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摘要：结合事故调查报告分析，海水腐蚀导致混凝土劣化关键因素是配方设计不完善、原材料技术指标不合格、防护措施不周全等。混凝土被海水腐蚀一定程度上减少了混凝土的使用时间，所以对沿海地区混凝土的防腐性研究显得致关重要。由此，本篇对沿海水下基桩混凝土的配方设计及耐腐蚀性进行了深刻的研究，仅供参考。
关键词：混凝土；抗腐蚀性；配方设计；水下基桩
一、原理
空气中的CO2或海水中游离的CO2结合混凝土间隙散发到混凝土内部与Ca(OH)2相作用，使混凝土碱度减少的过程也就是混凝土的碳化，当混凝土碱度变化后钢筋就易锈蚀膨胀并使混凝土涨裂。
水泥水化的高碱性作用让混凝土中的钢筋表面形成一层密集的氧化物保护膜即钝化膜，有着隔绝氧气和水的作用，因此使钢筋不易受到侵蚀。沿海环境的钢筋侵蚀大多是受到氯离子的侵蚀，钝化膜只有在高碱性环境中才平稳的，当从混凝土中侵蚀到钢筋表面的氯离子达到一定程度之后，就会对钝化膜产生影响，，与钢筋形成电化学反应，于阳极，铁慢慢离子化；于阴极，水中的O2容纳从阳极流过来的电子从而作用成OH-离子，OH-离子迁移到阳极与Fe2+形成Fe(OH)2锈膜，接着再把水和氧气吸收形成铁锈。在钢筋锈蚀阶段里氯离子仅仅参与了过程，有着加速反应的作用，总量并未变化，而且会不断地参与到钢筋侵蚀的过程中去。
钢筋阻锈剂融入混凝土中能够防止或延长钢筋锈蚀，从而增加了钢筋混凝土结构的使用时间。它可以让钢筋外部生成氧化物钝化膜，并修护钢筋表面的缺陷，使钢筋表面被氧化物钝化膜所包围，致密性稳定性能不错，可以防止氯离子的穿透，延长铁离子的游离速度，从而达到阻锈的要求。
混凝土掺合料的作用是非常大的，它可以使得混凝土的强度更强，并且可以增加混凝土的耐久性，还能够在一定的程度上增加混凝土的体积稳定性。因为粉煤灰具有比较低的化学活性，所以如果掺量特别大的话，早期混凝土的强度会受到非常大的影响。为了更好地应对粉煤灰自身缺陷带来的这些问题，可以加入复合型较高的磨细矿渣粉，如此一来使得火山灰的活性大大提高，体系中的微粒化学反应程度也更加激烈，粉体化学活性因此得到充分的提高。
二、原材料及配合比
1、试验原材料
为了便于宣传和使用，试验选料的要求是水泥货源充足、选用一般的外加剂和掺和料。
1.1水泥
为了制衡水下混凝土的内部最大温升，应该首先使用低热或中热水泥，以减慢水泥的放热速率，确保整体结构的温度控制。而且，对于一部分低热水泥如矿渣水泥，因其吸水性较强，在灌注后，表面会有大量的水溢出，对施工速度和质量都有严重的阻碍作用。因此在选择水泥的阶段，既要达到主观方面的标准，确保完成自身任务，也应统筹全局，防止或避免对其他方面产生作用，尽量做到对其他条件有所提高。
1.2砂
试验使用人工砂，细度模数为2175，堆积密度为1157g/cm3，表观密度为2161g/cm3。1.1.3石子试验采用石英岩碎石，最大粒径为20mm，不断级配，堆积密度为1144g/cm3，表观密度为2154g/cm3，压碎指标为912%，针片状含量为316%。
1.4硅粉
在混凝土中加入硅粉可以提高混合物的强度和抗冲磨的性能，还能够使得混合物的耐久性得到提高，能够一定程增强混凝土强度，而且，硅粉还可以使混凝土更严实，试验用硅粉的化学成分所占比例如表1所示。
1.5粉煤灰
粉煤灰由很多的硅酸根铝酸根，这些物质在一定的条件下会与氢氧化钠发生一系列的化学反应，通过化学作用就会出现更多地更加紧密的化合物。一般来说，混合之后的物质是形状是圆圆珠形的，此物质具有很大的作用，可以减少混凝土中的水分，同时还能够使得混凝土的流动性得到提高，这样一来就使得混凝土更加的密实，在这个过程中混凝土的强度会得到很大的提升，主要原因在于其中的水分减少了。在水下对混凝土进行配比的时候应该保证所使用的粉煤灰的碳含量，不要使用碳含量超高的粉煤灰，这样可以更大地发挥混凝土的使用作用，防止发生干缩裂缝现象。试验所掺粉煤灰的化学成分见表2。
1.6骨料
骨料的选择对于控制混凝土内部温度和可泵性方面起着很大的影响，石和沙的选用在品种和用量上应该引起更多的反响和重视，花岗岩和石灰岩的线膨胀指数较小，如果想提高防渗性能，就要采用更加干净稳固的天然中砂。严格约束粗细骨料的配比，才可以更好地制衡混凝土的质量。
1.7外加剂
实际的灌注要求比较高，而且使用过程也非常的复杂，因此为了进一步调和混凝土的性能，保证混凝土质量的提高，还需要加入一些外加剂，其中有一种常见而且效果较好的外加剂就是高效减水剂，这种减水剂可以使得混凝土的凝结时间加长，不仅如此还能够在一定的程度上减少水泥的使用量，做到节约用水，还能够很好地控制温度的变化，使得混凝土的防裂性能不断提升，促进灌注的连续性。减水剂和水泥之间并不会产生过于激烈的反应，二者之间具有很好地融合性，所以，混凝土的质量不会因此受到影响。当加入外加剂之后需要对各个指标进行检测，当每一项检测都能符合要求之后就可以投入实际工程进行使用了。
2、配合比的理论计算
在对混凝土配合比进行确定的过程中，我们已经知道了很多的条件，主要包括混凝土的设计强度，以及这个强度所属于的级别，同时，还对原材料的一些情况有了基本的了解。灌注环境是非常特殊的，因此，需要提高混凝土的综合性能，这样可以保证在制作或者运输的过程中不发生意外情况，或者是减少意外事故的出现，从而为以后的安全使用奠定基础。
计算得出的配合比并不是非常准确，所以需要再次进行试验，通过试验提高计算的科学性与准确性。如果考虑外力的话，水下混凝土的灌注离不开自身的重力，需要通过自身的重力来完成水下混凝土的灌注，因此，应该保证水下混凝土的强度等级，同时还要合理的控制水灰比和坍落度等，这样才能使得结果更佳。
3、配合比
在确保胶凝材料总量和工作性能相同的情况下，选用掺量硅粉15%的混凝土(A)、掺硅量为10%的混凝土(B)以及不掺硅粉的普通混凝土(C)，混凝土配合比见表3。此次检测首先考察不同硅粉掺量对混凝土抗折强度变化作用规律，根据经济性确定出硅粉的最优掺量。进行室内车辙、弯曲变形、浸水马歇尔、耐磨性能、冻融劈裂和抗疲劳试验。
三、耐海水腐蚀试验
对选定的配方进行耐海水腐蚀检验，结合人工海水。配置人工海水中NaCl为120g/L，MgCl2为11g/L，MgSO4•7H2O为20g/L，CaSO4为10g/L，KHCO3为3.6g/L。把硬化后的混凝土放入配置好的溶液里，为确保溶液溶度，每月应更换一次腐蚀溶液。浸泡一段时间后取出试验后混凝土的抗折、抗压强度，并观察分析试样的表面状况。
图1为试样侵泡150d后的照片。试验后试样的表面呈完整状，无明显被破坏的情况，试样质量前3个月形成不断提高的趋势，后期质量变化不明显，这是海水盐分的渗入和混凝土水泥水化所导致。
图2为海水浸泡试样不同时间段强度值变化。由图2试验结果可以分析，海水环境下的混凝土强度性能较高，自身结构紧完善，对盐类的腐蚀具有一定的抵抗作用。混凝土内部空隙结构和界面有了全面的提高，混凝土的强度得增。
结语
结合全文来分析，在海水环境下的配比1混凝土强度性能较高，对盐类的腐蚀具有高效的制衡作用，混凝土的强度得到了改善,为类似的混凝土配合比设计提供了可行的借鉴。现在科学技术正在不断地发展进步，相信相关的技术工作人员会继续研究水下基桩混凝土的配比和腐蚀性，在以后的发展过程中其抗腐蚀性程度也会有很大的提升，但是这些进步需要相关工作人员不断努力，研发新型技术和方法。
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论文作者:郭秀娟
论文发表刊物:《基层建设》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/7
标签：混凝土论文; 钢筋论文; 水下论文; 强度论文; 作用论文; 海水论文; 性能论文; 《基层建设》2017年第25期论文;