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   东海大桥混凝土结构耐久性策略及高性能混凝土在工程中的应用    热  ★★★ 【字体：小 大 】  
东海大桥混凝土结构耐久性策略及高性能混凝土在工程中的应用
收集整理：佚名    来源：本站整理  时间：2009-09-05 12:36:27   点击数：[]    

五、东海大桥高性能混凝土性能研究

5．1试验用原材料及其物理化学性能
5.1.1水泥

试验中采用了P.Ⅰ52.5，有关性能参数见表2。

表2 水泥物理化学分析

物理分析

密度

g/cm3

细度

0.08mm筛余

%

比表面积

m2/kg

凝结时间(h)

标准稠度用水量

(%)

安定性

抗折强度(MPa)

抗压强度(MPa)

初凝

终凝

3d

7d

28d

3d

7d

28d

3.12

1.00

427

1：45

3：18

26.00

合格

6.3

8.6

10.0

33.1

58.9

67.9

化学分析

化学组成（％）

SiO2

Al2O3

Fe2O3

CaO

SO3

K2O

Na2O

MgO

LOSS

21.48

5.44

3.15

63.40

2.02

0.75

0.44

1.12

2.19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.1.2磨细矿渣(矿渣微粉)

磨细矿渣(矿渣微粉)的有关性能参数见表3

表3磨细矿渣(矿渣微粉)物理化学分析

物理分析

流动度比%

比表面积（勃氏法）m2/kg

7d活性指数%

28d活性指数%

密度g/cm3

试验结果

102

470

77

98

2.91

化学分析

化学组成（％）

SiO2

Al2O3

Fe2O3

CaO

SO3

MgO

试验结果

31.0

14.2

2.08

40.95

0.89

7.75

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.1.3粉煤灰

粉煤灰的有关性能参数见表4。

表4：粉煤灰的物理化学分析

物理分析

45μm筛余%

需水量比%

活性指数

（28d抗压强度比）%

含水率%

烧失量%

SO3

%

密度

g/cm3

试验结果

10.5

105

26.4

0.2

1.98

0.83

2.1

化学分析

化学组成（％）

SiO2

Al2O3

Fe2O3

CaO

SO3

K2O

Na2O

MgO

试验结果

51.04

32.86

8.26

3.35

0.83

0.50

0.31

0.36

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.1.4硅粉

硅粉的有关性能参数见表5。

表5：硅粉的物理化学分析

物理分析

45μm筛余

%

比表面积

（勃氏法）

m2/kg

活性指数

%

含水率

%

烧失量

%

SiO2含量

%

试验结果

1.0

18000

103

0.9

2.4

92

5.1.5粗骨料

混凝土配制试验用石为5～25mm连续级配碎石。

2.2.1.6细骨料

混凝土配制试验用砂检验结果如表6。

表6 砂检验结果  

项目

表面

密度

(kg/m3)

堆积

密度

(kg/m3)

空隙率

(%)

含泥量

(%)

累   计   筛   余   （%）

细度模数

μf

10.0

5.00

2.50

1.25

0.63

0.315

0.16

试验

结果

2632

1538

41.6

1.0

0

1

6

14

48

84

94

2.4

5.1.7减水剂

试验采用LEX-9H聚羧酸盐类高性能混凝土减水剂，其性能指标见表７。

表7 混凝土高效减水剂掺入混凝土中的性能试验结果

检 验 项 目

GB8076-1997

高效减水剂规定值

试验结果

一等品

合格品

LEX-9H

减水率（%）不小于

12

10

27

泌水率（%）不大于

90

95

27

含气量（%）

≤3.0

≤4.0

2.9

凝结时间

之差（min）

初凝

-90~+120

+17

终凝

+15

抗压强度比（%）

1d

140

130

193

3d

130

120

183

7d

125

115

173

28d

120

110

150

收缩率比（%）不大于

135

99

对钢筋锈蚀作用

钝 化

钝 化

注：LEX-9H外加剂掺量0.8%。
5.1.8拌和用水

可饮用水。

5．2试验方案和主要试验方法

从高性能海工混凝土的基本要求出发，在原材料的优选试验中，以坍落度评价混凝土的工作性，以抗压强度等评价混凝土的物理力学性能，以混凝土的电通量和氯离子扩散系数(自然扩散法)试验结果评价混凝土的抗氯离子渗透性能，并以耐久性能为首要要求。

试验中所采用的主要试验方法有：

(1)坍落度

混凝土的坍落度按《新拌混凝土性能试验方法》GBJ80-85测定。

(2)抗压强度

混凝土的抗压强度按《普通混凝土力学性能试验方法》GBJ81-85测定。

(3) 混凝土的碳化、渗透和抗冻性能

试验参照《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》（GBJ82-85）进行

(4)混凝土的电通量和氯离子扩散系数快速试验

ASTM C 1202混凝土直流电量法渗透性能评价：参照国际上通用的ASTM C 1202直流电量法进行混凝土渗透性能评价。试验仪器采用清华大学改进的ASTM C 1202电量法测试仪。通过量测混凝土试件在60V直流电压下通电6h通过的电量，以评价混凝土的渗透性。
用浓度曲线法测试混凝土表观氯离子扩散系数的试验方法，参照NT Build 443方法，将标准养护28天的混凝土试件浸泡于质量浓度为3.0％的NaCl溶液中至指定龄期（90d）后，用剖面切削机从混凝土表面以不大于2mm的厚度取样，并用化学方法测试样本氯离子浓度，做混凝土氯离子浓度-深度曲线并用Fick第二定律进行非线性回归求得混凝土表观氯离子扩散系数。
5.3 混凝土配合比设计

试验研究主要考察C35和C50两系列高性能海工混凝土的性能，其编号分别为普通混凝土(基准组)的35J/50J，掺I型掺合料的35I/50I组，掺II型掺合料的35II/50II组，混凝土配合比见表８。

表8混凝土配合比

编号

掺合料类型

水胶比

每立方砼中材料用量(kg/m3)

水泥

掺合料

砂

石

外加剂

35J

基准组

0.36

400

0

686

1168

3.6

35I

I

0.36

120

280

668

1188

3.6

35II

II

0.36

120

280

668

1188

3.6

50J

基准组

0.32

470

0

641

1139

4.23

50I

I

0.32

188

282

641

1139

4.23

50II

II

0.32

188

282

641

1139

4.23

5．4高性能混凝土性能试验结果及分析

混凝土的物理力学性能试验结果如表9所示，常规耐久性能试验结果如表10所示，抗氯离子渗透性能试验结果如表11所示。

表9 高性能海工混凝土力学性能

混凝土

抗压强度（MPa）

劈拉强度

（MPa）

抗折强度

（MPa）

轴压强度（MPa）

弹性模量（104MPa）

35基准砼

43.3

4.0

7.4

29.4

3.35

海工I

38.7

3.9

7.7

26.7

3.27

海工II

41.0

4.1

7.6

28.9

3.55

50基准砼

58.5

4.0

9.0

32.2

3.69

海工I

52.4

3.9

8.7

31.3

3.65

海工II

66.7

4.5

9.9

32.9

4.13

表 10 高性能海工混凝土的碳化、渗透和抗冻性能

混凝土

碳化深度(mm)

渗透高度(mm)

抗冻(冻融循环100次)

碳化深度

（mm）

强度损失（％）

最大渗水压力（MPa）

渗水高度

（mm）

质量损失

（％）

相对动弹性模量损失（％）

35基准砼

0.30

0.63

2.5

26.3

0.9

8.1

海工I

0.16

0.42

2.5

7.1

0.6

6.9

海工II

0.16

0.46

2.5

6.5

0.6

7.2

50基准砼

0.25

0.50

2.5

20.5

0.7

7.2

海工I

0.17

0.38

2.5

6.6

0.5

6.8

海工II

0.14

0.37

2.5

5.4

0.4

6.4

表11 高性能海工混凝土抗氯离子渗透性能

编号

电通量(C)

表观Cl-扩散系数Da(E-12m2/s)

备注

35基准砼

1263

4.85

此中Da值为浸泡90天时的测试值

海工I

826

1.28

海工II

741

1.10

50基准砼

1112

4.26

海工I

750

1.15

海工II

637

0.95

与普通混凝土相比较，高性能海工混凝土具有优良的工作性能、相近的物理力学性能和优异的耐久性能，尤其是其耐海水腐蚀性能，混凝土氯离子扩散系数可小于2.0～1.0E-12m2/s。

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