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摘要：高强度混凝土是指抗压强度达到或者超过50Mpa 的混凝土，按划定的强度等级来分，高强度混凝土的强度等级在C60以上。这是一种新型的建筑材料，具有抗压强度高、密度大、孔隙率低等优点，因此广泛应用在各类建筑物中，尤其是港口工程中，应用更是普遍。本文分析了高强度混凝土在港口施工中的应用。
关键词：高强度混凝土；港口施工；应用
高温、高盐、高湿而又复杂多变的海洋环境是混凝土所面临的最为恶劣的环境之一。港口建筑设施中，许多混凝土构件会长期受到海水侵蚀和海浪冲击，处在高腐蚀性的环境中。海水中的氯离子会逐渐渗入构件内部，造成钢筋锈蚀，破坏混凝土结构，从而极大地影响了港口建筑设施的使用寿命。
1普通混凝土自身的缺陷
普通混凝土自身的缺陷， 导致实际施工操作中， 采取措施来防止钢筋锈蚀存在诸多的困难， 实施效果也往往不佳。一是增厚保护层是防止钢筋锈蚀的好办法，但保护层一旦过厚，反而更容易造成开裂，增加了混凝土被破坏的几率。二是若采取表面涂层的办法来增强保护功能，一方面表面涂层自身也会与外部环境发生反应；另一方面保护涂层非常容易被破坏。三是若使用特种钢筋（如环氧涂层钢筋）或者采取阴极保护的办法，即使不提造价不菲的因素，施工操作的难度就成为难以解决的问题。四是若使用阻锈剂则要求钢筋周围的阻锈剂含量要适当，操作难度也不小。
2高强混凝土的主要特点
2.1低水灰比
水灰比是控制混凝土强度的重要参数， 拌制混凝土用水量的多少， 直接影响混凝土的强度、耐久性和收缩性， 过去使用的混凝土水灰比一般不小于0.5；但高强度混凝土的水灰比一般低于0.35， 更高强度的混凝土水灰比甚至已降到0.20。高强混凝土的强度对水灰比的少许变化都非常敏感， 即使这样低的水灰比仍可使混凝土的坍落度达到可以泵送的程度。而实现如此低的水灰比全赖于高效减水剂，也正是高效减水剂的问世， 才使混凝土技术跨入了一个新的时代， 它使混凝土的高强度和同时具有高流动性变得相当容易。
2.2相对低水泥用量
高强混凝土强度的大幅度提高并不完全靠增加水泥用量。高强混凝土C50～C120 所需水泥量通常在400～500kg/m， 可通过掺加粉煤灰、硅粉等矿物粉末提高混凝土的强度， 国外有仅用260～270kg/m3。掺加粉煤灰和硅粉可以减少混凝土中的空隙， 增加了胶凝材料的活性， 明显提高混凝土的强度， 加入一定权量粉煤灰或粉煤灰、硅粉双掺所增加的强度可以比继续增加同样重量水泥所增加的强度大。
2.3抗压比例极限高， 而抗拉、抗压强度比低
高强混凝土在应力达到峰值（抗压强度） 的75%～90%以前均为弹性工作阶段， 线性段的范围随强度的提高而增大；而在低强混凝土中线性段的上限仅有峰值的40%～50%， 因此， 高强混凝土的弹性模量高于普通混凝土弹性模量推荐结果， 这对增加结构刚度很有利。但高强混凝土的抗拉或抗剪强度却相对较低， 因此只考虑高强混凝土的抗压强度并按普通混凝土的概念推论， 有时就会出错。
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3高强度混凝土在港口施工中的应用
3.1严格把关原料选择与施工
配置强度为C60 或更高强度级别的混凝土，不需要特殊的材料，但是所用的原材料必须有较好的性能，且质量稳定，在施工期间性不能发生太大的变化。因此要指定专人对各种原材料及其生产状态进行检测；如果配置强度在C80 以上的混凝土，水泥在水化时不可避免会在内部产生细微的毛细孔，影响到混凝土的密实性，因此需要加入微米级的超细活性颗粒进行增密处理。需要注意的是这些细小的颗粒需水量很大，就需加入大量高效的减水剂使之塑化，否则很难施工。高强度的混凝土要求低水灰比、高强度，这就要求掺入高性能的外加剂，外加剂的种类的量要通过实验来确定。不仅如此，在正式进行生产前，要对不同的配比方案进行优选，模拟实际生产环境，进行试配，且搅拌的时间较普通混凝土长，采用强制式搅拌机，以确保搅拌均匀。试验条件下配置符合条件的高强度混凝土较为容易，但是在真实施工环境中，由于水灰比很低，一些普通条件下的不敏感因素会变得敏感起来，极大影响了混凝土的强度。这就要求在施工过程中时刻注意各种条件和因素的变化，根据这些变化，实时调整工艺参数。
3.2做好面层混凝土和预应力混凝土构件的施工
一是面层高强度混凝土的施工。混凝土中的胶凝材料在水化过程中会产生干燥收缩。港口面层混凝土施工时如果干燥收缩程度太大，就会产生裂缝。干燥收缩主要与水泥净浆的收缩以及骨料的含量有关。产生干燥收缩的主要成分是水泥石，减少混凝土中水泥的含量就可以减小收缩。在水灰比一定的情况下，增加用水量，水泥浆体的含量不断增加，加重了混凝土的干燥收缩。在用水量一定的情况下，水灰比越大，混凝土中胶凝材料越小，水泥浆体的水化产物也就较少，相应的混凝土的干燥收缩也相对减小了。为了减小混凝土的干燥收缩一般应控制水灰比在合适的范围，采用较低的单位体积用水量，但是用水量也不宜过低，过低的用水量容易加大自收缩的程度。针对我国南北环境的差异，北方的水泥用量可以比南方的少一点，而南方混凝土掺入外加剂的量可以少一些。总体来说混凝土的用量控制在300～360Kg/m3。二是预应力混凝土构件施工。预应力混凝土构件一般都选用高强度混凝土。如果构件的悬挑板厚度较大，坡度较陡、板面的插筋较多时，采用双面支模浇注的方法难度较大，一般采用支底模与侧模平面浇注的方法，为了解决混凝土的坍塌问题，需要采用2.0～3.0cm 低坍落度的混凝土，施工时采用由上而下、阶梯形浇注的方法。为了确保高强度混凝土的密实性，浇筑时要认真进行振捣，承压板和锚板周围的混凝土不可漏振，不得存在蜂窝或孔洞。另外振捣时不得踏压或碰撞到预应力筋、马凳以及顶部的预埋件。如果施工时天气较为寒冷，可以在高强度混凝土中掺入防冻剂和早强剂。
3.3施工中面临的问题
一是细微裂缝。高性能混凝土在实际施工中容易产生较为细微的裂缝，其中构件的顶部和底部是裂缝高发区，若处理不当，就会弱化其对内部钢筋的有效保护。二是保护层施工容易发生的问题。在高性能混凝土保护层的施工中，若混凝土与保护层之间不紧密，存在可以渗透氯离子的通道或者保护层的垫块摆放不够规范的话，同样容易发生问题，也不利于高性能混凝土对钢筋的的保护。三是高性能混凝土的胶凝材料水化过程较长、初凝时间长。
3.4.应对措施和注意事项
3.4.1细微裂缝的处理。通过优化构件中钢筋排列或增加防开裂钢筋等方式，降低开裂的可能性。控制混凝土浇注时的气温：确保在-5℃～35℃之间进行浇注。浇注结束后注意及时对表面浮浆进行清除，以降低构件顶部产生裂缝的几率。控制混凝土坍落度，通过施工中高效减水剂的调节，使坍落度大于12cm。注意湿养护，尤其是初凝后的养护。一般来说，保湿养护要达到15天以上。
3.4.2保护层施工的注意事项。混凝土垫块的选用，应使用强度高于母体混凝土强度的高性能混凝土材料。
高强度混凝土的港口施工首先要做好试验工作，加强对原材料的质量控制，施工过程中还要实时对性能进行监测，并根据实际情况调整配合比。只有这样才能保证良好的施工质量。
参考文献：
[1]皇甫熹，徐强，俞海勇，王琼.高性能海工混凝土在东海大桥工程中的应用[J].世界桥梁，2015.
论文作者:崔玉会
论文发表刊物:《基层建设》2017年第33期
论文发表时间:2018/2/28
标签：混凝土论文; 水灰比论文; 强度论文; 高强度论文; 钢筋论文; 保护层论文; 构件论文; 《基层建设》2017年第33期论文;