港口工程施工中对高强度混凝土的使用研究
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【摘要】港口的建设需要大量的使用高强度混凝土，可在保证工程质量的同时节约成本、缩短工期。本文对高强度混凝土在港口工程中应用的常见问题及控制策略做了简要的研究，希望能对今后的施工有所帮助。
【关键词】港口工程施工高强度混凝土
中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：
一般把强度等级为C60及其以上的混凝土称为高强混凝土，C100强度等级以上的混凝土称为超高强混凝土。它是用水泥、砂、石原材料外加减水剂或同时外加粉煤灰、F矿粉、磨细矿渣、硅灰等混合料，经常规工艺生产而获得高强的混凝土。高强混凝土在建筑物中的应用，节省了材料费用，且加快了施工速度，因此在港口工程中也得到了广泛应用。
一、高强混凝土特性
高强混凝土作为一种新的建筑材料，以其抗压强度高、抗变形能力强、密度大、孔隙率低的优越性，在高层建筑结构、大跨度桥梁结构以及某些特种结构中得到广泛的应用。高强混凝土最大的特点是抗压强度高，一般为普通强度混疑土的4～6倍，故可减小构件的截面，因此最适宜用于高层建筑。试验表明，在一定的轴压比和合适的配箍率情况下，高强混凝土框架柱具有较好的抗震性能。而且柱截面尺寸减小，减轻自重，避免短柱，对结构抗震也有利，而且提高了经济效益。高强混凝土材料为预应力技术提供了有利条件，可采用高强度钢材和人为控制应力，从而大大地提高了受弯构件的抗弯刚度和抗裂度。因此世界范围内越来越多地采用施加预应力的高强混凝土结构，应用于大跨度房屋和桥梁中。此外，利用高强混凝土密度大的特点，可用作建造承受冲击和爆炸荷载的建（构）筑物，如原子能反应堆基础等。利用高强混凝土抗渗性能强和抗腐蚀性能强的特点，建造具有高抗渗和高抗腐要求的工业用水池等。
高强混凝土用在港口工程中，吸取了以上的优点。其主要用在桩基和下横梁部位，提高了桩基的承载力、减小了下横梁断面、增大了下横梁的跨度，整体自重减轻。另外，桩基和下横梁位于水下区和水位变动区，是受海水腐蚀最严重的部位，采用高强混凝土是对该部位较好的保护，既延长了使用年限，也省却了防腐涂料施工的麻烦。
二、高强混凝土在港口工程应用中的常见问题
高强混凝土在施工中应注意下列技术问题：低水灰比、坍落度损失、混凝土可泵性。
1、低水灰比问题
高强混凝土一般要求低水灰比，但由于混凝土在低水灰比的情况下，坍落度很小，甚至没有坍落度，其成型和捣实都很困难，无法在现浇混凝土施工中应用。
2、坍落度损失问题
施工工地往往与搅拌站相距很远，混凝土在运输的过程中，其坍落度随时间的增加而减小，增加了施工难度。
3、混凝土可泵性问题
泵送混凝土现应用较多，高强和泵送几乎是不可分割的，所以对高强混凝土要解决混凝土可泵送的要求。
三、高强混凝土在港口工程中应用的控制措施
1、对原材料的选择
配置C60级高强混凝土，不需要用特殊的材料，但必须对本地区所能得到的所有原材料进行优选，它们除了要有比较好的性能指标外，还必须质量稳定，即在施工期内主要性能不能有太大的变化。
水泥：一般优先选用旋窑生产的强度等级不低于42.5的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，但用量不宜超过550kg/m3。
石子：选取近似立方体形、粒径采用5～16mm和10～25mm两种规格的碎石进行掺配，同时严格控制针片状颗粒含量、含泥量。碎石压碎指标控制在12%以内。
黄砂：选取级配良好、含泥量少、石英颗粒含量较多的江砂或河砂，细度模数在2.6～3.1之间。
水：饮用水。
2、质量控制和管理
首先，原材料的选择与应用。①指定专人定期检查、测定各种原材料和生产状态，特别是对原材料的进料、储存、计量应全方位监控。②强度等级在C60或C60以上的混凝土，在水泥水化时不可避免地会在内部形成细微的毛细孔。为确保混凝土强度，必须采取措施将毛细孔填满，以增加混凝土的密实性。因而，需要在砼配比中，加入微米级径增密处理的超细活性颗粒，使其在水泥浆微细空隙中水化，减少和填充毛细孔，达到增强和增密作用。③高强混凝土要求低水灰比、高坍落度，需要掺入高强的外加剂，并应作对比试验后确定。
其次，混凝土配比方案优选。①高强混凝土正式生产时应进行试配，选定不同的配比和投料顺序，进行优选方案。②试配必须严格模拟实际生产条件，在原材料有变动时应再次试配。③搅拌必须均匀，采用强制式搅拌机，较普通砼延长搅拌时间。
3、超细活性掺合料的应用
对于强度等级为C60或更高的混凝土需要采取一些特殊的技术措施――掺人超细活性掺合料。如果要使其强度进一步提高，就必须采取措施把这些孔隙填满，进一步增加混凝土的密实险。最常用的方法是用极细(微米级)的活性颗粒掺入混凝土，使它们在水浆中的细微孔隙中水化，减少和填充混凝土中的毛细孔，达到增密和增强的作用。但是这些极细的颗粒需水量很大，就需要大量高效减水剂加以塑化，否则难以施工。超细活性颗粒在混凝土搅拌时，到处飞扬，很难加入混凝土中，故须对超细活性颗粒进行增密处理后才能使用。
四、高强混凝土在港口工程的施工
1、混凝土搅拌
搅拌混凝土前，搅拌系统必须彻底清扫物料存储、输送、称量系统，以免系统中剩余材料对高强混凝土性能产生无法预见的影响。应采用搅拌效率高、匀质性好的行星式、逆流式、双轴式或卧轴式强制搅拌机，自全部材料（包括水）装入搅拌机起至开始出料时，其连续搅拌的最短时间应按规定，并经试验确定，混凝土的组成材料必须称量准确，搅拌混凝土应按配料单进行配料，不得任意更改。
2、混凝土的运输
混凝土搅拌均匀后通过下料斗卸至混凝土运灰斗中，通过分配架及运灰车将混凝土运至现浇现场，为保证运输过程中水泥浆不外渗，运灰车口门采用改良的弧形式闸门、电动开关为宜。途中运输加浇筑时间应小于初凝时间。
3、高强混凝土典型施工
在大规模高强混凝土施工前，选择适当部位（如试桩平台等）进行典型施工是必要的。通过典型施工，可以确定高强混凝土施工中的一些实际技术参数（如初凝时间、终凝时间、振捣效果及二次抹面时间等），验证施工方案的可行性，积累施工经验并指导后续施工，对典型施工存在的质量问题进行总结，调整完善施工方案，为后续大规模的高强混凝土施工创造条件。
4、高强混凝土的浇筑
（1）被海水浸泡过的待浇模板、钢筋，在混凝土浇筑前应进行淡水冲洗；
（2）保护层垫块的强度及抗氯离子渗透性不应低于混凝土本体性能；
（3）混凝土的坍落度应严格控制；
（4）乘低潮位浇筑混凝土时，应采取措施保证浇筑速度大于潮位上涨速度，且底层混凝土初凝前不宜受水淹没，保持混凝土在水位以上进行振捣，并推迟拆模时间；
（5）对于分层浇筑的混凝土，其结合面处应尽量采用淡水冲冼，对的钢筋，若锈蚀严重的应进行除锈处理；
（6）浇筑混凝土过程中应避免混凝土产生分层离析现象。混凝土自高处落料时，其自由倾落高度不宜超过2m，对可能发生离析，应采用串筒、斜槽、溜管或振动溜管下落等预控措施。
（7）每一振点的震动持续时间应保证混凝土获得足够的捣实程度，振捣至混凝土停止下沉及顶面不冒气泡为止；当混凝土浇筑至顶部时，宜采用二次振捣二次抹面，刮去浮浆，确保混凝土的密实。
5、高强混凝土的养护
（1）混凝土浇筑后应及时用不透水薄膜覆盖表面或喷养护剂，待混凝土适当凝固后抹面，抹面后立即覆盖保湿材料潮湿养护，防止及减少风吹日晒造成混凝土失水过快而产生收缩裂缝；
（2）在常温下应至少养护15d，气温较低时，应适当延长湿养护时间；
（3）冬季施工必须采取一定保温措施，当日平均气温低于5摄氏度时，不宜洒水养护。
（4）高度较大的梁拆模后需在梁的两侧面挂土工布遮挡，浇水保湿养护；
（5）采用淡水养护。
结束语
港口工程施工中高强混凝土的应用与质量控制，必须严格将《水运工程混凝土施工规范》（JTS202-2011）中相关技术标准，贯穿于混凝土原材料选择、配合比设计、运输、浇筑、养护等阶段各环节中，避免混凝土施工质量通病发生，有效提高施工混凝土综合质量和性能水平，确保港口工程高效、优质、快速的建设发展。
参考文献
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