1、聚羧酸鹽減水劑在海工工程中的應用研究眾所周知，海洋工程將是21世紀發展的重點，高性能海工混凝土已廣泛地應用在海工、水工、橋梁、海港等重大工程中。如何采用高效減水劑、礦物摻和料配制高性能海工混凝土對海工混凝土結構的高耐久性、安全性與安全使用的年限具有重要意義。寧波港務局北侖四期碼頭工程建設，為滿足海工結構50年耐久性的設計要求，在經過長時間調研和論證的基礎上，采用南京水利科學研究院的科研成果大摻量礦渣混凝土技術，并開展了在南京水利科學研究院及現場開展了一系列混凝土配合比設計和性能試驗。 大摻量礦渣混凝土技術對海工混凝土結構遭受氯離子侵蝕破壞的控制作用，是經過長的試驗和國外的工程實踐得到認可，在國

2、內，這項技術除了在示范性工程中有一般規摸的應用以外，北侖四期碼頭將是第一個大規摸應用的海港程項目。因此，在工程應用之前，根據甲方要求采用現場材料進行施工配合比、混凝土性能和工程施工的適應性試驗，以確保工程順利進行。本文給出了工程應用研究中的部份研究成果。一、 試驗原材料1、試驗原材料試驗所采用的水泥為浙江三獅水泥股份有限公司產三獅牌P·O42.5級普通硅酸鹽水泥。高速劑 為南京水利科學研究研制。礦渣采用蕪湖（朱家橋）臺泥水泥有限公司產95#磨細礦渣。所采用的減水劑包括：上海麥斯特建材有限公司生產的RH1100（密度1.19g/cm3）,HP400聚羧酸鹽高效減水劑；意大利馬貝集團生產

3、的SPI（密度1.20 g/cm3)、 SP3(密度1.05 g/cm3)。砂的細度模數2.73。碎石的顆粒級配為520。當中碎（1020）與中碎（1020）與小碎（510）之比為7：3時，碎石的緊密密度最大。因此，在配制預制混凝土時，碎石顆粒級配采用中碎70%、小碎30%。配制現澆混凝土采用520連續級配。1、 試驗方案 在工程中主要應用兩種預制和現澆混凝土，設計強度指標為現澆混凝土C30、C40、1d拆模強度7MPa； 預制混凝土C40、C45、C50、3d強度達到設計強度的左右。混凝土的坍落度設計要求為，現澆混凝土1416；預制混凝土68。根據中華人民共和國行業標準水運工程混凝土施工規范

4、（JTJ268-1996），寧波港四期工程高性能混凝土水膠比的確定，除滿足混凝土強度等級要求外，尚需滿足耐久性要求，混凝土水膠比最大值不宜大于0。40。根據上述規定，經計算，各強度等級海工高耐久性混凝土的水膠比確定為：C30混凝土；0.39；C40混凝土； 0.34； C45混凝土； 0.32；C50混凝土；0.30。設計指標：根據混凝土和易性和泌水率確定各配比混凝土最佳砂率。各種不同等級的混凝土配合比見表1。二、 結果與討論1、 拌合物的工作性 從表2中可以看出、設計的沒等級的現澆、預制的大摻量礦渣混凝土，拌合物的流動性滿足設計要求。凝結時間與一般普通混凝土相近。經調整后的混凝土拌合物3h無

5、泌水。2、 混凝土物理力學性能（1） 抗壓強度、抗折強度、抗壓彈性模量。從表3給出的不同配合比混凝土的抗壓強度、抗折強度、抗壓彈性模量數據表明，設計的各組混凝土28d強度均達到了設計強度，并滿足保證率的要求。現澆混凝土1d強度達到設計強度的30%。預制混凝土的3d強度均達到設計強度的80%。分別滿足施工拆模和起吊的要求。由試驗數據還可知，大摻量礦渣混凝土的抗壓彈模與普通混凝土相似。（2） 變形。變形試驗在四種條件下進行，分別為：標準環境下完全干燥、水中浸泡7d，然后干燥、露天潮濕覆蓋和露天間隔2h灑水（露天氣溫20左右，晴）。由圖1中可見，大摻量礦渣混凝土的變形規律與普通混凝土一樣，呈干縮濕脹

6、變化。在濕養護條件下，所設計的大摻量礦渣混凝土有較大的膨脹率，達到100多微應變。并在7d濕養護期間隨著齡期的延長，膨脹量比較穩定。7d濕養束后，混凝土開始收縮，但至14d時，相對于基準長度仍然呈膨脹狀態。完全干燥條件下混凝土隨齡期均勻收縮。由此可見濕養護對大摻量礦渣混凝土是雨具十分重要的。從模擬現場養護條件的試驗結果可知，采用覆蓋和灑水的方法，只要能保持混凝土不干燥，也可以達到濕養的效果。（3） 極限拉伸。分別用SPI和HP400減水劑配制混凝土進行極限拉伸試驗，結果如表4。試驗結果表明，用HP400組混凝土的極限拉伸值稍大于同標號的SPI組混凝土。3、 混凝土抗氯離子侵蝕性能混凝土抗氯離子

7、快速試驗結果如表5。數據表明，從表中給出的電導、相對氯離子擴散系數、6h累計電量等指標來看，現澆和預制的各組混凝土試件的10d和28d累計電量分別在400C數、6h累計電量等指標來看，現澆和預制的各組混凝土試件的10d和28d累計電量分別在400C和200C以下。按ASTM1202標準已達到較低范圍，間接地反映了各組混凝土具有較高的密實度。4、 不同減水劑對混凝土性能的影響（見表6） 由表6、表7中可見，混凝土配比相同、坍落度相近的條件下，三種聚羧酸鹽型減水劑的摻量較低于萘系減水劑（麥斯特1100），其中SP3和HP400所需摻量與麥斯特1100接近。SPI的摻量明顯降低，約為麥斯特1100摻量的0.550.69不等。測試30min坍落度損失反映，兩種減水劑配制大流動度泵送混凝土時的坍落度損失較小，一般在23之間。配制坍落度15以下的混凝土時，坍落度損失相對較大，約在56。由表中還可以看出，相同配合比條件下，摻兩種聚羧酸鹽減水劑和麥斯特1100混凝土的早期強度相近。采用聚羧酸鹽減水劑拌制的混凝土粘度相對增大，無泌水和混凝土離析現象。三、 結論（1） 所配制各等級混凝土的早期強度可滿足施工的要求。28d強度達到強度設計指標。（2） 各等級混凝土測得的累計電量值達到較低指標，28d的累計電量在200C左右，按相關標準可以間接地說明，所設計的各等級混凝土具有較好的密實性。（3） 聚羧酸