金塘大桥海工砼耐久性施工技术规程.doc

舟山大陆连岛工程金塘大桥专项技术规程 金金塘塘大大桥桥海海工工混混凝凝土土耐耐久久性性 专专项项技技术术规规程程 2 20 00 07 7. .3 3. .1 1 实实施施 浙浙江江省省舟舟山山连连岛岛工工程程建建设设指指挥挥部部发发布布 舟山大陆连岛工程金塘大桥专项技术规程 金金塘塘大大桥桥海海工工混混凝凝土土耐耐久久性性 专专项项技技术术规规程程 编制单位：浙江省舟山连岛工程建设指挥部 批准部门：浙江省交通厅 实施日期： 2007 年 3 月 1 日 （本页为交通厅文件） 目目 录录 前前 言言 .1 1 总 则 .2 2 术语与符号3 2.1 术语 3 2.2 主要符号 6 3 基本规定 7 3.1 结构类型与环境作用等级 7 3.2 耐久性设计基本要求 8 4 海工耐久混凝土配制.10 4.1 混凝土原材料优选10 4.2 海工耐久混凝土配合比设计要求13 4.3 混凝土的试配18 5 结构措施和裂缝控制 .20 5.1 一般规定 20 5.2 混凝土保护层 20 5.3 施工缝 21 6 混凝土施工 .22 6.1 耐久混凝土施工控制 22 6.2 材料的运输、存贮与检验 22 6.3 混凝土拌和 23 6.4 混凝土输送 24 6.5 混凝土浇筑 24 6.6 混凝土振捣26 6.7 混凝土养护27 6.8 夏季施工28 6.9 冬季施工29 6.10 混凝土耐久性评定30 附录 a：按耐久性设计海工高性能混凝土的原则和方法1 附录 b：混凝土氯离子扩散系数快速测定方法（nt build 492）4 附录 c ：钢筋阻锈剂性能试验方法.9 附录 d：水泥基材料抗裂性能试验圆环试件.11 附录 e：混凝土养护剂检验.12 附录 f：混凝土的出机温度、浇筑温度的计算.16 附录 g：氯离子侵入混凝土过程的 fick 模型及计算方法17 参考文献 21 前前 言言 金塘大桥起于定海金塘岛的小岭，终于宁波镇海庄俞路，由东向西横跨灰鳖洋 18.27 公里海面，是舟山大陆连岛工程中规模最大的跨海大桥，其结构设计基准期为 100 年。金塘大桥气候条件恶劣，水文、地形、地质情况复杂。冬季受欧亚大陆冷气 团控制，寒冷、干燥、多季风；夏季受太平洋暖湿气流控制，高温湿润，台风频繁， 年平均台风影响次数 2.56 个，极大风速大于 40m/s；工程海域潮位为不正规半日潮， 涨潮历时略大于落潮历时，平均高潮位 1.14m，平均低潮位-0.75m；实测最大潮速 3.02m/s，最大潮差 3.54m；海水年平均温度 17.3，年均含盐度 2.56%，环境腐蚀类 型为类海水氯化物引起钢筋锈蚀的近海或海洋环境，作用等级从中等程度（c 级） 至极端严重程度（f 级） 。 为提高氯盐侵蚀环境下混凝土结构的使用寿命，尤其是水位变化区混凝土结构 在干湿循环、温度变化和氯盐侵蚀共同作用下的使用寿命，现行公路工程国内招 标文件范本通用技术规范已不能完全满足本工程的需要，为此，在范本第 400 章 的基础上，依据本桥专题研究，参考国内外相关行业技术规范、类似工程的实践经 验，针对金塘大桥环境的侵蚀特性，制定严格的海工混凝土耐久性施工规定，强化 与耐久性有关的技术条款，切实提高混凝土的耐久性，浙江省舟山连岛工程建设指 挥部专题编制了金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程 ，以期配合范本，规范 施工。 本规程由浙江省舟山连岛工程建设指挥部牵头编制，参加编制的单位有武汉港 湾工程设计研究院、中交集团桥隧重点实验室，由张国志、屠柳青执笔，沈旺、张 胜利、王昌将、许宏亮、王辉平、甘新平审定。 浙江省舟山连岛工程建设指挥部 2006 年 12 月 1 总 则 1.0.1 金塘大桥处于氯盐侵蚀的海洋环境，桥梁结构的耐久性很大程度上取决于混 凝土材料本身的特性以及施工过程中的质量控制。为统一建桥各方思想（业主、监 理和施工单位） ，贯彻混凝土耐久性设计与施工理念，从根本和源头上确保金塘大桥 混凝土结构的耐久性，特制定金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程 （以下简 称规程 ） 。 1.0.2 本规程主要考虑环境作用对混凝土结构耐久性的影响。金塘大桥环境对 混凝土结构材料的作用因素，主要涉及温度、风、湿度及其变化（干湿交替）和环 境中氯盐对钢筋的腐蚀。 1.0.3 本规程以提高混凝土耐久性为核心，提出了抗渗性与抗裂性并重的耐久 性设计理念，并以混凝土各项性能的均衡发展为目标。 1.0.4 金塘大桥海工混凝土的配制与施工除应符合本规程外，尚应符合国家及行业 现行的有关强制性标准的规定。凡规程未提及的内容应遵守有关现行标准的规 定。 1.0.5 混凝土结构的耐久性与许多因素有关，如有基于工程现场经验类比或基于材 料性能劣化模型计算结果的可靠依据，并通过专门的论证，可以修正或取代本规 程的个别规定或要求。 2 术语与符号 2.1 术语 2.1.1 环境作用 能引起结构材料性能劣化或腐蚀的环境因素，如刮风，温、湿度循环变化及各 种有害介质等施加于结构上的作用。 2.1.2 腐蚀 材料与周围的环境因素发生物理、化学或电化学作用而引起的渐进性损伤与破 坏。对钢材常称为锈蚀。 2.1.3 结构使用年限 结构建成后，在预定的使用与维护条件下，结构所有性能均能满足原定要求的 实际年限。 2.1.4 高性能混凝土（hpc） 以耐久性为基本要求，并满足工程其它的特殊性能且匀质性良好，以常规材料 和工艺制造的水泥基混凝土。组分上的特点是掺加优质的矿物掺和料和高效减水剂， 选用较低的水胶比和较少的水泥用量，在制作上通过严格的质量控制和相配套的技 术措施，从而达到良好的工作性、均匀性、密实性和体积稳定性。 2.1.5 大体积混凝土 任意体量的混凝土，其尺寸足以要求必须采取措施，控制由于体积变形（温度 及收缩作用）引起的裂缝者均称为大体积混凝土。其通常具有以下特征：不采取 温控技术措施，水化热引起的内外温差超过 25；结构构件最小断面尺寸 1.0m；构件边界条件约束较大。 2.1.6 混凝土早期热开裂 混凝土由于水化热温升在早期易产生温度开裂，是由于当温度开始上升时混凝土 的弹性模量还非常小，因此只有很小部分热膨胀转化为压应力；而随后的冷却过程 中，弹性模量增大和松弛作用减小，在约束作用下产生大得多的拉应力，而此时混 凝土的抗拉强度还很低，因此导致早期（7d 前）热裂缝的出现。 2.1.7 海工耐久混凝土 用常规原材料、常规工艺、掺加矿物掺和料及化学外加剂，经配比优化和严格 的施工控制而生产的，在海洋环境中具有高耐久性、高尺寸稳定性和良好工作性的 高性能混凝土。 2.1.8 混凝土强度等级 按立方体抗压强度标准值 fcu,k 确定，fcu,k即为 150mm 标准立方体试件,在温度 202、rh 大于 95%的潮湿环境中养护 28d，按照标准试验方法测得的具有 95%保 证率的抗压强度，单位：mpa，混凝土强度等级用符号 c 表示。 2.1.9 氯离子在混凝土中的扩散系数 表示氯离子在混凝土中扩散性能的一个参数。氯离子在混凝土中的扩散是溶于 混凝土孔隙水中的氯离子从高浓度向低浓度区的传输。 2.1.10 胶凝材料 用于配制混凝土的硅酸盐水泥与粉煤灰、磨细矿粉和硅灰等火山灰质或潜在水 硬性矿物掺和料的总称。矿物掺和料在混凝土中的用量，以其占胶凝材料总量的百 分比（重量比）表示。 2.1.11 水胶比 混凝土的用水量与胶凝材料（水泥+矿物掺和料）总量之比。当使用液体外加剂 （如减水剂和阻锈剂）时，混凝土实际用水量的计算应考虑外加剂的含水量。 在耐久混凝土的配合比中，常以胶凝材料用量的概念取代传统的水泥用量，以 水胶比取代水灰比，作为判断混凝土密实性或耐久性的一个宏观指标。 2.1.12 大掺量矿物掺和料混凝土 在配合比中单掺粉煤灰时的掺量不小于胶凝材料总量的 30%；单掺磨细矿粉时 的掺量不小于胶凝材料总量的 50%；复合两种或以上矿物掺和料时，粉煤灰掺量不 小于胶凝材料总量的 30%，或各种矿物掺和料之和不小于胶凝材料总量的 50%的混 凝土。 2.1.13 碱集料反应(aar) 混凝土中的碱（na+和 k+）与砂、石集料中某些含有活性硅的成分起反应，引 起混凝土膨胀、开裂，称为碱集料反应。发生碱集料反应的条件是：混凝土碱 含量较高，集料有活性成份以及水分的参与。 2.1.14 延迟性钙矾石生成（def） 钙矾石是水泥中的石膏等硫酸盐和铝酸三钙（c3a）等铝酸盐与水接触起反应的 水化产物，正常情况下应在水泥水化初期形成。如在硬化后的混凝土中剩有较多的 早期未起反应的硫酸盐和 c3a，则在混凝土以后的使用过程中如有水渗入时，就会 发生化学反应，生成延迟性钙矾石，体积膨胀导致已硬化的混凝土开裂。 2.1.15 引气混凝土 优质引气剂在混凝土中引入大量的球形微孔（孔径多小于 200m） 。这些均匀的 微小封闭气孔可阻断混凝土中连通的毛细孔隙通路，降低毛细水的渗透作用，改善 混凝土施工性能，减小泌水；并可以吸收、缓冲混凝土变形受约束产生的内应力， 降低开裂风险。 2.1.16 防腐蚀附加措施 在通过改善混凝土的密实性和增加保护层厚度等常规手段来提高混凝土结构耐 久性的基础上所采取的其他特殊措施。如混凝土表面涂层、环氧涂层钢筋、控制渗 透性模板、阴极保护等。 2.1.17 钢筋阻锈剂 能抑制混凝土中的钢筋发生电化学腐蚀反应的化学物质。掺入型阻锈剂为掺加 到新拌混凝土中的化学外加剂，主要用于新建工程；渗透型阻锈剂涂于混凝土表面 并渗透到混凝土中，主要用于既有工程的修复。 2.1.18 环氧涂层钢筋 将填料、热固性环氧树脂与交联剂等外加剂制成的粉末，在严格控制的工厂流 水线上，采用静电喷涂工艺喷涂于表面处理过的预热钢筋上，形成一层坚韧、抗渗 透、连续的绝缘涂层的钢筋。 2.1.19 混凝土表面硅烷涂层 涂于混凝土表面，使其具有低吸水率、低氯离子扩散速率的防腐蚀措施。 2.1.20 控制渗透性模板 模板内侧的一层专用织物，可以排出新拌混凝土表面的多余水分和裹入的气泡 并保湿，能有效提高表层或保护层混凝土的密实性和抗渗性。 2.1.21 净保护层厚度 在耐久性设计中为控制钢筋锈蚀所必需的混凝土保护层厚度。净保护层厚度指 从混凝土表面到最外侧钢筋的外缘，通常为箍筋或外侧分布筋而不是主筋。 2.2 主要符号 2.2.1 -e 表示环境类别和环境作用等级。代表海水氯盐引起钢筋锈蚀的近海或 海洋环境。后面大写英文字符表示环境作用的严重程度，从 a 到 f 依次递增。非炎 热地区的潮汐区和浪溅区为 e，炎热地区的潮汐区和浪溅区为 f，如桥墩。 2.2.2 d氯离子扩散系数；dnssm非稳态氯离子电迁移系数，指在外加电场作用下 氯离子在混凝土中快速迁移测得的扩散系数。da从暴露于现场氯盐环境的混凝土 构件中取样检测，并经过拟合计算的氯离子扩散系数。 2.2.3 ccr 氯离子临界浓度：混凝土内钢筋表面的氯离子增加到能使钢筋脱钝并开始 锈蚀的浓度。 2.2.4 cs氯离子表面浓度：与氯盐环境接触处的混凝土表面的氯离子浓度。 2.2.5 p-硅酸盐水泥；p-混合材料5%的硅酸盐水泥；po-掺混合材 615%的普 通硅酸盐水泥。 2.2.6 硅酸盐水泥熟料成份有 c3s(硅酸三钙)、c2s（硅酸二钙） 、c3a（铝酸三钙） 、 c4af（铁铝酸四钙）等。c3s 是水泥早期强度的主要来源，水化速度较快，水化发 热量较大。c2s 是水泥后期强度的主要来源，水化速度较慢，水化发热量最小。c3a 水化最快，水化热和收缩最大，易开裂和受硫酸盐腐蚀。 2.2.7 f-粉煤灰；s-矿粉；sf-硅灰。 3 基本规定 3.1 结构类型与环境作用等级 3.1.1 混凝土结构类型 混凝土结构设计强度等级 表 3.1.1 项目 金塘侧 引桥 东通航 孔桥 主通航孔以 东非通桥 主通航 孔桥 主通航孔 以西非通桥 西通航 孔桥 镇海侧 引桥 上部 结构 c50 梁 （现浇） c55 主梁 （现浇） c50 箱梁 钢箱梁c50 主梁 c50 主梁 （现浇） c50 箱梁 墩身 c30、c3 5 （现浇） c55 主墩 c35 过渡 墩 c40 （预制） c35（现浇） c50 索塔、塔 座 c35 过渡墩 c40（预制） c40（现浇） c40 （现浇） c35、c4 0 承台 c30、c4 0 c40（垫 石） c40 c40（垫 石） c40 c40(垫石) c35、c40 c40(垫石) c40（墩座） c40（承台） c40 c40(垫石 ) c35、c4 0 c40(垫石 ) 桩 c30、c3 5 (钻孔桩） c35 (钻孔桩） c35(钻孔桩） c35（填芯） c35 （钻孔桩） c35 （填芯） c35 （钻孔桩） c30、c3 5 （钻孔桩） 注：以上数据以施工图为准。 3.1.2 环境类型及环境作用等级 环境类型及环境作用等级 表 3.1.2 环境类别环 境 分 区等级工 程 部 位 近海或海 洋环境 （类） 水下区浸没于海水的水下区、泥中区 -c 基桩、引桥承台 轻度盐雾区 平均水位 15m 以上的海上大气区，涨 潮线 100m300m 陆上室外环境 -d 桥梁上部结构、靠 海的陆上室外构件 大 气 区 重度盐雾区 平均水位 15m 以内的海上大气区，涨 潮岸线 100m 内的陆上室外环境 -e 桥墩、索塔、箱梁、 其他梁板结构 -e 基桩 浪溅区潮汐区和浪溅区 -f 承台、墩座、桥墩 注：环境分类与环境作用等级具体参考中国土木工程学会标准混凝土结构耐久性设计与施 工规程 （cces01-2004 修订版） 。 3.1.3 本桥除受到海水中氯盐引起的钢筋锈蚀外，在长期潮湿和有水长期作用的环 境下，必须高度重视混凝土硫酸盐侵蚀、碱集料反应和延迟钙矾石反应的发生， 并在设计、施工中采取相应的对策。 3.2 耐久性设计基本要求 3.2.1 海工混凝土的耐久性，应根据不同的设计使用年限和不同的环境类别及其作 用等级进行设计。同一结构中的不同构件或同一构件中的不同部位由于所处的局部 环境条件有异，应予以分别对待。 3.2.2 混凝土结构的耐久性设计内容 1. 耐久混凝土的技术要求 海工耐久混凝土设计，包括混凝土原材料的选用和配合比优化设计原则，除满 足强度等级、水胶比、水泥用量、含气量、工作度等要求外，尚应满足混凝土抗裂 性和抗氯离子渗透性能等要求。当环境作用等级为-c 级或以上时，构件所需的混 凝土强度常取决于耐久性要求。 2. 与耐久性有关的结构构造措施 根据结构所处的环境作用等级与设计使用年限，确定钢筋的保护层厚度，提出 裂缝控制措施。 3. 与耐久性有关的施工质量要求 重点是混凝土养护（温度、湿度控制与湿养护期限与方法） 、保护层质量控制、 混凝土匀质性控制、裂缝控制。 4. 结构使用阶段的检测与维修 本工程环境作用等级为-c 至-f，须对结构进行定期检测，根据检测结果进 行耐久性评估。除目测外，检测的重点在确定表层混凝土劣化现状，如混凝土开裂 情况、碳化深度、混凝土表层内不同深度的氯离子浓度分布，钢筋的锈蚀或锈蚀倾 向等。定期检测的间隔时间视劣化速率而定。结构及其构件的使用年限可以通过维 修延长。 5. 防腐蚀附加措施 在通过改善混凝土的密实性和增加保护层厚度等常规手段来提高混凝土结构耐 久性的基础上所采取的其他特殊措施。本工程的防腐蚀附加措施包括混凝土表面涂 层、环氧涂层钢筋、钢筋阻锈剂、锌加防腐钢筋、阴极保护等。 6. 对于氯盐侵蚀环境下的重要混凝土工程，应根据具体环境条件和材料劣化模 型，进行结构使用年限的验算。 3.2.3 提高混凝土结构耐久性应遵循的一般原则 1. 采用尽可能有利于阻挡或减轻环境对结构的侵蚀作用、便于施工并有利于保 证施工质量的结构类型、结构布置和结构构造。 2. 提高混凝土材料本身的耐久性。选用质量稳定并有利于改善混凝土抗裂性能 的原材料，降低每方混凝土用水量并正确使用矿物掺和料，明确耐久混凝土的施工 要求，保证混凝土有良好的匀质性、密实性、工作性和抗裂性。 3. 海洋环境下应特别延长混凝土的保温、保湿养护时间，并尽量延迟新浇混凝 土开始与海水接触的时间。 4. 使用定制保护层定位夹（块） ，以确保钢筋保护层厚度。 5. 综合采用多种防护措施。 4 海工耐久混凝土配制 4.1 混凝土原材料优选 4.1.1 水泥 1. 本工程要求采用强度等级为 42.5 的质量符合国家标准硅酸盐水泥、普通硅 酸盐水泥 （gb 175）的 ii 型硅酸盐水泥（pii） 。 2. 为改善混凝土的体积稳定性和抗裂性，配制海工耐久混凝土不得使用立窑水 泥，不宜使用早强、水化热较高和高 c3a 含量的水泥。硅酸盐水泥的细度（比表面 积）宜小于 350m2/kg，不得超过 400m2/kg。c3a 含量宜控制在 6%10%。大体积混 凝土宜采用 c2s 含量相对较高的水泥。 3. 为防止碱集料反应的发生，采用低碱水泥，水泥的碱含量（按 na2o 当量 计）低于 0.6%，且混凝土内的总含碱量（包括所有原材料）不超过 3.0kg/m3。 4. 水泥质量应稳定，实际强度应与其强度等级相匹配。定期对分批进场的水泥 进行胶砂强度的评定，标准差宜控制在 3.0mpa 以内。 5. 水泥的氯离子含量应低于 0.03%。 6.水泥进场清单应包括生产厂商名称、水泥种类、数量以及厂商的质量保证书， 以证明该批水泥已经试验分析，且符合标准规范要求。 4.1.2 矿物掺和料（矿物外加剂） 1. 矿物掺和料包括粉煤灰、磨细矿粉、硅灰等材料。掺和料的掺量应根据设计 对混凝土各龄期强度、工作性和耐久性的要求以及施工条件和工程特点（如环境、 混凝土拌和物温度、构件尺寸等）而定。 2. 应检测所用各种矿物掺和料的碱含量。矿物掺和料中的碱含量应以其中的可 溶性碱计算（如无检测条件时，粉煤灰可溶性碱约为总碱量的 1/6，矿粉约为 1/2） 。 3. 粉煤灰的主要控制指标和使用要求 粉煤灰(f)必须来自燃煤工艺先进的电厂，选用组分均匀、各项性能指标稳定的 低钙灰。粉煤灰的品质，应首先注重烧失量和需水量比。本工程粉煤灰的烧失量不 大于 5%（对预应力箱梁混凝土，烧失量不宜大于 3%） ，需水量比不大于 100%，三 氧化硫含量不大于 3%。其它指标应符合国家标准用于水泥和混凝土中的粉煤灰 gb/t1596 的规定。 注：粉煤灰为配制海工高性能混凝土的必选组份，掺粉煤灰混凝土的水胶比应随粉煤灰掺量 的增加而减小，优质粉煤灰的最大掺量可到胶凝材料总量的 50%（以重量计） 。 4. 磨细矿粉的主要控制指标和使用要求 配制海工混凝土宜将磨细矿粉作为胶凝材料的组份。作为掺和料的磨细矿粉比 表面积宜控制在 360440m2/kg；需水量比不大于 100%；烧失量不大于 5%；28d 活 性指数不小于 95%；其它指标应符合国家标准用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿 渣粉gb/t18046 的规定。 注：高细度的磨细矿粉，在一定掺量范围内，混凝土强度、抗氯离子渗透性随掺量的增大而 提高，但混凝土的水化热温升、化学收缩和自收缩也随矿粉掺量的增加而增大，为防止混凝土收 缩开裂，磨细矿粉的比表面积不宜超过 440 m2/kg。 5. 硅灰的主要控制指标和使用要求 硅灰(sf)掺量应不超过 5%。硅灰中的 sio2含量不小于 85%，烧失量不大于 6%，含水率不大于 3%，比表面积不小于 18000m2/kg。 注：硅灰对提高混凝土抗氯盐侵蚀性有显著效果，但会增大混凝土的收缩、变形，易产生开 裂。硅灰宜与大掺量粉煤灰复合使用。 4.1.3 集料 1. 配制海工耐久混凝土的集料应符合国标建筑用砂 （gb/t14684）和建筑 用卵石、碎石 （gb/t14685）的技术要求。 2. 选择料场时必须对集料进行潜在活性的检测，本工程不得采用可能发生碱 集料反应（aar）的活性集料。 3. 进行粗集料供应源选择时，还应进行岩石的抗压强度检验。岩石的抗压强度 与混凝土强度等级之比不应小于 2。 4.为提高混凝土的匀质性、抗渗性，本工程混凝土粗集料采用碎石，最大粒径 不应超过 25mm，表观密度不低于 2600kg/m3。 5. 粗集料应质地均匀坚固，粒形和级配良好、吸水率低、空隙率小，松散堆积 密度不得低于 1450 kg/m3（一般宜大于 1500 kg/m3） ，空隙率宜小于 45%。 注：粗集料中最为重要的是石子的粒形和级配。粒形和级配好，可以在保证混凝土施工性能 的前提下最大限度地减小用水量和水泥浆体量，提高混凝土强度和抗裂性能。 6. 粗集料压碎指标应不大于 10%，针片状颗粒含量应不大于 10%，硫化物及硫 酸盐含量（按 so3质量计）应小于 0.5%。c50 以上混凝土，粗集料压碎指标不宜大 于 8%，针片状颗粒含量不宜大于 8%，吸水率不宜大于 2%。 7. 粗集料最大粒径应不超过结构物最小尺寸的 1/4、钢筋最小净距的 3/4 和保护 层厚度的 2/3；当设置两层或多层钢筋时，不得超过钢筋最小净距的 1/2；泵送混凝 土的粗集料最大粒径，碎石不应超过输送管内径的 1/3；水下灌注混凝土的粗集料最 大粒径不得大于导管内径的 1/6 和钢筋最小净距的 1/4。 8. 本工程粗、细集料中的含泥量应分别低于 0.8%和 2.0%，泥块含量应分别低 于 0.5%和 0.5%；坚固性（硫酸钠溶液法）5 次循环后的质量损失应小于 8%；水溶 性氯化物折合氯离子含量应不超过集料重量的 0.02%。c50 及以上混凝土，粗集料中 的含泥量应低于 0.5%，不应含有泥块；坚固性（硫酸钠溶液法）5 次循环后的质量 损失应小于 5%。 9. 本工程细集料不得使用海砂或人工砂，应选用颗粒坚硬、强度高、耐风化的 天然砂，云母含量小于 2%。细集料应选用级配区中砂，细度模数宜控制在 2.62.9，2.36 mm 筛孔的累计筛余量宜大于 15%，0.3mm 筛孔的累计筛余量宜在 85%92%范围内。在混凝土配制时应同时考虑砂的细度模数和级配情况。 4.1.4 化学外加剂 1. 所采用的化学外加剂，必须是经过有关部门检验并附有检验合格证的产品， 其质量应符合混凝土外加剂 （gb/t 8076）的规定，使用前应复验其效果。 2. 各种化学外加剂应有厂商提供的推荐掺量、主要成分(包括复配组分)的化学 名称、氯离子含量百分比、含碱量，以及施工中必要的注意事项，如超量或欠量使 用时的有害影响、掺加方法等。 3. 配制海工耐久混凝土宜采用聚羧酸类减水剂，其减水率应不低于 25%。 4. 当混合使用高效减水剂、引气剂、缓凝剂、膨胀剂、阻锈剂及其它防腐剂时， 应事先专门测定它们之间的相容性。 5. 化学外加剂的选用应严格考察生产厂家，根据其化学成份、产品质量，结合 使用环境、施工条件，通过技术、经济性比较来确定。 6. 化学外加剂掺量应通过试验，根据使用环境、施工条件、混凝土原材料的变 化进行调整。 7. 化学外加剂中的氯离子含量不得大于混凝土中胶凝材料总重的 0.01%。 4.1.5 拌和用水及养护用水 1. 水的化学分析应按公路工程水质分析操作规程 （jtj 056）进行。饮用水 可以不进行试验。 2. 水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质及油脂、糖类、游离酸类、 碱、盐、有机物或其他有害物质。 3. 海工耐久混凝土不得采用海水、污水和 ph 值小于 5 的酸性水。水中的氯离 子含量应不大于 200mg/l，硫酸盐含量（按 so42-计）应不大于 500mg/l。 4.2 海工耐久混凝土配合比设计要求 4.2.1 海工耐久混凝土配制的基本要求 1.矿物掺和料是海工耐久混凝土的必要组分； 2. 选用坚固耐久、级配优良、粒形良好的洁净集料，优质高效减水剂（泵送剂） 以尽量降低每方混凝土用水量； 3. 规定混凝土中胶凝材料的最低和最高用量，以及适宜的水胶比范围； 4. 使用优质引气剂，将适量引气作为配制耐久混凝土的常规手段； 5. 在满足单方混凝土中胶凝材料最低用量要求的前提下，尽可能降低硅酸盐水 泥用量，使用大掺量优质粉煤灰、矿粉等矿物掺和料，以降低混凝土水化热温升。 6. 最大限度地减少胶凝材料用量及浆体率，提高混凝土体积稳定性。 7. 热天浇筑大体积混凝土宜选用缓凝高效减水剂，以推迟和削减水化热温峰。 8. 重要结构部位的大体积混凝土施工，应在配合比确定后进行混凝土物理、热 学性能的测定（如劈裂抗拉强度、绝热温升） ，并根据现场实际工况进行大体积混凝 土温度、应力场模拟计算，验证大体积混凝土的抗裂安全系数。 4.2.2 混凝土配合比设计应根据不同结构部件、不同侵蚀等级、不同设计要求、不 同施工方法分别进行设计。通过对新拌混凝土工作性能、硬化混凝土力学性能以及 耐久性指标的测定（包括混凝土抗氯离子渗透性、开裂性能等的对比试验） ，确定以 耐久性为目标的最终配合比。海工混凝土配合比设计方法见附录 a。 4.2.3 混凝土（c50 及以下）单方用水量不宜超过 150kg/m3，c55 箱梁用水量不宜 超过 160kg/m3。 注：降低混凝土用水量可减少胶凝材料用量，增加集料所占的比例，提高混凝土抗渗、防裂 性能。将拌和水最大用量作为控制混凝土耐久性的重要指标，比控制最大水胶比更为有利。因为 控制水胶比不能解决混凝土中因浆体过多引起的收缩、水化热增加等负面影响。 4.2.4 混凝土水胶比和胶凝材料用量范围应满足表 4.2.4 的规定。 水胶比和胶凝材料用量范围 表 4.2.4 工 程 部 位 最大水胶比 （w/b） 最小水胶比 （w/b） 胶凝材料 最低用量 (kg/m3) 胶凝材料 最高用量 (kg/m3) 桩基、封底混凝土 （c30、c35） 0.380.33400450 承台、墩身（c30c40）0.380.33380450 预制箱梁（c50）0.350.30450480 现浇箱梁、索塔（c50）0.350.30450480 现浇箱梁（c55）0.350.30450500 4.2.5 海水环境下钢筋混凝土应采用大掺量或较大掺量矿物掺和料的低水胶比混凝 土，且宜复合使用矿物掺和料，对于环境作用等级 e 以上或掺量矿物掺和料用量很 高时，可加入少量硅灰（5%以下） 。混凝土矿物掺和料用量可参照表 4.2.5。 混凝土矿物掺和料用量限定范围 表 4.2.5 环境作用等级水泥品种矿物掺和料限定范围 -d、-e、-f （氯盐引起的严重至非常严重的钢筋锈蚀） p水泥 用量不小于：f/0.30+s/0.41 用量不大于：f/0.60+s/0.81 注：1）以上限定比例仅适用于 p、p硅酸盐水泥； 2）f:粉煤灰/胶凝材料，s:磨细矿粉/胶凝材料。 采用大掺量矿物掺和料配制海工混凝土，可以增强混凝土密实性，从而有效抑制混凝土硫酸 盐侵蚀、氯离子侵蚀及碱集料反应，并提高混凝土的抗裂性能。矿物掺和料复配比例除应满足表 4.2.5，还应根据不同结构部位合理选取，大体积混凝土为防止混凝土开裂应尽量增加粉煤灰掺量， 箱梁、墩身混凝土为提高抗氯离子渗透性能可适当增加磨细矿粉掺量，但应以氯离子渗透性满足 要求为限。研究表明：磨细矿渣在温度较高时，其水化潜热要大于水泥，其掺量在 050之间， 胶凝材料的水化热随掺量增加而增大，且不易于泵送，为此应优化磨细矿渣掺量。 4.2.6 采用北欧试验方法 nt build 492 检测混凝土的抗氯离子渗透性（见附录 b） 。 试样制作方法为：现场取样试件经标准养护，到达养护龄期 84d 后，钻芯取样检测 试件的氯离子扩散系数。各结构部位混凝土抗氯离子渗透性应符合表 4.2.6 的要求。 混凝土抗氯离子渗透性要求dnssm（84d 龄期） 表 4.2.6 结 构 部 位混凝土氯离子扩散系数 （10-12 m2/s） 岸上3.5 水下区3.0钻孔灌注桩 主通航孔等2.5 陆上部分3.5 承台 海上部分2.5 结 构 部 位混凝土氯离子扩散系数 （10-12 m2/s） 陆上部分（现浇）3.0 海上部分（现浇含滩涂）1.5墩身 海上部分（预制）1.5 现浇1.5 箱梁 预制1.5 主塔1.5 4.2.7 氯盐环境下，混凝土拌和物中由各种原材料引入的氯离子总量应不超过胶凝 材料总量的 0.1%（钢筋混凝土结构）和 0.06%（预应力混凝土结构） 。 4.2.8 为防止碱集料反应发生，混凝土内总碱量（包括所有原材料）应满足不超 过 3.0kg/m3的要求。 4.2.9 优化混凝土配合比，控制大体积混凝土内部最高温度不宜高于 70。 注：混凝土内部温度过高，有可能引起延迟性钙矾石生成，导致混凝土膨胀开裂。为此应限 制水泥熟料的硫酸盐和 c3a 含量，采用低水胶比、大掺量矿物掺和料的密实混凝土，从而降低 水化热、阻止水分进入，有效抑制延迟性钙矾石生成。 4.2.10 海工耐久混凝土宜通过适当引气来提高其耐久性，新拌混凝土中引气量一般 可要求控制在 4%6%，预制箱梁引气量控制在 3%5%。有争议时可测定硬化混凝 土气泡间距 l，l 应小于 250m。试验方法见水运工程混凝土试验规程 （jtj270） “硬化混凝土气泡参数测定” 。 注：测含气量时，混凝土应在标准振动台上振动 1530s（坍落度大的取低值） 。现场泵送和 高频振捣后的混凝土，应检测含气量损失，以判断引气剂品种的适用性。 4.2.11 承台、墩身、箱梁混凝土应进行抗裂性能的对比试验，从中优选抗裂性能良 好的原材料和配合比。 注：重要构件宜采用温度应力试验机评价不同配比混凝土的开裂敏感性能，且应测定混凝土 的绝热温升、劈裂抗拉强度和收缩性能。圆环试件（见附录 d）可用于评价混凝土抗干缩开裂的 性能。 4.2.12 通过限制混凝土早期强度的发展有效控制开裂。要求 12h 抗压强度不大于 8mpa 或 24h 不大于 12mpa，对抗裂要求较高的构件（如浪溅区承台） ，宜分别不高 于 6mpa 或 10mpa，对于有预应力张拉的构件，此要求可适当放宽。 注：混凝土早期强度发展快，水化热温升高，导致混凝土弹模增长快，徐变减少，易产生温 度裂缝，降低混凝土结构的使用寿命。 4.2.13 承台、预制墩身的湿接头处于浪溅区，混凝土中掺加阻锈剂以防止钢筋锈蚀。 4.2.14 钢筋阻锈剂检验应符合表 4.2.14 的规定，阻锈剂性能试验方法见附录 c。 阻锈剂质量标准 表 4.2.14 试 验 项 目规 定 要 求 盐水浸烘试验 浸烘 8 次后，掺阻锈剂比未掺阻锈剂混凝土试件钢 筋腐蚀失重率减少 40%以上（高效阻锈剂 80%以上） 掺阻锈剂与未掺阻锈剂 混凝土抗压强度比 90% 掺阻锈剂与未掺阻锈剂的海工 混凝土抗氯离子渗透性 不降低 4.2.15 阻锈剂进场后应及时取样检测，检测项目为液体的颜色、状态、比重及 ph 值，混凝土拌和水量应减去阻锈剂的含水量。掺入阻锈剂后，应根据拌和情况适当 延长搅拌时间。 注：本工程使用复合氨基醇类阻锈剂，该阻锈剂为水剂，比重 1.06kg/l，ph 值 101，固含 量 20%，掺量为 8kg/m3。 4.2.16 复合氨基醇类阻锈剂及聚羧酸类外加剂必须分别储存及计量，不得在搅拌前 混合，计量器偏差在控制范围内。 4.2.17 混凝土浇筑入模的工作性能，应符合表 4.2.17 坍落度的要求，坍扩度宜控制 在要求范围内。 混凝土浇筑入模时的工作性要求 表 4.2.17 混凝土类型坍 落 度（mm）坍扩度（mm） 泵送混凝土18020（2h 坍落度损失小于 10%）45050 水下灌注混凝土20020（2h 坍落度损失小于 10%）55050 4.3 混凝土的试配 4.3.1 混凝土配合比设计方案应包括以下内容： 1. 各种原材料的品种、规格与来源； 2. 用图表表示的细、粗集料级配，砂率及其组合集料级配； 3. 水灰比、水胶比、集灰比、用水量； 4. 与施工方法、混凝土结构类型、配筋及尺寸相关的混凝土工作性； 5. 混凝土施工及养护工艺。 4.3.2 混凝土的配制强度，应根据混凝土强度等级、生产施工水平的差异和变化以 及材料质量可能的波动确定。c40 以下（灌注桩除外）混凝土配制强度不宜超出其 设计强度等级的 50%，c40 及以上混凝土配制强度不宜超出设计强度等级的 40%。 从耐久性出发，混凝土配制强度不宜过高，特别是承台、墩身等浪溅区大体积混凝土。当混 凝土配制强度富裕值过高时，监理工程师可以不予批准。 4.3.3 配合比的确定不应以强度作为单一评价指标，而应综合考虑混凝土的工作性、 力学性能，含气量、氯离子扩散系数、抗裂性能等耐久性指标以及经济、适用性等。 4.3.4 海工混凝土氯离子扩散系数按 85%的保证率进行配制，报批的配合比氯离子 扩散系数必须小于其配制值。配制值计算公式如下： dcu,0 dcu,k 1.04 式中：dcu,0 混凝土氯离子扩散系数配制值（84d） ； dcu,k 氯离子扩散系数设 计值（84d） ； 混凝土氯离子扩散系数标准差（10-12 m2/s） 。 注：海工混凝土的耐久性以渗透性及抗裂性的均衡发展为目标，为有效控制裂缝，并结合本 工程采取的多种防腐蚀附加措施，提出混凝土氯离子扩散系数按 85%保证率进行配制。应按 统计资料取值，若无统计资料，主塔、箱梁、预制墩身可取 0.20.3（10-12 m2/s） 、钻孔桩 取 0.30.4（10-12 m2/s） 。 4.3.5 按附录 b 制作混凝土抗氯离子渗透性试件，分别检测 28d、56d 及 84d 混凝土 氯离子扩散系数，掌握不同配比的发展规律，以供现场施工控制使用。以 84d 混凝 土氯离子扩散系数作为评定依据。 4.3.6 对承台、墩身、箱梁等大体积混凝土，在试配阶段应进行混凝土抗裂性能的 对比试验，从中优选抗裂性能良好的混凝土原材料及配合比。 4.3.7 对于预应力混凝土的抗压弹性模量、自由收缩和徐变试验应按设计要求的标 准另行制备试件。 4.3.8 混凝土配合比应在混凝土浇筑前至少 35d 报批，重要构件并应通过试浇注进 行验证确定。 4.3.9 当水泥、矿物掺和集料的品种、质量有改变时，必须重新设计配合比。当环 境或混凝土平均温度升高或降低超过 15时，应考虑调整配合比。 5 结构措施和裂缝控制 5.1 一般规定 5.1.1 保证混凝土结构耐久性的必要措施包括： 1. 隔绝或减轻环境腐蚀因素对混凝土的作用； 2. 控制混凝土裂缝的数量、宽度和深度； 3. 为钢筋提供足够厚度的混凝土保护层。 5.1.2 根据耐久性设计要求，混凝土保护层厚度从箍筋外缘而不是主筋外缘算起。 5.1.3 处于浪溅区和水位变动区部位的混凝土表面，如设计有要求时应采取浸渍防 腐材料等特殊防水和防腐蚀措施，以保证盐分难以从毛细孔渗入混凝土。 5.1.4 对于可能发生严重锈蚀的构件，浇筑在混凝土中并部分暴露在外的吊环、紧 固件、连接件等铁件应与混凝土中的钢筋绝缘、隔离，并应采取严格的防腐蚀措施， 以消除这类铁件的可能锈蚀对构件承载力的影响。 5.1.5 用于封闭预应力筋金属锚具的后浇混凝土，强度等级应符合设计规定；设计 无规定时不宜低于构件混凝土强度等级的 80%。封闭锚具的混凝土保护层厚度应不 小于 80mm，并应在其表面涂敷和覆盖防水、防腐材料。 5.2 混凝土保护层 5.2.1 为了利于钢筋的定位，本工程要求使用定制保护层定位夹（块） 。保护层定位 夹（块）的尺寸及其形状应能保证混凝土保护层厚度的准确性。保护层内不得有绑 扎钢筋的铁丝伸入。 5.2.2 浇筑混凝土前，应仔细做好以下检查工作： 1.检查保护层定位夹（块）的位置、数量及其紧固程度，并要求指定专人作重 复性检查以提高保护层厚度尺寸的施工质量保证率； 2.检查模板、钢筋、预埋件和预留孔的尺寸、规格、数量和位置，其偏差应符 合现行行业标准的有关规定； 3.检查模板支撑的稳定性和接缝的密合情况等。 5.2.3 现场混凝土保护层的实际厚度宜采用非破损检测确定。非破损方法使用的仪 器应经过计量检验，并用局部破损方法进行校准，钢筋保护层厚度检测仪检测误差 不应大于 1mm。检验操作应符合相应规程的规定。 5.3 施工缝 5.3.1 结构的施工缝和连接缝位置，应尽可能避开可能遭受最不利侵蚀环境的部位 （如桥墩中的浪溅区和水位变动区）以及可能发生较大拉应力的部位。对结构连接 缝处的混凝土应采取特殊防腐蚀措施(如混凝土表面浸渍硅烷等)。 5.3.2 在浇筑新混凝土前，施工缝的表面应用压力水冲洗、钢丝刷刷洗或凿毛。在 用水刷洗时混凝土抗压强度须达到 0.5 mpa，在人工凿毛时须达到 2.5 mpa，用风动 机凿毛时须达到 10 mpa，同时应洒水使混凝土保持潮湿状态直到浇筑新混凝土。 6混凝土施工 6.1 耐久混凝土施工控制 6.1.1 海工耐久性混凝土施工中，应采取以下关键措施保证质量：结构表层的振捣 密实与均匀性；混凝土的良好养护；混凝土保护层厚度或钢筋定位的准确性，混凝 土裂缝控制等。 6.1.2 应做好海工耐久性混凝土施工记录，包括：浇筑时间、浇筑气温、混凝土出 机坍落度、混凝土浇筑温度、施工缝划分、浇筑厚度的控制以及混凝土的养护方式 和养护过程，包括养护开始时间、混凝土养护中的表面温度与降温速率、拆模时间 与拆模气温，以及养护、防裂措施等。如出现裂缝，应记录裂缝出现的时间、部位、 尺寸及发展情况直至裂缝稳定。 6.1.3 混凝土结构的施工顺序应仔细规划，如分块、分段施工缝位置、浇筑顺序和 后浇带的设置，以尽量减少新浇混凝土硬化收缩过程中的约束拉应力。 6.2 材料的运输、存贮与检验 6.2.1 水泥在运输过程中必须用防水蓬布或其他有效的防水覆盖物加以覆盖。散装 水泥运输车辆的贮料斗和筒仓，不应残留不同类型、不同规格的水泥或其它任何材 料。 6.2.2 水泥应贮存足够的数量，以满足混凝土的浇筑需要。任何时候不能因水泥供 应中断而暂停浇筑。 6.2.3 应在适当地点建立干燥、通风、防风雨、防潮湿的足够容量的水泥库，地板 应高出地面至少 0.3m，以防止受潮。散装水泥宜在专用的仓罐中贮放。 6.2.4 不同种类的水泥应贮存于不同库房；不同批交货的水泥，其贮存方式应便于 按出厂的先后次序使用。 6.2.5 水泥运到工地后应尽快使用，如果水泥受潮或存放时间超过 3 个月，应重新 取样检验。不得使用受潮或其他原因变质的水泥。 6.2.6 掺和料在运输与存贮过程中，应有明显标志，严禁与水泥等其他粉状材料混 淆。 6.2.7 不同品种的化学外加剂应分别存储，做好标记，在运输与存储时不得混入杂 物和遭受污染。 6.2.8 粗细集料储存场地应做硬化处理，严禁地面泥土等杂质混入其中。 6.2.9 集料应按不同规格运抵工地，并贮存在相互分开的不同料堆中。不同来源的 集料不得混合或储存在同一料堆。 6.2.10 各种原材料进场必须进行严格检验。含泥量、级配和针片状不符合要求的集 料不得进场。 6.2.11 海工高性能混凝土采用大掺量矿物掺和料，应特别重视矿物掺和料的质量波 动，加大抽检频率，粉煤灰及磨细矿粉的抽检频率为每 120 吨为一抽检批次，发现 不合格产品坚决予以清退。 6.3 混凝土拌和 6.3.1 称量和配水机械装置，应经计量鉴定并维持在良好状态中。各种衡器应至少 每周校核一次，以保证计量准确。 6.3.2 混凝土应在预制场、搅拌站点、拌和厂、搅拌车或搅拌船中集中拌和。拌和 设备应能自动控制进料（各种集料、水泥、水等）和出料，并自动控制混合料的拌 和时间。所有搅拌设备都应始终保持良好的状况，任何不合规格或不符上述规定的 设备不得用于混凝土拌和，均须撤出工地。此外，尚应准备应急的完好搅拌设备， 以应付随时出现的问题。 6.3.3 混凝土施工前，应采用现场原材料、搅拌和运送设备对配合比进行试浇注， 以验证试验室试配结果，并测量集料的含水率，以确定施工配合比。 6.3.4 所有原材料除水可按体积称量外，其余均应按照质量称量。配料按配料单进 行称量。施工过程中应持续监测集料含水率的变化，并依据测试结果及时调整用水 量和集料用量。细、粗集料称量的允许偏差为2%，其它原材料的允许偏差为1%。 6.3.5 海工混凝土应在浇筑现场测定拌和料的空气含量，以及泵送和振捣过程造成 的混凝土含气量损失。对同批量混凝土每台班不少于 1 次。 6.3.6 现场取样测定混凝土坍落度。泵送混凝土实测坍落度与要求坍落度波动范围 宜控制在2cm。浇筑时坍落度不在规定限界之内的混凝土不得使用，已经凝结的混 凝土不得使用。 6.3.7 海工混凝土用水量少、较粘，不易搅拌均匀。混凝土拌合物最短连续搅拌时 间应符合表 6.3.7 要求。应将各种组份材料搅拌成分布均匀、颜色一致的拌合物。 混凝土搅拌时间要求（min） 表 6.3.7 要求的搅拌机型搅拌机容量（l）最短连续搅拌时间（min） 4002.0 强制式 15002.5 6.4 混凝土输送 6.4.1 混凝土拌和物运（泵）送到浇筑地点时，应不离析、不分层、并应保证施工 要求的工作性。 6.4.2 运输及暂存混凝土的容器应不渗漏、不吸水，每天工作后或浇筑中断超过 30min 时予以清洗干净。 6.4.3 为了避免日晒、雨淋和寒冷气候对混凝土质量的影响，需要时应将运输混凝 土的容器加上遮盖物。 6.5 混凝土浇筑 6.5.1 工程每一部位混凝土的浇筑日期、时间及浇筑条件等全过程都应作详细纪录 并形成原始档案。 6.5.2 混凝土浇筑温度应视气温而调整。在炎热气候下不宜高于 30，冬季不得低 于 5。大体积混凝土宜事先通过温度、应力计算，分析确定混凝土的浇筑温度、合 理工序和养护方法，预测施工过程中温度与应力的发展，并提出合理的温控标准和 温控措施。 6.5.3 混凝土分层浇筑厚度不应超过表 6.5.3 规定。混凝土浇筑应连续进行，如因故 间断，间断时间应小于前层混凝土的初凝时间。因故中断浇筑，应按施工缝要求对 界面混凝土进行凿毛处理后方可浇筑上层混凝土。 混凝土分层浇筑厚度 表 6.5.3 项次振 捣 方 法浇筑层厚度（mm） 1用插入式振动器300 2用附着式振动器300 3无筋或配筋稀疏时250 4 用表面振动器 配筋较密时150 6.5.4 混凝土落下的高度不得超过 2m，超过 2m 时应采用导管或溜槽，超过 10m 时 应采用减速装置。导管或溜槽应保持干净，使用过程要避免混凝土离析。 6.5.5 混凝土的浇筑应连续进行，在浇筑及静置过程中，应采取措施防止产生裂缝。 对混凝土的沉降及塑性干缩产生的表面裂缝，应及时采取二次抹光处理。 6.5.6 泵送下料口应及时移动，不得用插入式振捣棒平拖振捣。否则会严重影响混 凝土的匀质性，造成不同部位混凝土在收缩性能上的差异而导致开裂。 6.5.7 在浇筑过程中，应控制混凝土的均匀性和密实性，不应出现露筋、空洞、冷 缝、夹渣、松散等现象，特别是构件棱角处。应采取有效措施，使接缝严密，防止 在混凝土振捣过程中出现漏浆