陆家启
柳州航道管理局
【摘 要】高性能混凝土生产技术的日趋成熟，目前已经在工程建设中逐步取代了传统混凝土，成为了工程施工的首选。高性能混凝土以优质的原材料为基础，适当加入了高性能外加剂和掺合料，其质量得到了有效保证，具有耐久稳定性好、材料强度高以 及用途广泛等优势。本文基于港口与航道工程混凝土施工特点，从混凝土原材料选择、混凝土配合比设计和管理、混凝土施工过程中常见问题与优化措施等方面对其进行分析，以期提高港口与航道工程混凝土施工质量。
【关键词】港口与航道；混凝土特点；配比设计；施工问题；措施
港口与航道作为供船舶安全停泊的交通运输枢纽及安全航行通道，作为交通运输的基础设施，对促进我国经济发展具有积极地推动作用。随着中国经济的快速发展，港口航道的重要性日益凸显，对港口航道工程建设质量的要求也越来越高，为此，必须从建设初期环节着手，严格控制混凝土配比设计，减少施工期质量问题。
1 港口与航道工程混凝土特点
在港口与航道工程施工阶段，因工程受水环境影响，故而所用混凝土有其自身特性，具体表现为如下几方面：
1）港口与航道工程的混凝土施工需参照海水、淡水环境及建筑物标高要求划分区域；
2）港口与航道工程混凝土的配置比例设计、使用性能、结构特点都需要满足使用耐久性要求：a.按照使用耐久性要求，港口与航道工程混凝土的水灰比有最大限定值；b.由于港口与航道工程施工长期受水环境影响，故而对混凝土材料中的水泥用量有最低限定值；c.港口与航道工程必须增强其抗冻强度，在混凝土中掺加一定剂量的引气剂。
3）相关的其他特殊性能，如抗渗性、耐腐蚀和水化热等。
2 港口与航道工程混凝土原材料选择分析
2.1 水泥材料的选择
港口与航道工程配置混凝土时可用的水泥材料类型分为如下几类：硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、与普通硅酸盐水泥及其它型号水泥，需要明确的是，不论选择哪种型号的水泥，都需依照现行国家规定标准选取。同时应根据不同地区、不同部位选择适宜的水泥材料：a.硅酸盐水泥与普通硅酸盐水泥的构成熟料中的铝酸钙的含量值大约为 6%~12%，适宜应用在有抗冻要求的混凝土中；b.矿渣硅酸盐水泥则适宜应用在不受冻但受海水长期腐蚀的浪溅区域的混凝土配置中；c.烧黏土质火山灰质硅酸盐水泥严禁应用港口与航道施工中；d.使用矿渣矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥时，宜同时添加减水剂。
2.2 骨料的选择
2.2.1细骨料的选择
港口与航道工程混凝土所需细骨料材料要以级配高、质地硬的中砂为主，细度模数要满足4.2~4.8的范围值。为避免混凝土产生离析问题，要加大粒径为 0.315mm 以内的骨料比例。一般情况下，经过0.315mm 筛孔的砂含量要在15% 以上。同时，工程实践证实，细度模数越高的中砂越能够减少水泥的使用总量。
2.2.2 粗骨料的选择
港口与航道工程混凝土所用粗骨料材料的矿物成分、形状、强度与大小都可对混凝土的使用强度产生直接影响。通常选择密实性较高的火成岩、正长石、花岗岩、石灰石、等碎石，其最大粒径要在20mm以内，且各方向要趋于一致。一般而言，骨料粒径越小，混凝土的使用强度越高，其原因可能为小骨料表面系数高，界面受力不均程度小，从而增大了其与水泥浆之间的粘结面积。
2.3 掺合料的选择
港口与航道工程混凝土所用掺合料要以细掺料为主，为提高混凝土性能，可将粉煤灰、磨细矿粉及硅粉加入其中。其中，硅粉内的颗粒极细，可充分发挥其微填充效应，增强混凝土孔结构的细密性，从而提高混凝土的使用耐久性和强度。
3 港口与航道工程混凝土配合比
3.1 港口与航道工程混凝土配合比的设计
3.1.1混凝土配置强度
港口与航道工程混凝土的配置强度应以公式①为计算标准来确定：
fcup=fcu，k+1.645σ ①
其中，fcup代表混凝土配置强度（M，Pa）；fcu，k代表施工设计混凝土强度（M，Pa）；σ代表工程实地统计的混凝土立方体所能承受的抗压强度标准差（M，Pa）。另外，混凝土配置强度公式中的σ的选择要满足下列要求：
1）若施工方对最近时间段的混凝土强度进行统计，且有详细统计资料时，σ接下式计算；2）若施工方未对最近时间段的混凝土强度进行统计时，要以表1中混凝土抗压强度标准差的平均值（σ0）为准。表1 混凝土强度标准差的平均水平值（σ0）为准。
表1 混凝土强度标准差的平均水平值
3.1.5 水泥用量的确定
水泥用量的确定可根据最佳砂率与水灰比来确定，进行水泥用量和坍落度之间的曲线绘制，结合施工设计所要求的坍落度从图示中查找水泥用量值。
3.1.6 砂石用量的确定
在进行每立方米混凝土内砂石用量的计算时，可以根据绝对体积法进行计算，假设砂石用量体积为V，计算根据公式③~⑤ 来确定：
V=1000（1-0.01A）－WW/ρw－Wc/ρc ③
Wfa=Vγρfa ④
Wca=V（1-γ）ρca ⑤
其中，A、WW、ρw、Wc、Wfa、γ、ρfa、Wca、ρca、分别代表混凝土拌合物的量、每立方米混凝土所用的水量大小、水的密度值、每立方米混凝土所用水量；每立方米混凝土中砂的重量、砂率、砂的表面密度、每立方米混凝土所含石的重量、kg/L 的石块的表面密度大小。
3.2 混凝土配合比的管理
配合比管理的具体要求为：1）港口与航道工程混凝土掺合料与外加剂的使用类型种类较多，为提高混凝土施工质量，要合理选择并全程监督混凝土搅拌过程；2）根据已经确定的材料、水灰配合比及设备情况，经济、合理确定施工配合比；3）严格按照混凝土配合比例设计要求组织混凝土供应，行灌注施工时，必须进行常规试验处理。
4 混凝土施工的常见问题及优化措施
港口与航道工程混凝土施工常见问题如下：a.混凝土浇筑不规范，如振捣措施不到位，混凝土分层厚度超标等；b.混凝土施工配比问题，如下雨天气施工未增加砂的含量、未及时检测石料的含水率。针对上述问题，作者提出如下几点措施：a.严格按照《水运工程混凝土施工规范》开展混凝土施工；b.海上混凝土施工要做好具体防护措施；c.做好预应力钢筋混凝土中的钢筋保护，其保护层厚度要符合规定标准要求；d.加大对混凝土涂层的保护力度。
5 结束语
综上所述，港口与航道混凝土施工与普通建筑混凝土施工不同，需经济、合理选用水泥及骨料等原材料，严格控制混凝土配置比例，做好施工防护措施，以保障混凝土整体施工质量。
参考文献：
[1]杨利，徐杨.港口，航道工程混凝土配合比设计研究分析[J].城市道桥与防洪，2014.
[2]张利萍，罗凯.模袋混凝土护坡施工技术在港口航道整治工程中的作用[J].中国水运，2014.
[3]梅兴旺.浅谈港口航道的施工管理技术应用[J].科技展望，2015.
[4]郭金泉.对港口与航道工程混凝土配合比设计和施工的探析[J].中国水运（下半月），2014.
[5]李广蜻，付营军.港口与航道工程中大体积混凝土的施工裂缝控制体会探讨[J].珠江水运，2015.
论文作者:陆家启
论文发表刊物:《低碳地产》2016年第10期
论文发表时间:2016/8/30
标签：混凝土论文; 航道论文; 港口论文; 工程论文; 骨料论文; 强度论文; 水泥论文; 《低碳地产》2016年第10期论文;