本站小編為你精心準備了基樁混凝土配方設計及耐腐蝕性研究參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

【摘要】對穗莞深城際鐵路松福路3號特大橋C50樁基混凝土進行設計研究，主要分析闡述配合比的設計原理、原材料性能、不同配合比設計的可能性，并研究配比混凝土硬化后的耐腐蝕性。結果表明：適配的1配合比各項指標滿足設計和標準要求。該配比實測表觀密度2390kg/m3與理論表觀密度2380kg/m3比較相符，通過海水腐蝕試驗，在海水環境下的1配合比混凝土強度性能較好，自身結構緊密，對鹽類的腐蝕具有較強的抵抗作用，混凝土的強度得到了提升。

【關鍵詞】混凝土；抗腐蝕性；配方設計；水下基樁

1引言

隨著近年來鐵路建設規模的不斷擴大，鐵路橋梁建設也得到了同步發展。部分鐵路大橋臨近海邊，由于橋梁建設屬于露天工程，混凝土橋梁會受到海洋氣候環境的影響，混凝土在鹽水侵蝕和沖刷作用下被加劇腐蝕。通常的研究都集中在混凝土的強度上，忽視了沿海特有的環境因素，沿海地區部分的橋梁因混凝土劣化腐蝕導致發生崩塌事故。根據事故調查報告顯示，海水腐蝕造成混凝土劣化主要原因是配方設計不合理、原材料技術指標不達標、防護措施不充分等[6～10]。混凝土被海水腐蝕大大降低了混凝土的使用壽命，因此對沿海地區混凝土的防腐性研究非常重要。穗莞深城際鐵路松福路3號特大橋全長590.55m。根據設計要求樁基混凝土的設計使用壽命為100年，環境類別等級為L3、H2、Y3，鋼筋混凝土強度等級為C50。本文對穗莞深城際鐵路松福路3號特大橋C50樁基混凝土進行設計研究，主要分析闡述配合比的設計原理、原材料性能、不同配合比設計的可能性，并研究配比混凝土硬化后的耐腐蝕性。

2配方設計原理

水泥水化的高堿性使混凝土中的鋼筋表面生成一層致密的氧化物保護膜即鈍化膜，起到隔絕氧氣和水的作用，從而保護鋼筋不受侵蝕。沿海環境的鋼筋侵蝕主要是氯離子的侵蝕作用，鈍化膜只有在高堿性環境中才是穩定的，當從混凝土中侵蝕到鋼筋表面的氯離子達到一定界限后，就會破壞鈍化膜，與鋼筋產生電化學反應，在陽極，鐵逐漸離子化；在陰極，水中的O2吸收從陽極流過來的電子從而形成OH-離子，OH-離子遷移至陽極與Fe2+生成Fe(OH)2銹膜，然后再與水和氧氣結合生成鐵銹。在鋼筋銹蝕過程中氯離子只參與了過程，起到加速反應的作用，總量并沒有減少，反而會周而復始地參與到鋼筋侵蝕的過程中去。空氣中的CO2或海水中游離的CO2通過混凝土空隙擴散到混凝土內部與Ca(OH)2反應，使混凝土堿度降低的過程即為混凝土的碳化，當混凝土堿度降低后鋼筋就易銹蝕膨脹并脹裂混凝土。鋼筋阻銹劑參入混凝土中可以阻止或延緩鋼筋銹蝕，從而延長了鋼筋混凝土結構的壽命。它能使鋼筋表面形成氧化物鈍化膜，并修補鋼筋表面的缺陷，使鋼筋表面被氧化物鈍化膜所包裹，致密性穩定性良好，能阻止氯離子的穿透，降低鐵離子的游離速度，從而達到阻銹的目的。混凝土摻合料能通過改善水泥膠凝材料的組成、數量、顆粒級配等，來提高混凝土強度、耐久性，改善混凝土和易性和體積穩定性，粉煤灰的化學活性相對較低，當摻量較高的情況下，對混凝土的早期強度影響較大。為彌補粉煤灰的這一缺陷，加入復合型較高的磨細礦渣粉。粉煤灰復合礦渣粉后提高了火山灰活性效應，增加了體系中微粒間的化學交互，誘導激發作用，因此提高了粉體的化學活性。

3配合比選定

3.1確定混凝土配制強度

fcu,o依據《鐵路橋涵工程施工技術指南》（鐵建設[2010]241號），水下混凝土的設計強度應較在一般設計強度的基礎上再提高15%，本次設計取15%。所以C50水下混凝土的立方體抗壓強度標準值fcu,k=50×（1+15%）=57.5MPa。fcu,o≥fcu,k+1.645σ=57.5+1.645×6=67.4MPa式中，fcu,o為混凝土配置強度，MPa；fcu,k為混凝土的設計強度等級值，MPa；б為混凝土強度標準差，取6MPa。

3.2確定基準水膠比

W/B根據環境作用等級L3、H2、Y3的要求，水膠比不應大于0.36，根據前期試配情況，選擇基準水膠比為0.31，另設復核水膠比分別為0.29、0.33。

3.3確定基準用水量

根據《普通混凝土配合比設計規程》（JGJ55—2011）和前期試配情況，確定基準用水量為145kg/m3。

3.4確定膠凝材料用量

（mbo）1-1配合比的膠凝材料為：mbo=145/0.29=500kg/m3，1-2配合比的膠凝材料為：mbo=145/0.31=468kg/m3，1-3配合比的膠凝材料為：mbo=145/0.33=439kg/m3。

3.5確定摻合料用量

（mfo）為提高混凝土的耐久性、改善混凝土和易性、降低結構的水化熱，在水下抗侵蝕混凝土中摻加粉煤灰和礦粉，摻量βf分別為膠凝材料總質量的25%、15%，采用等量取代法。各級粉煤灰用量：1-1配合比粉煤灰用量為mfof=mbo×βf=500×0.25=125kg/m31-2配合比粉煤灰用量為mfof=mbo×βf=468×0.25=117kg/m31-3配合比粉煤灰用量為mfof=mbo×βf=439×0.25=110kg/m3各級礦渣粉用量：1-1配合比礦渣粉用量為mfok=mbo×βf=500×0.15=75kg/m31-2配合比礦渣粉用量為mfok=mbo×βf=468×0.15=70kg/m31-3配合比礦渣粉用量為mfok=mbo×βf=439×0.15=66kg/m3。

3.6確定水泥用量

（mco）1-1配合比水泥用量為mco=mbo-mfof-mfok=500-125-75=300kg/m31-2配合比水泥用量為mco=mbo-mfof-mfok=468-117-70=281kg/m31-3配合比水泥用量為mco=mbo-mfof-mfok=439-110-66=264kg/m33.7砂率的確定（βs）根據《普通混凝土配合比設計規程》（JGJ55—2011）規定和前期試配情況，基準配合比砂率選擇為40%、41%、42%。

3.8NOF-AS聚羧酸系減水劑的摻量

1）配合比減水劑的摻量均為膠凝材料質量的1.0%，配合比1-1、1-2、1-3的外加劑用量分別為：5.00kg/m3、4.68kg/m3、4.39kg/m3。

2）JB-ZXA型阻銹劑的摻量根據設計圖紙要求環境類別為L3、H2、Y3環境時，樁基混凝土需外摻阻銹劑，其阻銹劑摻量為水泥材料質量的2.0%，配合比1-1、1-2、1-3的外加劑用量分別為：6.0kg/m3、5.61kg/m3、5.27kg/m3。

3.9粗、細骨料的確定

粗、細骨料用量的確定采用質量法進行計算，配合比1-1、1-2、1-3的假定表觀密度mcp為2380kg/m3。為計算配合比每立方米混凝土膠凝材料質量，kg/m3；mso為計算配合比每立方米混凝土細骨料質量，kg/m3；mgo為計算配合比每立方米混凝土粗骨料質量，kg/m3；mwo為計算配合比每立方米混凝土水質量，kg/m3；mwjo為計算配合比每立方米混凝土外加劑質量，kg/m3。可計算各配合比的粗、細骨料用量：1-1的粗、細骨料用量分別為1041kg/m3、694kg/m31-2的粗、細骨料用量分別為1043kg/m3、725kg/m31-3的粗、細骨料用量分別為1141kg/m3、754kg/m3準要求。該配比實測表觀密度2390kg/m3與理論表觀密度2380kg/m3比較相符合，故混凝土配合比不需做修正。綜合考慮技術條件、經濟因素和施工水平選定，該1配合比可作為C50水下基樁混凝土理論配合比。

4耐海水腐蝕試驗

對選定的配方進行耐海水腐蝕測試，配置人工海水。配置人工海水中NaCl為120g/L，MgCl2為11g/L，MgSO4•7H2O為20g/L，CaSO4為10g/L，KHCO3為3.6g/L。將硬化后的混凝土放入配置好的溶液，為保證溶液溶度，每月更換一次腐蝕溶液。浸泡一定時間后取出測試混凝土的抗折、抗壓強度，并觀察試樣的表面狀況。

5結語

通過對穗莞深城際鐵路松福路3號特大橋的L3、H2、Y3環境下的水下樁基自密實混凝土的設計原理、原材料性能、配合比的選定和試驗數據的分析。通過試驗得到的配比1各項指標滿足設計和標準要求。該配比實測表觀密度2390kg/m3與理論表觀密度2380kg/m3比較相符，在海水環境下的配比1混凝土強度性能較好，對鹽類的腐蝕具有較強的抵抗作用，混凝土的強度得到了提升。為類似的混凝土配合比設計提供有益的借鑒。

【參考文獻】

[1]喬宏霞,鞏位,程千元,等.鹽湖地區鎂水泥鋼筋混凝土耐久性試驗[J].煤炭學報,2015(S2):346-352.

[2]陳達,俞小彤,廖迎娣,等.混凝土硫酸鹽侵蝕研究進展[J].重慶交通大學學報(自然科學版),2016（2）:24-30.

[3]劉年平,肖博.海洋環境中鋼筋混凝土耐腐蝕性能研究[J].混凝土,2016(6):9-11+14.

[4]馬希旻,唐守功.沿海灘涂風機混凝土基礎防腐蝕措施[J].施工技術,2016(S1):88-91.

[5]郝贠洪,江南,樊金承,等.鹽漬土環境下混凝土的抗腐蝕性能研究[J].混凝土,2016（8）:8-10+15.

[6]孫澤世,李法浩.涂層混凝土耐鹽酸腐蝕性能研究[J].山西建筑,2016（25）:107-110.

[7]石建光,余志勇,林挺寧,等.沿海混凝土橋梁工程的腐蝕環境評價以及耐久性設計要求[J].混凝土,2013（12）:67-71.

[8]劉駟達,張文博,李新安,等.天津某工程大面積梁板式混凝土地坪施工技術[J].施工技術,2010（4）:61-63.

[9]張小龍.混凝土抗硫酸鹽侵蝕影響因素及評價參數研究[J].公路交通科技(應用技術版),2016（9）:165-167.

[10]張洪亮,王黎,趙金東.鹽漬土地區混凝土結構的耐硫酸鹽腐蝕研究[J].中外公路,2016（3）:317-321.

[11]楊海成,徐振山,田雨,等.我國北方海洋環境下混凝土結構表面涂層暴露試驗研究[J].中國港灣建設,2014（11）:34-37.

[12]陳紹聰,呂平.材料組成對海洋工程混凝土氯離子滲透性能的影響[J].廣州建筑,2014（6）:41-44.

作者：吳鵬 單位：中鐵十四局集團有限公司