刚王海艳

（山东电力建设第三工程公司山东青岛266100）

摘要：此技术比常规混凝土施工在混凝土和易性指标上有了较大程度改善，混凝土粘聚性得到提高，更有利于泵送施工，对混凝土结构的较高构筑物施工快捷、有效。粉煤灰、矿粉等掺和料的掺加和对碎石级配的调整更有利于混凝土结构的密实性能，对混凝土耐腐蚀更为长久，实验证明混凝土抗渗指标提高了两个等级以上，对混凝土含气量的控制，更有利于混凝土的振捣控制，减少混凝土中气泡的存在，浇筑后混凝土成型更为美观。

关键词：混凝土粘聚性、和易性、耐久性、细度模数、连续级配

此技术适用于海边混凝土工程，尤其适用于对混凝土耐腐蚀有较高要求的现浇灌注桩工程，以及长期处于潮湿环境的工业混凝土工程施工项目，只要当地有符合标准的粉煤灰等资源就可以应用。

此技术主要是针对海边耐腐蚀混凝土的应用研究，针对国家混凝土耐久性施工规范要求，以及满足图纸设计规定，便于现场施工而进行的。

此工艺中主要对混凝土原材料砂子、碎石、粉煤灰等掺和料、外加剂等材料技术指标和混凝土配合比设计、调整的设计。

1、砂子：常规电厂项目，混凝土强度等级为C15、C20、C30、C40、C45和C50采用细度模数范围：2.8~3.2；严格控制含泥量技术要求满足规范规定；

2、碎石：此项目研究是以鹅卵石敲击粉碎后的单粒径碎石，也可采用石灰岩粉碎后的石子，主要是现场对单粒径石子进行现场复配，对照标准中对碎石连续级配的要求，对厂家石子现场试验，确定最合适的连续性级配石子。首先对单粒径碎石的级配进行检测，必须符合单粒径级配要求；其次对单粒径碎石进行混合从3:7到4:6之间来回混合均匀后检测其连续性，直至找到最符合标准连续级配要求的大小石子掺和比例。本项目是采用5~16mm和20~31.5mm的两种石子，最恰当的掺加比例为6.8:3.2，符合连续性级配要求；

3、粉煤灰和矿粉：要求粉煤灰最低为Ⅱ级灰技术要求，Ⅰ级灰更好，可以部分代替水泥，注意针对添加掺和料后要对混凝土和易性和凝结时间进行事前试验，根据现场气温和混凝土强度等级要求，确定合适的掺加比例，已更利于现场施工，减少混凝土泌水率，增加混凝土粘聚性，利于泵送施工；

4、外加剂：外加剂要求厂家对组分做出适当调整，添加不超过0.3%的引气剂成分，以提高混凝土密实性，控制混凝土含气量，保证混凝土密实度要求。

5、水泥：可以根据使用要求选用普通硅酸盐水泥或其他有针对性的耐腐蚀水泥，比如抗硫酸盐水泥主要抵抗硫酸根离子腐蚀；

6、针对全部合格材料准备制作混凝土配合比设计：

1）将砂石、水泥、外加剂、粉煤灰等材料置于实验室内放置24以上，达到室温要求。依据【JGJ55-2011普通混凝土配比设计规程】在对不同强度等级的混凝土按照水灰比分别大于和小于0.05两个条件设计三个配合比，针对三个配合比均制作3天、7天和28天标准养护试块各2组，测定混凝土塌落度、凝结时间、和易性、含气量、容重技术指标，待混凝土试块养护到龄期后根据强度结果进行配合比综合分析，选择最适合现场使用的合理的施工配合比。

2）对现场制作的混凝土抗渗试块现场检验C40混凝土可以达到P12的抗渗要求，C50可以达到P14的抗渗要求，远超过国家耐久性技术标准的要求。以下是现场第三方检测的灌注桩结果：

7、施工工艺及操作要点：

1）配合比设计工艺：

混凝土的配合比设计是一个计算、试配、调整的复杂过程，大致可分为初步计算配合比、基准配合比、实验室配合比、施工配合比四个设计阶段。

初步配合比主要是依据设计的基本条件，参照理论和大量试验提供的参数进行计算，得到基本满足强度和耐久性要求的配合比；基准配合比是在初步计算配合比的基础上，通过实配、检测，进行工作性的调整，对配合比进行修正；实验室配合比是通过对水灰比的微量调整，在满足设计强度的前提下，确定一水泥用量最少的方案，从而进一步调整配合比；而施工配合比是考虑实际砂、石的含水对配合比的影响，对配合比最后的修正，是实际应用的配合比。总之，配合比设计的过程是一逐步满足混凝土的强度、工作性、耐久性、节约水泥等设计目标的过程。

2）拌制混凝土工艺：

此工艺流程图是依据“【JGJ55-2011普通混凝土配比设计规程】”要求，逐步展开，材料要求提前24小时准备在试配车间，保持车间温度在15-35℃，湿度在50%以上，试验人员经过专门的培训、考试合格后上岗，所有设备经第三方计量检验合格。混凝土搅拌用水必须符合【JGJ63-2006混凝土用水标准】要求，混凝土试块拆模后应置于湿度90%以上、温度20±2℃的恒温恒湿条件下养护至标准龄期后试压。

3）、安全措施：

此工艺实施过程中，设备安装根据国家、地方（行业）有关安全的法规，技术人员的操作严格按照设备操作说明书进行，试验人员均持有有效上岗证书，操作规范、认真，主要是设备安全操作和用电安全的预警事项，所有操作都有人监督、检查，符合各项安全操作要求，安全可控。

4）、环保措施：

本工艺在实施过程中充分利用粉煤灰等绿色环保产品，降低了水泥使用量，可以有效降低对矿产资源的开采，降低噪声污染，有利于绿色混凝土施工的长期稳定发展。粉煤灰资源缺少的地方可以展开对火山灰的技术应用，只要火山灰的技术指标满足标准要求，可以用火山灰来全部或部分代替粉煤灰，充分降低对矿产资源的破坏，有效利用天然资源，变废为宝，降低混凝土成本。

8、经济效益分析：

从本工程实际效果综合分析应用本工艺所产生的经济、环保、节能和社会效益。

本工艺中大量应用粉煤灰等再生资源，减少水泥生产等矿产资源的开发，有利于的商品混凝土形成批量生产预制规模，符合国家关于建筑节能工程的有关要求，有利于推进（可再生）能源与建筑结合配套技术研发、集成和规模化应用。

9、应用实例：

1、本工艺在巴基斯坦卡西姆项目上从2015年5月15日开始截止目前，包含灌注桩混凝土在内，浇筑混凝土总量为28.3万立方，一个冷却塔和烟囱已经全部施工到顶，混凝土外观质量良好，混凝土标准养护试件和现场同条件养护试件的抗压强度全部满足设计和规范要求，极好的控制了混凝土的和易性，泵送施工高度在160米以上。国外施工项目中混凝土无论外观质量还是内在质量都是优良的，现场监理公司和业主单位对混凝土设计、施工给予了高度评价。

2、在电站卸煤码头项目上从2015年12月开始至今，设计桩身

32米，大梁和码头地面施工至今，混凝土浇筑3.56万立方，混凝土现场检验合格，第三方试块检验符合英国标准要求，收到中航设计院现场监理的认可和赞扬。

3、由中水电十三局施工的巴基斯坦Darawat大坝项目从2015年5月开始到2016年8月，坝体施工混凝土总方量5.2万立方，干硬性混凝土施工，更好的控制了混凝土的凝结时间，有利于振捣密实，提高混凝土耐久性能，并得到巴基斯坦当地咨询公司的高度好评。

结论：

在经过两年的现场实践和现场对混凝土相关试块的检验结果证明，采用本工艺方法设计拌制的混凝土完全满足海水耐腐蚀要求，满足现场浇筑施工质量要求，可以推广应用。

参考文献

［1］【JGJ55-2011普通混凝土配比设计规程】

［2］【DL/T5055-2007水工混凝土掺用粉煤灰技术规范】

［3］【GB8076-2008混凝土外加剂】

［4］【GB／T50080-2002普通混凝土拌合物性能试验方法标准】

［5］【GB/T50082-2009普通溷凝土长期性能和耐久性能试验方法标准】