干旱区生态环境知识资源中心(Arid): 环海强侵蚀环境下混凝土关键技术研究与应用

Arid

	环海强侵蚀环境下混凝土关键技术研究与应用
	叶国强; 董奇峰; 焦继轩; 王鹏禹; 姬脉兴; 谢凯军; 李炳汉; 潘纪良; 薛贵金; 姜建波
完成单位	中国水利水电第三工程局有限公司
登记(发布)日期	2010
中文摘要	1.课题来源课题来源于路赛CP1工程,因为CP1工程是当前《卡塔尔路赛开发区规划》中投资规模最大的工程,技术标准最高的一项基础市政设施工程,也是目前中水集团在海外中标的最大单标项目,总投资6.42亿美元(原合同),在加上后续新增的三大管线系统(冷却管系统、真空垃圾回收管线、燃气管道系统),合同标价接近100亿人民币。项目土建主要包括8.5公里地下通用箱涵,(5.3公里的支涵)、1个7.17万m3饮用水供水池,1个4.11万m3饮用水池和2个1.72万m3的灌溉水池等,7个大型地下结构工程,混凝土总方量约52万m3。该工程毗邻波斯湾,混凝土底板最大埋深为10m(高程为-7.5m左右),地下水位高,具有海水中氯盐介质侵蚀环境作用条件;混凝土建筑物外部土质为碱性(PH=9.2)典型环海地质,土层具有强侵蚀性。因此,CP1工程施工技术规范对结构物混凝土采用高抗氯离子渗透性的高性能泵送混凝土,所有地下结构物的混凝土设计强度等级均为同一标准。我们选择以IR3/IR4灌溉水池泵站为例进行分析研究。IR3/IR4灌溉水池泵站是CP1工程的分项工程之一,混凝土设计强度等级为C40/20(二级配,最大骨料粒径20mm),其结构物底板具有典型的代表性,尺寸设计为55.5×55.5m(长×宽),厚度为2.6m,混凝土量约1.6×104m3,总共分24块,单块最大浇筑量为1300 m3,采用一次性浇筑。业主在特殊条款中明确规定了泵站底板混凝土电通量≤500C,混凝土表面渗透性≤5mm,氯离子扩散性≤2.5×10-12m2/s。 2.课题背景由于项目临近波斯湾海峡,高温、少雨、天气经常是干燥多风、多沙尘、多雾,具有典型的沙漠性气候特征,尤其在5、6月份沙尘天气尤为突出,每年4～10月份为高温时段,白天最高气温高达50℃以上,夜晚湿度较大;11月～来年3月份温度适中,白天气温在30℃以上,夜间温度降到10℃左右,昼夜温差较大。地下海水、海风、海雾、海砂中均含有氯离子,这些环境因素都直接影响着混凝土施工质量和结构耐久性。 2.1.技术原理为满足路赛CP1工程混凝土规范提出的各项需要,我们借鉴国内厦门集美跨海大桥、青岛海湾大桥、杭州湾跨海大桥等工程的混凝土配合比设计和施工经验,结合本项目的实际,采用水泥掺粉煤灰、硅粉和高效塑化剂等技术措施,进行了该项目所用混凝土配合比设计和施工工艺研究。 2.2 性能指标混凝土性能指标检测项目龄期(d)标准要求混凝土强度(Mpa)7～28≥50 入仓坍落度(mm)-125±25 混凝土电通量 28≤500 混凝土渗透性(mm)28≤5 氯离子含量(﹪)28≤0.2 SO3离子含量(﹪)28≤4.0 吸水率(﹪)28≤1.6 毛细上升(mm)283.5 初始表面吸水率(﹪)281h@0.10 氯离子扩散性(m2/s)28≤2.5×10-12 干缩值(﹪)28≤0.05 CP1工程混凝土检测项目多达10项,特别是耐久性项目除电通量和氯离子扩散系数外,还有国内很少采用的水渗透高度、吸水率、毛细上升高度、干缩率等。 CP1工程泵送混凝土配合比技术达到国际领先水平,体现在用水量低、胶凝材料用量低,掺合料组合合理,凝结时间适宜利于施工等方面;硬化混凝土性能方面,如28d氯离子扩散系数、电通量等,水渗透高度、毛细上升高度等不但满足设计要求,还有较大富裕,这两项技术要求通过查询国内迄今还未使用过。四、技术成熟程度,使用范围和安全性该课题依托卡塔尔路赛CP1工程,混凝土总量52万m3,合同额13亿美元,是当前《卡塔尔路赛开发区规划》中投资规模最大、技术标准最高的一项基础市政设施工程,也是目前中国水电集团在海外中标的最大单标项目。工程临近波斯湾海峡,具有典型的沙漠性气候和环海强侵蚀环境特征。工程采用设计强度等级为C40/20D的高性能泵送混凝土,耐久性要求非常高。通过大量对比实验,研究了“水泥+矿渣+硅粉”和“水泥+粉煤灰+硅粉” 高性能混凝土配合比方案,确定采用“水泥+粉煤灰+硅粉”方案,提出了适用于沙漠及环海强侵蚀环境的高强和高抗氯离子渗透的泵送混凝土配合比,该配合比具有施工性能好、用水量少、胶凝材料用量低和温升低的特点。通过现场工艺性试验,总结出采用先进施工设备和模板,加强养护保温防裂等一整套适合于沙漠及环海环境的低坍落度泵送混凝土施工工艺。该成果提出的“水泥+粉煤灰+硅粉”配合比技术路线,为沙漠及环海强侵蚀环境下混凝土施工开辟了新途径,应用前景广阔。该研究成果总体达到了国际先进水平。五、应用情况及存在的问题 5.1 应用情况该课题研究成果成功应用到卡塔尔CP1项目,已完成45万m3混凝土施工,经现场抽检,混凝土各项指标全部满足合同要求,该配合比方案已被纳入卡塔尔相关部门的技术标准,并被其他国外承包商采纳。 5.2 存在的问题卡塔尔国家绝大部分陆地已经沙漠化,因地下岩石长期受到海水的浸蚀,早已成强风化状态。据我们市场调查,该国家除了具有大量的石油和纯净的天然气以以外,所有在建的市政基础设施工程使用材料均从其他国家进口,所以,有时候混凝土生产不稳定,给混凝土质量控制增加不少的难度。六、获奖情况本课题,2011年已获得了中国水利水电建设集团公司科技进步二等奖。
中文关键词	强侵蚀 ; 混凝土 ; 关键技术 ; 混凝土性能
成果类型	应用技术
语种	中文
国家	中国
中图法分类号	TU528.06
URL	http://dbpub.cnki.net/grid2008/dbpub/detail.aspx?dbcode=SNAD&dbname=SNAD&filename=SNAD000001408936
资源类型	成果
条目标识符	http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/242727
推荐引用方式 GB/T 7714	叶国强,董奇峰,焦继轩,等. 环海强侵蚀环境下混凝土关键技术研究与应用[Z]. 应用技术,2010.