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海工耐久混凝土配合比试验研究与
70 米预应力混凝土箱梁裂缝控制

赵剑发
中铁大桥局股份有限公司

摘要通过对 C50 海工耐久混凝土各种性能的试验研究,以及杭州湾跨海大桥 70 米预制箱梁的工程实践,阐
述如何通过优化配合比和低强初张拉等其它工艺措施,对预应力混凝土箱梁裂缝进行控制。
关键词海工耐久混凝土配合比研究裂缝控制

1 前言
随着现代桥梁不断向海洋化、大跨度、高耐久、整体预制安装方向发展,桥梁工程中的混凝土对下
列各项性能指标提出了更高的要求:耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性、经济性,特别是不
易开裂性。
鉴于目前我国海工钢筋混凝土建筑物的使用寿命普遍偏短的状况,我们开展了海工高耐久混凝土的
试验研究,以期提出桥梁工程用海工耐久混凝土配合比及其应用技术,有效地控制混凝土梁体早期裂缝
产生,延长海工混凝土建筑物的使用寿命。
混凝土梁体早期开裂与高性能混凝土的性能密切相关,杭州湾跨海大桥和东海大桥箱梁使用的是
C50 高性能海工耐久混凝土,其设计使用年限为 100 年,由于其独特的海洋环境和设计使用寿命的提高,
要求混凝土的密实度、抗***离子渗透性能等都有一些更高的指标,它掺入了除水泥以外其它一些如矿粉、
粉煤灰、甚至硅灰等胶凝材料;使用了性能更优的外加剂,以及低水胶比。也正是由于这些要求使混凝
土箱梁在施工过程中更容易产生裂缝。在以往施工的许多类似桥梁中,都不同程度的存在箱梁顶板收缩
裂缝、翼缘板横向裂缝(严重的翼缘板裂缝会贯穿)、箱梁腹板内外侧竖向裂缝的现象。这些裂缝的产
生无疑是对海工混凝土的耐久性及桥梁使用寿命的一个极大的挑战。为此,我们在许多方面做了一些研
究和探讨以及有益的尝试,取得了良好的效果。
2 海工混凝土的特点
相对于普通混凝土,海工混凝土主要有以下特点:①高耐久性。②高工作性。主要包括高填充性、
高抗离析、坍落度经时损失小。③高体积稳定性,高减水率。④高强度。对于梁体混凝土,还应具有高
弹性模量。⑤高掺量、多组份外掺料。⑥低水胶比。⑦低水化热。⑧低的升温和降温速率。
3 混凝土组份对抗裂性能的影响。
胶凝材料
海工耐久混凝土一般要求使用 P·Ⅱ 以上的低热水泥,并掺入大量的颗粒更细的矿物掺合料,
Ⅰ级粉煤灰或Ⅱ级粉煤灰和 S95 矿渣粉、S105 矿渣粉。
水泥品种
水泥用量对混凝土的性能指标影响最为敏感,水泥用量大,外掺料相对减少,混凝土容重增大。由
于外掺料的活性较水泥低,混凝土的早期强度及弹模迅速增长。
不同品种的水泥对抗裂性能的影响首先是温度发展的影响,不同的温度发展对抗裂性能的影响不
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同。其次,不同水泥有不同的变形特性,这也会影响抗裂性能。
粉煤灰:
众所周知,粉煤灰由于发生火山灰反应而提高混凝土的抗裂性能,国内许多工程也采用大掺量粉煤
灰来降低温升,粉煤灰具有减少混凝土早期抗开裂的优良特性。
掺加粉煤灰能够减少用水量,降低水胶比,由于粉煤灰可延长水化反应的时间,降低水化热,推迟
了温度峰值的产生,减少了温度裂缝的产生因素。混凝土的温度峰值随着粉煤灰掺量的增加而降低。
磨细矿渣:
磨细