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摘要：本文介绍海水施工环境中高性能混凝土的特点及实际施工过程中的应用与控制。
关键词：海水；高性能；混凝土；应用；控制
1、引言
烟大铁路轮渡工程栈桥2标铁路栈桥位于烟台港北站，全长90.25m。其下部工程在海中施工质量直接影响到整个工程的成败，关系重大。部分墩台长期处于海水侵蚀的环境中，要求混凝土具备高耐腐蚀性、高施工性、高抗渗性、高体积稳定性（硬化过程中不开裂，收缩徐变小）、高抗冻性，最终获得高耐久性能。因此，高效能混凝土被应用到该工程实践当中。
2、高性能混凝土研究发展现状
许多欧美、亚洲国家都投入相当大的人力、物力、财力用于高性能混凝土的研发，并取得一定成果。我国清华大学于1992年开始进行高性能混凝土研究；“九五”期间，在重点工程中成功应用了高性能混凝土。同时各国学者如阿部道彦、Aiteina、Carbonari和Domone等提出了高性能混凝土配合比设计方法。
3、高性能混凝土的防腐及试验研究
3.1高性能混凝土的防腐原理
在同一种海水作用下，一部分混凝土具有抗蚀性，长期以来没有发现破坏迹象；而另一部分混凝土则无抗蚀性，在短期内即完全破坏。因此，混凝土的破坏原因不仅取决于海水的作用，还取决于混凝土本身的性能。调查研究的数据证明，多孔的和渗水性高的混凝土，即使采用耐腐蚀混凝土，浸泡于海水中也是不能耐久的。同时，研究结果还证明，仅仅增加混凝土的密实性，是无法完全解决提高混凝土的抗蚀性问题和保证海上混凝土构筑物的使用寿命的。只有同时满足两个条件即采用防腐胶凝材料和提高混凝土的密实性(抗渗性)，才能保证钢筋混凝土的耐久性。
3.2提高钢筋混凝土耐腐蚀的技术途径
3.2.1改善水泥石的基本组成
上述的论述表明，造成水泥石腐蚀的内在原因是水泥石中存在易被腐蚀的Ca(OH)2和水化铝酸钙。因此，设法降低这两种成分的含量能有效地提高水泥石耐海水腐蚀的能力。实践证明，在混凝土中掺加活性矿物质掺合料能显著减少Ca(OH)2的含量，C3A的相对含量也有所降低。而使用的水泥则应控制C3A的含量不超过8％。
3.2.2提高混凝土的密实度
混凝土由于自身的特点，内部存在连续的毛细孔隙，从而使腐蚀性介质极易通过孔隙侵入水泥石内部，加速水泥石的腐蚀。在实际工程中要提高混凝土的密实度可采取：选择级配良好的粗细骨料；合理的设计混凝土配合比；尽可能降低W／C；改善施工方法以及掺入密实抗渗剂等。
3.2.3在混凝土中掺加防腐阻锈抗渗剂
在混凝土中掺加防腐阻锈抗渗剂，其能与有害物质化合成不溶性鹽类或综合物，并借助于扩散作用从混凝土中浸出，从而提高混凝土自身的防腐能力；抗渗剂能提高混凝土的抗渗透能力，减少有害物质向混凝土内渗透或扩散；阻锈剂修补钢筋表面的氧化物保护膜，抑制氯离子的活化作用，并加速氯离子化合成难溶的水合氯铝酸钙，填充到毛细孔隙中，从而减缓其对钢筋的直接影响，并提高了混凝土的密实度。
3.3本工程采用的配合比及原材料的简介
3.3.1水泥：烟台三菱水泥集团公司生产P•042．5，实测28d强度为49．3MPa。
3.3.2砂：栖霞铁口中砂，细度模数2．80，含泥量1．2％，级配合格。
3.3.3石子：栖霞五林庄碎石，粒径范围5mm-30mm，连续粒级，含泥量0．32％，压碎指标l2．5％
3.3.4粉煤灰：龙口电厂，II级，烧失量5．5％，需水量比105％
3.3.5外加剂：烟台三联泵送减水剂YJ2-Ⅱ、青岛科力PC-2引气剂、CW系高性能防腐阻锈抗渗剂，掺量3％－5％，减水率25％－30％，引气量4.5％－6.5％，含碱量0.20％－0.35％，氯离子含量0.01％－0.03％。
3.3.6水：自来水。
3.4试验数据：以铁路栈桥1＃B桥墩承台为例
通过对施工过程中抽样试验研究，确定C40F300P10高性能混凝土所用材料和配合比完全满足设计和施工要求。商品混凝土供应站生产试验与施工现场试验结果基本一致，混凝土的物理力学性、长期耐久性、体积稳定性、耐腐蚀性符合设计和相关规范标准的要求，具备了高性能混凝土的基本特性——良好的工作性和优良的耐久性。
4、高性能混凝土的主要技术内容及提高混凝土耐久性的措施
4.1主要技术内容
4.1.1混凝土配制
混凝土应使用同一种原材料和相同的配合比，混凝土拌合物应具有良好的和易性、不离析、不泌水。矿物掺合料作为混凝土不可缺少的组分，在考虑掺合料活性的同时，充分利用各种掺合料的不同粒径，在混凝土内部形成紧密充填，增强混凝土的致密性，在外加剂方面应进一步重视解决外加剂和水泥的适应性，减少混凝土的泌水率，减少混凝土坍落度的经时损失。
除了不同水胶比将导致硬化后混凝土颜色变化外，骨料对外观的影响也不可忽视，因此同一个视觉面的混凝土工程，应采用相同类型的骨料。
4.1.2混凝土模板
为了使清水混凝土表面光滑无气泡，应根据不同强度等级混凝土选用不同材质的模板，而脱模剂除了起到脱模作用外，不应影响混凝土的外观。
4.1.3混凝土施工
混凝土浇注时，混凝土下料口与浇筑面之间距离不能过大，否则混凝土易离析，采用插入式振动器振捣，应做到“快插慢拔”，在振捣过程中，宜将振动棒上下略有抽动，以使上下振动均匀。每点振捣时间一般20――30s，保证了混凝土表面不再显著下沉、不再出现气泡、表面泛出灰浆。
4.1.4混凝土养护
混凝土的养护采用保温、保湿养护，延缓混凝土降温速度，混凝土表面覆盖棉被，再撒淡水养护。应确保混凝土表面不受污染，充分合理的养护是保证混凝土硬化后表面和内在质量的关键。
4.2提高混凝土耐久性的措施
高性能水工混凝土工程耐久性是一项系统工程。为保证整个设计的系统性、完整性、规范性、科学性和可行性，必然需要一个完善的整体思路和框架。根据设计要求，采取以下措施：适当提高混凝土保护层厚度；施工中使用环氧涂层钢筋；施作混凝土保护涂层。
5、结束语
高性能混凝土由于其优势明显，已经得到广泛使用。今后需要更深入的研究，以降低成本，扩大它的应用范围。加大对低品位骨料的有效利用，再生骨料和人造轻骨料的研究开发，减轻环境负荷，进一步研究和发展混凝土劣化机理和维护方法，降低混凝土结构后期维护和加固成本。
关键词：海水；高性能；混凝土；应用；控制
1、引言
烟大铁路轮渡工程栈桥2标铁路栈桥位于烟台港北站，全长90.25m。其下部工程在海中施工质量直接影响到整个工程的成败，关系重大。部分墩台长期处于海水侵蚀的环境中，要求混凝土具备高耐腐蚀性、高施工性、高抗渗性、高体积稳定性（硬化过程中不开裂，收缩徐变小）、高抗冻性，最终获得高耐久性能。因此，高效能混凝土被应用到该工程实践当中。
2、高性能混凝土研究发展现状
许多欧美、亚洲国家都投入相当大的人力、物力、财力用于高性能混凝土的研发，并取得一定成果。我国清华大学于1992年开始进行高性能混凝土研究；“九五”期间，在重点工程中成功应用了高性能混凝土。同时各国学者如阿部道彦、Aiteina、Carbonari和Domone等提出了高性能混凝土配合比设计方法。
3、高性能混凝土的防腐及试验研究
3.1高性能混凝土的防腐原理
在同一种海水作用下，一部分混凝土具有抗蚀性，长期以来没有发现破坏迹象；而另一部分混凝土则无抗蚀性，在短期内即完全破坏。因此，混凝土的破坏原因不仅取决于海水的作用，还取决于混凝土本身的性能。调查研究的数据证明，多孔的和渗水性高的混凝土，即使采用耐腐蚀混凝土，浸泡于海水中也是不能耐久的。同时，研究结果还证明，仅仅增加混凝土的密实性，是无法完全解决提高混凝土的抗蚀性问题和保证海上混凝土构筑物的使用寿命的。只有同时满足两个条件即采用防腐胶凝材料和提高混凝土的密实性(抗渗性)，才能保证钢筋混凝土的耐久性。
3.2提高钢筋混凝土耐腐蚀的技术途径
3.2.1改善水泥石的基本组成
上述的论述表明，造成水泥石腐蚀的内在原因是水泥石中存在易被腐蚀的Ca(OH)2和水化铝酸钙。因此，设法降低这两种成分的含量能有效地提高水泥石耐海水腐蚀的能力。实践证明，在混凝土中掺加活性矿物质掺合料能显著减少Ca(OH)2的含量，C3A的相对含量也有所降低。而使用的水泥则应控制C3A的含量不超过8％。
3.2.2提高混凝土的密实度
混凝土由于自身的特点，内部存在连续的毛细孔隙，从而使腐蚀性介质极易通过孔隙侵入水泥石内部，加速水泥石的腐蚀。在实际工程中要提高混凝土的密实度可采取：选择级配良好的粗细骨料；合理的设计混凝土配合比；尽可能降低W／C；改善施工方法以及掺入密实抗渗剂等。
3.2.3在混凝土中掺加防腐阻锈抗渗剂
在混凝土中掺加防腐阻锈抗渗剂，其能与有害物质化合成不溶性鹽类或综合物，并借助于扩散作用从混凝土中浸出，从而提高混凝土自身的防腐能力；抗渗剂能提高混凝土的抗渗透能力，减少有害物质向混凝土内渗透或扩散；阻锈剂修补钢筋表面的氧化物保护膜，抑制氯离子的活化作用，并加速氯离子化合成难溶的水合氯铝酸钙，填充到毛细孔隙中，从而减缓其对钢筋的直接影响，并提高了混凝土的密实度。
3.3本工程采用的配合比及原材料的简介
3.3.1水泥：烟台三菱水泥集团公司生产P•042．5，实测28d强度为49．3MPa。
3.3.2砂：栖霞铁口中砂，细度模数2．80，含泥量1．2％，级配合格。
3.3.3石子：栖霞五林庄碎石，粒径范围5mm-30mm，连续粒级，含泥量0．32％，压碎指标l2．5％
3.3.4粉煤灰：龙口电厂，II级，烧失量5．5％，需水量比105％
3.3.5外加剂：烟台三联泵送减水剂YJ2-Ⅱ、青岛科力PC-2引气剂、CW系高性能防腐阻锈抗渗剂，掺量3％－5％，减水率25％－30％，引气量4.5％－6.5％，含碱量0.20％－0.35％，氯离子含量0.01％－0.03％。
3.3.6水：自来水。
3.4试验数据：以铁路栈桥1＃B桥墩承台为例
通过对施工过程中抽样试验研究，确定C40F300P10高性能混凝土所用材料和配合比完全满足设计和施工要求。商品混凝土供应站生产试验与施工现场试验结果基本一致，混凝土的物理力学性、长期耐久性、体积稳定性、耐腐蚀性符合设计和相关规范标准的要求，具备了高性能混凝土的基本特性——良好的工作性和优良的耐久性。
4、高性能混凝土的主要技术内容及提高混凝土耐久性的措施
4.1主要技术内容
4.1.1混凝土配制
混凝土应使用同一种原材料和相同的配合比，混凝土拌合物应具有良好的和易性、不离析、不泌水。矿物掺合料作为混凝土不可缺少的组分，在考虑掺合料活性的同时，充分利用各种掺合料的不同粒径，在混凝土内部形成紧密充填，增强混凝土的致密性，在外加剂方面应进一步重视解决外加剂和水泥的适应性，减少混凝土的泌水率，减少混凝土坍落度的经时损失。
除了不同水胶比将导致硬化后混凝土颜色变化外，骨料对外观的影响也不可忽视，因此同一个视觉面的混凝土工程，应采用相同类型的骨料。
4.1.2混凝土模板
为了使清水混凝土表面光滑无气泡，应根据不同强度等级混凝土选用不同材质的模板，而脱模剂除了起到脱模作用外，不应影响混凝土的外观。
4.1.3混凝土施工
混凝土浇注时，混凝土下料口与浇筑面之间距离不能过大，否则混凝土易离析，采用插入式振动器振捣，应做到“快插慢拔”，在振捣过程中，宜将振动棒上下略有抽动，以使上下振动均匀。每点振捣时间一般20――30s，保证了混凝土表面不再显著下沉、不再出现气泡、表面泛出灰浆。
4.1.4混凝土养护
混凝土的养护采用保温、保湿养护，延缓混凝土降温速度，混凝土表面覆盖棉被，再撒淡水养护。应确保混凝土表面不受污染，充分合理的养护是保证混凝土硬化后表面和内在质量的关键。
4.2提高混凝土耐久性的措施
高性能水工混凝土工程耐久性是一项系统工程。为保证整个设计的系统性、完整性、规范性、科学性和可行性，必然需要一个完善的整体思路和框架。根据设计要求，采取以下措施：适当提高混凝土保护层厚度；施工中使用环氧涂层钢筋；施作混凝土保护涂层。
5、结束语
高性能混凝土由于其优势明显，已经得到广泛使用。今后需要更深入的研究，以降低成本，扩大它的应用范围。加大对低品位骨料的有效利用，再生骨料和人造轻骨料的研究开发，减轻环境负荷，进一步研究和发展混凝土劣化机理和维护方法，降低混凝土结构后期维护和加固成本。