[发明专利]一种大吸水率粗集料高性能海工混凝土及其施工工法

说明书

本发明公开了一种大吸水率粗集料高性能海工混凝土，其原料包括下述质量份的组分：水泥280‑400、粉煤灰90‑160、河砂680‑750、粗骨料900‑1100、聚羧酸系减水剂5‑6.5和水160‑170。本发明的发明人经过大量混凝土配合比试配，原材料试验分析研究，得到和易性良好，坍落度保持满足施工要求，力学性能满足设计要求，在长期性能和耐久性上，抗氯离子渗透性等性能均满足桥梁混凝土标准要求的混凝土配合比，改善混凝土外观质量，使普通混凝土实现高性能。本发明提供大吸水率粗集料高性能海工混凝土已在莫桑比克马普托大桥工程中得到了充分应用。

技术领域

本发明涉及一种大吸水率粗集料高性能海工混凝土及其施工工法。

背景技术

莫桑比克马普托(Maputo)大桥，位于莫桑比克首都马普托市向南去往南非与莫桑比克南部卡萨通商(Casa Commercial)边界口岸的干线公路上，路线主线全长约114公里。其中马普托大桥由南引桥、主桥、北引桥组成，主桥为悬索桥方案，主桥跨径680米，目前为非洲跨径最大的悬索桥。马普托大桥横跨马普托湾，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)至极端严重程度(F级)，结构设计使用年限为100年。大量研究表明海港工程混凝土结构耐久性最主要的问题是Cl^-深入混凝土引发钢筋腐蚀破坏。因此本跨海大桥结构混凝土必须具有良好的抗Cl^-渗透性。国内多数海工工程采取掺合料双掺、低水胶比的方式来提高混凝土的密实度从而降低混凝土中Cl^-渗透性。

现今，整个非洲大陆常见的粗骨料可满足国标GB/T 14685-2011中级配、压碎值等指标，但吸水率通常在2-5％之间，不符合国标要求的小于2％的要求。吸水率高的粗骨料在混凝土拌合时会吸收部分的拌合水降低新拌混凝土的流动度，因该种吸附为物理吸附，当外界环境如温度、压力发生变化时，这部分水将发生脱附导致浇注后的混凝土性能发生变化。如若依据普通混凝土配合比设计规程进行配合比设计，必定会因粗骨料的吸水性而造成混凝土坍落度过小，施工性变差；若依据高吸水率的轻集料混凝土进行设计，势必会造成胶凝材料用量过高，配合比富余系数过高从而造成经济浪费。在国内外的跨海大桥中并未有使用高吸水率粗骨料制备海工混凝土的先例，如若能从混凝土配合比设计改进、混凝土工作性能控制、混凝土外观质量控制和混凝土耐久性保证等方面实现高吸水率粗骨料的应用，将有利于非洲大陆高性能混凝土应用推广，并为高品质混凝土的制备提供保障。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种大吸水率粗集料高性能海工混凝土。

本发明所提供的大吸水率粗集料高性能海工混凝土，其原料包括下述质量份的组分：水泥280-400、粉煤灰90-160、河砂680-750、粗骨料900-1100、聚羧酸系减水剂5-6.5和水160-170。

所述水泥为硅酸盐石灰石水泥,其强度等级为42.5N。具体可采用型号为CEM II/A-L 42.5N的硅酸盐石灰石水泥。

所述粉煤灰为I级粉煤灰。

所述河砂的细度模数为2.6-2.9，9.5mm筛孔通过率为100％。

所述粗骨料为吸水率大于2％、粒径为5-25mm的碎石。具体的所述粗骨料为莫桑比克Boane地区Namaacha石场生产的Namaacha碎石或Hipermaquinas石场生产的Hipermaquinas碎石。

所述Namaacha碎石为5-10mm、10-25mm双级配反击破流纹岩碎石，所述5-10mm和10-25mm的碎石按质量比2：8配制而成。

所述Namaacha碎石的性能指标如下：压碎值17.8-18.7％、表观密度2540-2570kg/m³、针片状含量12.0-13.6％、含泥量0.2-0.5％、吸水率3.0-3.8％、空隙率43.0-45.3％、坚固性2.95-4.97％。