金塘大桥海工砼耐久性施工技术规程

'舟山大陆连岛工程金塘大桥专项技术规程金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程2007.3.1实施浙江省舟山连岛工程建设指挥部发布 舟山大陆连岛工程金塘大桥专项技术规程金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程编制单位：浙江省舟山连岛工程建设指挥部批准部门：浙江省交通厅实施日期：2007年3月1日 （本页为交通厅文件） 目录前言11总则22术语与符号32.1术语32.2主要符号63基本规定73.1结构类型与环境作用等级73.2耐久性设计基本要求84海工耐久混凝土配制104.1混凝土原材料优选104.2海工耐久混凝土配合比设计要求134.3混凝土的试配185结构措施和裂缝控制205.1一般规定205.2混凝土保护层205.3施工缝216混凝土施工226.1耐久混凝土施工控制226.2材料的运输、存贮与检验226.3混凝土拌和236.4混凝土输送246.5混凝土浇筑246.6混凝土振捣266.7混凝土养护276.8夏季施工286.9冬季施工296.10混凝土耐久性评定30附录A：按耐久性设计海工高性能混凝土的原则和方法1附录B：混凝土氯离子扩散系数快速测定方法（NTBUILD492）4附录C：钢筋阻锈剂性能试验方法9附录D：水泥基材料抗裂性能试验－圆环试件11附录E：混凝土养护剂检验12附录F：混凝土的出机温度、浇筑温度的计算16附录G：氯离子侵入混凝土过程的Fick模型及计算方法17参考文献21 金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程前言金塘大桥起于定海金塘岛的小岭，终于宁波镇海庄俞路，由东向西横跨灰鳖洋18.27公里海面，是舟山大陆连岛工程中规模最大的跨海大桥，其结构设计基准期为100年。金塘大桥气候条件恶劣，水文、地形、地质情况复杂。冬季受欧亚大陆冷气团控制，寒冷、干燥、多季风；夏季受太平洋暖湿气流控制，高温湿润，台风频繁，年平均台风影响次数2.56个，极大风速大于40m/s；工程海域潮位为不正规半日潮，涨潮历时略大于落潮历时，平均高潮位1.14m，平均低潮位-0.75m；实测最大潮速3.02m/s，最大潮差3.54m；海水年平均温度17.3℃，年均含盐度2.56%，环境腐蚀类型为Ⅲ类海水氯化物引起钢筋锈蚀的近海或海洋环境，作用等级从中等程度（C级）至极端严重程度（F级）。为提高氯盐侵蚀环境下混凝土结构的使用寿命，尤其是水位变化区混凝土结构在干湿循环、温度变化和氯盐侵蚀共同作用下的使用寿命，现行《公路工程国内招标文件范本》通用技术规范已不能完全满足本工程的需要，为此，在范本第400章的基础上，依据本桥专题研究，参考国内外相关行业技术规范、类似工程的实践经验，针对金塘大桥环境的侵蚀特性，制定严格的海工混凝土耐久性施工规定，强化与耐久性有关的技术条款，切实提高混凝土的耐久性，浙江省舟山连岛工程建设指挥部专题编制了《金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程》，以期配合范本，规范施工。本规程由浙江省舟山连岛工程建设指挥部牵头编制，参加编制的单位有武汉港湾工程设计研究院、中交集团桥隧重点实验室，由张国志、屠柳青执笔，沈旺、张胜利、王昌将、许宏亮、王辉平、甘新平审定。浙江省舟山连岛工程建设指挥部2006年12月-30- 金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程1总则1.0.1金塘大桥处于氯盐侵蚀的海洋环境，桥梁结构的耐久性很大程度上取决于混凝土材料本身的特性以及施工过程中的质量控制。为统一建桥各方思想（业主、监理和施工单位），贯彻混凝土耐久性设计与施工理念，从根本和源头上确保金塘大桥混凝土结构的耐久性，特制定《金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程》（以下简称《规程》）。1.0.2本《规程》主要考虑环境作用对混凝土结构耐久性的影响。金塘大桥环境对混凝土结构材料的作用因素，主要涉及温度、风、湿度及其变化（干湿交替）和环境中氯盐对钢筋的腐蚀。1.0.3本《规程》以提高混凝土耐久性为核心，提出了抗渗性与抗裂性并重的耐久性设计理念，并以混凝土各项性能的均衡发展为目标。1.0.4金塘大桥海工混凝土的配制与施工除应符合本规程外，尚应符合国家及行业现行的有关强制性标准的规定。凡《规程》未提及的内容应遵守有关现行标准的规定。1.0.5混凝土结构的耐久性与许多因素有关，如有基于工程现场经验类比或基于材料性能劣化模型计算结果的可靠依据，并通过专门的论证，可以修正或取代本《规程》的个别规定或要求。-30- 金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程2术语与符号2.1术语2.1.1环境作用能引起结构材料性能劣化或腐蚀的环境因素，如刮风，温、湿度循环变化及各种有害介质等施加于结构上的作用。2.1.2腐蚀材料与周围的环境因素发生物理、化学或电化学作用而引起的渐进性损伤与破坏。对钢材常称为锈蚀。2.1.3结构使用年限结构建成后，在预定的使用与维护条件下，结构所有性能均能满足原定要求的实际年限。2.1.4高性能混凝土（HPC）以耐久性为基本要求，并满足工程其它的特殊性能且匀质性良好，以常规材料和工艺制造的水泥基混凝土。组分上的特点是掺加优质的矿物掺和料和高效减水剂，选用较低的水胶比和较少的水泥用量，在制作上通过严格的质量控制和相配套的技术措施，从而达到良好的工作性、均匀性、密实性和体积稳定性。2.1.5大体积混凝土任意体量的混凝土，其尺寸足以要求必须采取措施，控制由于体积变形（温度及收缩作用）引起的裂缝者均称为大体积混凝土。其通常具有以下特征：⑴不采取温控技术措施，水化热引起的内外温差超过25℃；⑵结构构件最小断面尺寸≥1.0m；⑶构件边界条件约束较大。2.1.6混凝土早期热开裂混凝土由于水化热温升在早期易产生温度开裂，是由于当温度开始上升时混凝土的弹性模量还非常小，因此只有很小部分热膨胀转化为压应力；而随后的冷却过程中，弹性模量增大和松弛作用减小，在约束作用下产生大得多的拉应力，而此时混凝土的抗拉强度还很低，因此导致早期（7d前）热裂缝的出现。-30- 金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程2.1.7海工耐久混凝土用常规原材料、常规工艺、掺加矿物掺和料及化学外加剂，经配比优化和严格的施工控制而生产的，在海洋环境中具有高耐久性、高尺寸稳定性和良好工作性的高性能混凝土。2.1.8混凝土强度等级按立方体抗压强度标准值fcu,k确定，fcu,k即为150mm标准立方体试件,在温度20±2℃、RH大于95%的潮湿环境中养护28d，按照标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度，单位：MPa，混凝土强度等级用符号C表示。2.1.9氯离子在混凝土中的扩散系数表示氯离子在混凝土中扩散性能的一个参数。氯离子在混凝土中的扩散是溶于混凝土孔隙水中的氯离子从高浓度向低浓度区的传输。2.1.10胶凝材料用于配制混凝土的硅酸盐水泥与粉煤灰、磨细矿粉和硅灰等火山灰质或潜在水硬性矿物掺和料的总称。矿物掺和料在混凝土中的用量，以其占胶凝材料总量的百分比（重量比）表示。2.1.11水胶比混凝土的用水量与胶凝材料（水泥+矿物掺和料）总量之比。当使用液体外加剂（如减水剂和阻锈剂）时，混凝土实际用水量的计算应考虑外加剂的含水量。在耐久混凝土的配合比中，常以胶凝材料用量的概念取代传统的水泥用量，以水胶比取代水灰比，作为判断混凝土密实性或耐久性的一个宏观指标。2.1.12大掺量矿物掺和料混凝土在配合比中单掺粉煤灰时的掺量不小于胶凝材料总量的30%；单掺磨细矿粉时的掺量不小于胶凝材料总量的50%；复合两种或以上矿物掺和料时，粉煤灰掺量不小于胶凝材料总量的30%，或各种矿物掺和料之和不小于胶凝材料总量的50%的混凝土。2.1.13碱—集料反应(AAR)混凝土中的碱（Na+和K+）与砂、石集料中某些含有活性硅的成分起反应，引起混凝土膨胀、开裂，称为碱—集料反应。发生碱—集料反应的条件是：混凝土碱含量-30- 金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程较高，集料有活性成份以及水分的参与。2.1.14延迟性钙矾石生成（DEF）钙矾石是水泥中的石膏等硫酸盐和铝酸三钙（C3A）等铝酸盐与水接触起反应的水化产物，正常情况下应在水泥水化初期形成。如在硬化后的混凝土中剩有较多的早期未起反应的硫酸盐和C3A，则在混凝土以后的使用过程中如有水渗入时，就会发生化学反应，生成延迟性钙矾石，体积膨胀导致已硬化的混凝土开裂。2.1.15引气混凝土优质引气剂在混凝土中引入大量的球形微孔（孔径多小于200μm）。这些均匀的微小封闭气孔可阻断混凝土中连通的毛细孔隙通路，降低毛细水的渗透作用，改善混凝土施工性能，减小泌水；并可以吸收、缓冲混凝土变形受约束产生的内应力，降低开裂风险。2.1.16防腐蚀附加措施在通过改善混凝土的密实性和增加保护层厚度等常规手段来提高混凝土结构耐久性的基础上所采取的其他特殊措施。如混凝土表面涂层、环氧涂层钢筋、控制渗透性模板、阴极保护等。2.1.17钢筋阻锈剂能抑制混凝土中的钢筋发生电化学腐蚀反应的化学物质。掺入型阻锈剂为掺加到新拌混凝土中的化学外加剂，主要用于新建工程；渗透型阻锈剂涂于混凝土表面并渗透到混凝土中，主要用于既有工程的修复。2.1.18环氧涂层钢筋将填料、热固性环氧树脂与交联剂等外加剂制成的粉末，在严格控制的工厂流水线上，采用静电喷涂工艺喷涂于表面处理过的预热钢筋上，形成一层坚韧、抗渗透、连续的绝缘涂层的钢筋。2.1.19混凝土表面硅烷涂层涂于混凝土表面，使其具有低吸水率、低氯离子扩散速率的防腐蚀措施。2.1.20控制渗透性模板-30- 金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程模板内侧的一层专用织物，可以排出新拌混凝土表面的多余水分和裹入的气泡并保湿，能有效提高表层或保护层混凝土的密实性和抗渗性。2.1.21净保护层厚度在耐久性设计中为控制钢筋锈蚀所必需的混凝土保护层厚度。净保护层厚度指从混凝土表面到最外侧钢筋的外缘，通常为箍筋或外侧分布筋而不是主筋。2.2主要符号2.2.1Ⅲ-E表示环境类别和环境作用等级。Ⅲ代表海水氯盐引起钢筋锈蚀的近海或海洋环境。后面大写英文字符表示环境作用的严重程度，从A到F依次递增。非炎热地区的潮汐区和浪溅区为E，炎热地区的潮汐区和浪溅区为F，如桥墩。2.2.2D－氯离子扩散系数；Dnssm－非稳态氯离子电迁移系数，指在外加电场作用下氯离子在混凝土中快速迁移测得的扩散系数。Da－从暴露于现场氯盐环境的混凝土构件中取样检测，并经过拟合计算的氯离子扩散系数。2.2.3Ccr氯离子临界浓度：混凝土内钢筋表面的氯离子增加到能使钢筋脱钝并开始锈蚀的浓度。2.2.4Cs氯离子表面浓度：与氯盐环境接触处的混凝土表面的氯离子浓度。2.2.5PⅠ-硅酸盐水泥；PⅡ-混合材料≯5%的硅酸盐水泥；PO-掺混合材6～15%的普通硅酸盐水泥。2.2.6硅酸盐水泥熟料成份有C3S(硅酸三钙)、C2S（硅酸二钙）、C3A（铝酸三钙）、C4AF（铁铝酸四钙）等。C3S是水泥早期强度的主要来源，水化速度较快，水化发热量较大。C2S是水泥后期强度的主要来源，水化速度较慢，水化发热量最小。C3A水化最快，水化热和收缩最大，易开裂和受硫酸盐腐蚀。2.2.7F-粉煤灰；S-矿粉；SF-硅灰。-30- 金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程3基本规定3.1结构类型与环境作用等级3.1.1混凝土结构类型混凝土结构设计强度等级表3.1.1项目金塘侧引桥东通航孔桥主通航孔以东非通桥主通航孔桥主通航孔以西非通桥西通航孔桥镇海侧引桥上部结构C50梁（现浇）C55主梁（现浇）C50箱梁钢箱梁C50主梁C50主梁（现浇）C50箱梁墩身C30、C35（现浇）C55主墩C35过渡墩C40（预制）C35（现浇）C50索塔、塔座C35过渡墩C40（预制）C40（现浇）C40（现浇）C35、C40承台C30、C40C40（垫石）C40C40（垫石）C40C40(垫石)C35、C40C40(垫石)C40（墩座）C40（承台）C40C40(垫石)C35、C40C40(垫石)桩C30、C35(钻孔桩）C35(钻孔桩）C35(钻孔桩）C35（填芯）C35（钻孔桩）C35（填芯）C35（钻孔桩）C30、C35（钻孔桩）注：以上数据以施工图为准。3.1.2环境类型及环境作用等级环境类型及环境作用等级　　表3.1.2环境类别环境分区等级工程部位近海或海洋环境（Ⅲ类）水下区浸没于海水的水下区、泥中区Ⅲ-C基桩、引桥承台大气区轻度盐雾区平均水位15m以上的海上大气区，涨潮线100m～300m陆上室外环境Ⅲ-D桥梁上部结构、靠海的陆上室外构件重度盐雾区平均水位15m以内的海上大气区，涨潮岸线100m内的陆上室外环境Ⅲ-E桥墩、索塔、箱梁、其他梁板结构浪溅区潮汐区和浪溅区Ⅲ-E基桩-30- 金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程Ⅲ-F承台、墩座、桥墩注：环境分类与环境作用等级具体参考中国土木工程学会标准《混凝土结构耐久性设计与施工规程》（CCES01-2004修订版）。3.1.3本桥除受到海水中氯盐引起的钢筋锈蚀外，在长期潮湿和有水长期作用的环境下，必须高度重视混凝土硫酸盐侵蚀、碱—集料反应和延迟钙矾石反应的发生，并在设计、施工中采取相应的对策。3.2耐久性设计基本要求3.2.1海工混凝土的耐久性，应根据不同的设计使用年限和不同的环境类别及其作用等级进行设计。同一结构中的不同构件或同一构件中的不同部位由于所处的局部环境条件有异，应予以分别对待。3.2.2混凝土结构的耐久性设计内容1.耐久混凝土的技术要求海工耐久混凝土设计，包括混凝土原材料的选用和配合比优化设计原则，除满足强度等级、水胶比、水泥用量、含气量、工作度等要求外，尚应满足混凝土抗裂性和抗氯离子渗透性能等要求。当环境作用等级为Ⅲ-C级或以上时，构件所需的混凝土强度常取决于耐久性要求。2.与耐久性有关的结构构造措施根据结构所处的环境作用等级与设计使用年限，确定钢筋的保护层厚度，提出裂缝控制措施。3.与耐久性有关的施工质量要求重点是混凝土养护（温度、湿度控制与湿养护期限与方法）、保护层质量控制、混凝土匀质性控制、裂缝控制。4.结构使用阶段的检测与维修本工程环境作用等级为Ⅲ-C至Ⅲ-F，须对结构进行定期检测，根据检测结果进行耐久性评估。除目测外，检测的重点在确定表层混凝土劣化现状，如混凝土开裂-30- 金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程情况、碳化深度、混凝土表层内不同深度的氯离子浓度分布，钢筋的锈蚀或锈蚀倾向等。定期检测的间隔时间视劣化速率而定。结构及其构件的使用年限可以通过维修延长。5.防腐蚀附加措施在通过改善混凝土的密实性和增加保护层厚度等常规手段来提高混凝土结构耐久性的基础上所采取的其他特殊措施。本工程的防腐蚀附加措施包括混凝土表面涂层、环氧涂层钢筋、钢筋阻锈剂、锌加防腐钢筋、阴极保护等。6.对于氯盐侵蚀环境下的重要混凝土工程，应根据具体环境条件和材料劣化模型，进行结构使用年限的验算。3.2.3提高混凝土结构耐久性应遵循的一般原则1.采用尽可能有利于阻挡或减轻环境对结构的侵蚀作用、便于施工并有利于保证施工质量的结构类型、结构布置和结构构造。2.提高混凝土材料本身的耐久性。选用质量稳定并有利于改善混凝土抗裂性能的原材料，降低每方混凝土用水量并正确使用矿物掺和料，明确耐久混凝土的施工要求，保证混凝土有良好的匀质性、密实性、工作性和抗裂性。3.海洋环境下应特别延长混凝土的保温、保湿养护时间，并尽量延迟新浇混凝土开始与海水接触的时间。4.使用定制保护层定位夹（块），以确保钢筋保护层厚度。5.综合采用多种防护措施。-30- 金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程4海工耐久混凝土配制4.1混凝土原材料优选4.1.1水泥1.本工程要求采用强度等级为42.5的质量符合国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB175）的II型硅酸盐水泥（P·II）。2.为改善混凝土的体积稳定性和抗裂性，配制海工耐久混凝土不得使用立窑水泥，不宜使用早强、水化热较高和高C3A含量的水泥。硅酸盐水泥的细度（比表面积）宜小于350m2/kg，不得超过400m2/kg。C3A含量宜控制在6%～10%。大体积混凝土宜采用C2S含量相对较高的水泥。3.为防止碱—集料反应的发生，采用低碱水泥，水泥的碱含量（按Na2O当量计）低于0.6%，且混凝土内的总含碱量（包括所有原材料）不超过3.0kg/m3。4.水泥质量应稳定，实际强度应与其强度等级相匹配。定期对分批进场的水泥进行胶砂强度的评定，标准差宜控制在3.0MPa以内。5.水泥的氯离子含量应低于0.03%。6.水泥进场清单应包括生产厂商名称、水泥种类、数量以及厂商的质量保证书，以证明该批水泥已经试验分析，且符合标准规范要求。4.1.2矿物掺和料（矿物外加剂）1.矿物掺和料包括粉煤灰、磨细矿粉、硅灰等材料。掺和料的掺量应根据设计对混凝土各龄期强度、工作性和耐久性的要求以及施工条件和工程特点（如环境、混凝土拌和物温度、构件尺寸等）而定。2.应检测所用各种矿物掺和料的碱含量。矿物掺和料中的碱含量应以其中的可溶性碱计算（如无检测条件时，粉煤灰可溶性碱约为总碱量的1/6，矿粉约为1/2）。3.粉煤灰的主要控制指标和使用要求粉煤灰(F)必须来自燃煤工艺先进的电厂，选用组分均匀、-30- 金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程各项性能指标稳定的低钙灰。粉煤灰的品质，应首先注重烧失量和需水量比。本工程粉煤灰的烧失量不大于5%（对预应力箱梁混凝土，烧失量不宜大于3%），需水量比不大于100%，三氧化硫含量不大于3%。其它指标应符合国家标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T1596的规定。注：粉煤灰为配制海工高性能混凝土的必选组份，掺粉煤灰混凝土的水胶比应随粉煤灰掺量的增加而减小，优质粉煤灰的最大掺量可到胶凝材料总量的50%（以重量计）。4.磨细矿粉的主要控制指标和使用要求配制海工混凝土宜将磨细矿粉作为胶凝材料的组份。作为掺和料的磨细矿粉比表面积宜控制在360～440m2/kg；需水量比不大于100%；烧失量不大于5%；28d活性指数不小于95%；其它指标应符合国家标准《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》GB/T18046的规定。注：高细度的磨细矿粉，在一定掺量范围内，混凝土强度、抗氯离子渗透性随掺量的增大而提高，但混凝土的水化热温升、化学收缩和自收缩也随矿粉掺量的增加而增大，为防止混凝土收缩开裂，磨细矿粉的比表面积不宜超过440m2/kg。5.硅灰的主要控制指标和使用要求硅灰(SF)掺量应不超过5%。硅灰中的SiO2含量不小于85%，烧失量不大于6%，含水率不大于3%，比表面积不小于18000m2/kg。注：硅灰对提高混凝土抗氯盐侵蚀性有显著效果，但会增大混凝土的收缩、变形，易产生开裂。硅灰宜与大掺量粉煤灰复合使用。4.1.3集料1.配制海工耐久混凝土的集料应符合国标《建筑用砂》（GB/T14684）和《建筑用卵石、碎石》（GB/T14685）的技术要求。2.选择料场时必须对集料进行潜在活性的检测，本工程不得采用可能发生碱—集料反应（AAR）的活性集料。3.进行粗集料供应源选择时，还应进行岩石的抗压强度检验。岩石的抗压强度与混凝土强度等级之比不应小于2。4.-30- 金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程为提高混凝土的匀质性、抗渗性，本工程混凝土粗集料采用碎石，最大粒径不应超过25mm，表观密度不低于2600kg/m3。5.粗集料应质地均匀坚固，粒形和级配良好、吸水率低、空隙率小，松散堆积密度不得低于1450kg/m3（一般宜大于1500kg/m3），空隙率宜小于45%。注：粗集料中最为重要的是石子的粒形和级配。粒形和级配好，可以在保证混凝土施工性能的前提下最大限度地减小用水量和水泥浆体量，提高混凝土强度和抗裂性能。6.粗集料压碎指标应不大于10%，针片状颗粒含量应不大于10%，硫化物及硫酸盐含量（按SO3质量计）应小于0.5%。C50以上混凝土，粗集料压碎指标不宜大于8%，针片状颗粒含量不宜大于8%，吸水率不宜大于2%。7.粗集料最大粒径应不超过结构物最小尺寸的1/4、钢筋最小净距的3/4和保护层厚度的2/3；当设置两层或多层钢筋时，不得超过钢筋最小净距的1/2；泵送混凝土的粗集料最大粒径，碎石不应超过输送管内径的1/3；水下灌注混凝土的粗集料最大粒径不得大于导管内径的1/6和钢筋最小净距的1/4。8.本工程粗、细集料中的含泥量应分别低于0.8%和2.0%，泥块含量应分别低于0.5%和0.5%；坚固性（硫酸钠溶液法）5次循环后的质量损失应小于8%；水溶性氯化物折合氯离子含量应不超过集料重量的0.02%。C50及以上混凝土，粗集料中的含泥量应低于0.5%，不应含有泥块；坚固性（硫酸钠溶液法）5次循环后的质量损失应小于5%。9.本工程细集料不得使用海砂或人工砂，应选用颗粒坚硬、强度高、耐风化的天然砂，云母含量小于2%。细集料应选用Ⅱ级配区中砂，细度模数宜控制在2.6～2.9，2.36mm筛孔的累计筛余量宜大于15%，0.3mm筛孔的累计筛余量宜在85%～92%范围内。在混凝土配制时应同时考虑砂的细度模数和级配情况。4.1.4化学外加剂1.所采用的化学外加剂，必须是经过有关部门检验并附有检验合格证的产品，其质量应符合《混凝土外加剂》（GB/T8076）的规定，使用前应复验其效果。2.各种化学外加剂应有厂商提供的推荐掺量、主要成分(包括复配组分)的化学名称、氯离子含量百分比、含碱量，以及施工中必要的注意事项，如超量或欠量使用时的有害影响、掺加方法等。-30- 金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程3.配制海工耐久混凝土宜采用聚羧酸类减水剂，其减水率应不低于25%。4.当混合使用高效减水剂、引气剂、缓凝剂、膨胀剂、阻锈剂及其它防腐剂时，应事先专门测定它们之间的相容性。5.化学外加剂的选用应严格考察生产厂家，根据其化学成份、产品质量，结合使用环境、施工条件，通过技术、经济性比较来确定。6.化学外加剂掺量应通过试验，根据使用环境、施工条件、混凝土原材料的变化进行调整。7.化学外加剂中的氯离子含量不得大于混凝土中胶凝材料总重的0.01%。4.1.5拌和用水及养护用水1.水的化学分析应按《公路工程水质分析操作规程》（JTJ056）进行。饮用水可以不进行试验。2.水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质及油脂、糖类、游离酸类、碱、盐、有机物或其他有害物质。3.海工耐久混凝土不得采用海水、污水和pH值小于5的酸性水。水中的氯离子含量应不大于200mg/L，硫酸盐含量（按SO42-计）应不大于500mg/L。4.2海工耐久混凝土配合比设计要求4.2.1海工耐久混凝土配制的基本要求1.矿物掺和料是海工耐久混凝土的必要组分；2.选用坚固耐久、级配优良、粒形良好的洁净集料，优质高效减水剂（泵送剂）以尽量降低每方混凝土用水量；3.规定混凝土中胶凝材料的最低和最高用量，以及适宜的水胶比范围；4.使用优质引气剂，将适量引气作为配制耐久混凝土的常规手段；5.-30- 金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程在满足单方混凝土中胶凝材料最低用量要求的前提下，尽可能降低硅酸盐水泥用量，使用大掺量优质粉煤灰、矿粉等矿物掺和料，以降低混凝土水化热温升。6.最大限度地减少胶凝材料用量及浆体率，提高混凝土体积稳定性。7.热天浇筑大体积混凝土宜选用缓凝高效减水剂，以推迟和削减水化热温峰。8.重要结构部位的大体积混凝土施工，应在配合比确定后进行混凝土物理、热学性能的测定（如劈裂抗拉强度、绝热温升），并根据现场实际工况进行大体积混凝土温度、应力场模拟计算，验证大体积混凝土的抗裂安全系数。4.2.2混凝土配合比设计应根据不同结构部件、不同侵蚀等级、不同设计要求、不同施工方法分别进行设计。通过对新拌混凝土工作性能、硬化混凝土力学性能以及耐久性指标的测定（包括混凝土抗氯离子渗透性、开裂性能等的对比试验），确定以耐久性为目标的最终配合比。海工混凝土配合比设计方法见附录A。4.2.3混凝土（C50及以下）单方用水量不宜超过150kg/m3，C55箱梁用水量不宜超过160kg/m3。注：降低混凝土用水量可减少胶凝材料用量，增加集料所占的比例，提高混凝土抗渗、防裂性能。将拌和水最大用量作为控制混凝土耐久性的重要指标，比控制最大水胶比更为有利。因为控制水胶比不能解决混凝土中因浆体过多引起的收缩、水化热增加等负面影响。4.2.4混凝土水胶比和胶凝材料用量范围应满足表4.2.4的规定。　　　　　　　　　　水胶比和胶凝材料用量范围　　表4.2.4工程部位最大水胶比（W/B）最小水胶比（W/B）胶凝材料最低用量(kg/m3)胶凝材料最高用量(kg/m3)桩基、封底混凝土（C30、C35）0.380.33400450承台、墩身（C30～C40）0.380.33380450预制箱梁（C50）0.350.30450480现浇箱梁、索塔（C50）0.350.30450480现浇箱梁（C55）0.350.30450500-30- 金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程4.2.5海水环境下钢筋混凝土应采用大掺量或较大掺量矿物掺和料的低水胶比混凝土，且宜复合使用矿物掺和料，对于环境作用等级E以上或掺量矿物掺和料用量很高时，可加入少量硅灰（5%以下）。混凝土矿物掺和料用量可参照表4.2.5。　混凝土矿物掺和料用量限定范围　表4.2.5环境作用等级水泥品种矿物掺和料限定范围Ⅲ-D、Ⅲ-E、Ⅲ-F（氯盐引起的严重至非常严重的钢筋锈蚀）P·Ⅱ水泥用量不小于：F/0.30+S/0.4≥1用量不大于：F/0.60+S/0.8≤1注：1）以上限定比例仅适用于P·Ⅰ、P·Ⅱ硅酸盐水泥；2）F:粉煤灰/胶凝材料，S:磨细矿粉/胶凝材料。采用大掺量矿物掺和料配制海工混凝土，可以增强混凝土密实性，从而有效抑制混凝土硫酸盐侵蚀、氯离子侵蚀及碱集料反应，并提高混凝土的抗裂性能。矿物掺和料复配比例除应满足表4.2.5，还应根据不同结构部位合理选取，大体积混凝土为防止混凝土开裂应尽量增加粉煤灰掺量，箱梁、墩身混凝土为提高抗氯离子渗透性能可适当增加磨细矿粉掺量，但应以氯离子渗透性满足要求为限。研究表明：磨细矿渣在温度较高时，其水化潜热要大于水泥，其掺量在0～50％之间，胶凝材料的水化热随掺量增加而增大，且不易于泵送，为此应优化磨细矿渣掺量。4.2.6采用北欧试验方法NTBuild492检测混凝土的抗氯离子渗透性（见附录B）。试样制作方法为：现场取样试件经标准养护，到达养护龄期84d后，钻芯取样检测试件的氯离子扩散系数。各结构部位混凝土抗氯离子渗透性应符合表4.2.6的要求。混凝土抗氯离子渗透性要求Dnssm（84d龄期）表4.2.6结构部位混凝土氯离子扩散系数（10-12m2/s）钻孔灌注桩岸上≤3.5水下区≤3.0主通航孔等≤2.5承台陆上部分≤3.5海上部分≤2.5-30- 金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程墩身陆上部分（现浇）≤3.0海上部分（现浇含滩涂）≤1.5海上部分（预制）≤1.5箱梁现浇≤1.5预制≤1.5主塔≤1.54.2.7氯盐环境下，混凝土拌和物中由各种原材料引入的氯离子总量应不超过胶凝材料总量的0.1%（钢筋混凝土结构）和0.06%（预应力混凝土结构）。4.2.8为防止碱—集料反应发生，混凝土内总碱量（包括所有原材料）应满足不超过3.0kg/m3的要求。4.2.9优化混凝土配合比，控制大体积混凝土内部最高温度不宜高于70℃。注：混凝土内部温度过高，有可能引起延迟性钙矾石生成，导致混凝土膨胀开裂。为此应限制水泥熟料的硫酸盐和C3A含量，采用低水胶比、大掺量矿物掺和料的密实混凝土，从而降低水化热、阻止水分进入，有效抑制延迟性钙矾石生成。4.2.10海工耐久混凝土宜通过适当引气来提高其耐久性，新拌混凝土中引气量一般可要求控制在4%～6%，预制箱梁引气量控制在3%～5%。有争议时可测定硬化混凝土气泡间距L，L应小于250μm。试验方法见《水运工程混凝土试验规程》（JTJ270）“硬化混凝土气泡参数测定”。注：测含气量时，混凝土应在标准振动台上振动15～30s（坍落度大的取低值）。现场泵送和高频振捣后的混凝土，应检测含气量损失，以判断引气剂品种的适用性。4.2.11承台、墩身、箱梁混凝土应进行抗裂性能的对比试验，从中优选抗裂性能良好的原材料和配合比。注：重要构件宜采用温度应力试验机评价不同配比混凝土的开裂敏感性能，且应测定混凝土的绝热温升、劈裂抗拉强度和收缩性能。圆环试件（见附录D）可用于评价混凝土抗干缩开裂的性能。4.2.12通过限制混凝土早期强度的发展-30- 金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程有效控制开裂。要求12h抗压强度不大于8MPa或24h不大于12MPa，对抗裂要求较高的构件（如浪溅区承台），宜分别不高于6MPa或10MPa，对于有预应力张拉的构件，此要求可适当放宽。注：混凝土早期强度发展快，水化热温升高，导致混凝土弹模增长快，徐变减少，易产生温度裂缝，降低混凝土结构的使用寿命。4.2.13承台、预制墩身的湿接头处于浪溅区，混凝土中掺加阻锈剂以防止钢筋锈蚀。4.2.14钢筋阻锈剂检验应符合表4.2.14的规定，阻锈剂性能试验方法见附录C。阻锈剂质量标准　　　表4.2.14试验项目规定要求盐水浸烘试验浸烘8次后，掺阻锈剂比未掺阻锈剂混凝土试件钢筋腐蚀失重率减少40%以上（高效阻锈剂80%以上）掺阻锈剂与未掺阻锈剂混凝土抗压强度比≥90%掺阻锈剂与未掺阻锈剂的海工混凝土抗氯离子渗透性不降低4.2.15阻锈剂进场后应及时取样检测，检测项目为液体的颜色、状态、比重及pH值，混凝土拌和水量应减去阻锈剂的含水量。掺入阻锈剂后，应根据拌和情况适当延长搅拌时间。注：本工程使用复合氨基醇类阻锈剂，该阻锈剂为水剂，比重1.06kg/L，pH值10±1，固含量20%，掺量为8kg/m3。4.2.16复合氨基醇类阻锈剂及聚羧酸类外加剂必须分别储存及计量，不得在搅拌前混合，计量器偏差在控制范围内。4.2.17混凝土浇筑入模的工作性能，应符合表4.2.17坍落度的要求，坍扩度宜控制在要求范围内。混凝土浇筑入模时的工作性要求表4.2.17混凝土类型坍落度（mm）坍扩度（mm）泵送混凝土180±20（2h坍落度损失小于10%）450±50水下灌注混凝土200±20（2h坍落度损失小于10%）550±50-30- 金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程4.3混凝土的试配4.3.1混凝土配合比设计方案应包括以下内容：1.各种原材料的品种、规格与来源；2.用图表表示的细、粗集料级配，砂率及其组合集料级配；3.水灰比、水胶比、集灰比、用水量；4.与施工方法、混凝土结构类型、配筋及尺寸相关的混凝土工作性；5.混凝土施工及养护工艺。4.3.2混凝土的配制强度，应根据混凝土强度等级、生产施工水平的差异和变化以及材料质量可能的波动确定。C40以下（灌注桩除外）混凝土配制强度不宜超出其设计强度等级的50%，C40及以上混凝土配制强度不宜超出设计强度等级的40%。从耐久性出发，混凝土配制强度不宜过高，特别是承台、墩身等浪溅区大体积混凝土。当混凝土配制强度富裕值过高时，监理工程师可以不予批准。4.3.3配合比的确定不应以强度作为单一评价指标，而应综合考虑混凝土的工作性、力学性能，含气量、氯离子扩散系数、抗裂性能等耐久性指标以及经济、适用性等。4.3.4海工混凝土氯离子扩散系数按85%的保证率进行配制，报批的配合比氯离子扩散系数必须小于其配制值。配制值计算公式如下：Dcu,0≤Dcu,k–1.04式中：Dcu,0—混凝土氯离子扩散系数配制值（84d）；Dcu,k—氯离子扩散系数设计值（84d）；—混凝土氯离子扩散系数标准差（10-12m2/s）。注：海工混凝土的耐久性以渗透性及抗裂性的均衡发展为目标，为有效控制裂缝，并结合本工程采取的多种防腐蚀附加措施，提出混凝土氯离子扩散系数按85%保证率进行配制。应按统计资料取值，若无统计资料，主塔、箱梁、预制墩身可取0.2～0.3（10-12m2/s）、钻孔桩取0.3～0.4（10-12m2/s）。4.3.5按附录B制作混凝土抗氯离子渗透性试件，分别检测28d、56d及84d混凝土氯离子扩散系数，掌握不同配比的发展规律，以供现场施工控制使用。以84d混凝土氯离子扩散系数作为评定依据。-30- 金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程4.3.6对承台、墩身、箱梁等大体积混凝土，在试配阶段应进行混凝土抗裂性能的对比试验，从中优选抗裂性能良好的混凝土原材料及配合比。4.3.7对于预应力混凝土的抗压弹性模量、自由收缩和徐变试验应按设计要求的标准另行制备试件。4.3.8混凝土配合比应在混凝土浇筑前至少35d报批，重要构件并应通过试浇注进行验证确定。4.3.9当水泥、矿物掺和集料的品种、质量有改变时，必须重新设计配合比。当环境或混凝土平均温度升高或降低超过15℃时，应考虑调整配合比。-30- 金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程5结构措施和裂缝控制5.1一般规定5.1.1保证混凝土结构耐久性的必要措施包括：1.隔绝或减轻环境腐蚀因素对混凝土的作用；2.控制混凝土裂缝的数量、宽度和深度；3.为钢筋提供足够厚度的混凝土保护层。5.1.2根据耐久性设计要求，混凝土保护层厚度从箍筋外缘而不是主筋外缘算起。5.1.3处于浪溅区和水位变动区部位的混凝土表面，如设计有要求时应采取浸渍防腐材料等特殊防水和防腐蚀措施，以保证盐分难以从毛细孔渗入混凝土。5.1.4对于可能发生严重锈蚀的构件，浇筑在混凝土中并部分暴露在外的吊环、紧固件、连接件等铁件应与混凝土中的钢筋绝缘、隔离，并应采取严格的防腐蚀措施，以消除这类铁件的可能锈蚀对构件承载力的影响。5.1.5用于封闭预应力筋金属锚具的后浇混凝土，强度等级应符合设计规定；设计无规定时不宜低于构件混凝土强度等级的80%。封闭锚具的混凝土保护层厚度应不小于80mm，并应在其表面涂敷和覆盖防水、防腐材料。5.2混凝土保护层5.2.1为了利于钢筋的定位，本工程要求使用定制保护层定位夹（块）。保护层定位夹（块）的尺寸及其形状应能保证混凝土保护层厚度的准确性。保护层内不得有绑扎钢筋的铁丝伸入。5.2.2浇筑混凝土前，应仔细做好以下检查工作：1.检查保护层定位夹（块）的位置、数量及其紧固程度，并要求指定专人作重复性检查以提高保护层厚度尺寸的施工质量保证率；2.-30- 金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程检查模板、钢筋、预埋件和预留孔的尺寸、规格、数量和位置，其偏差应符合现行行业标准的有关规定；3.检查模板支撑的稳定性和接缝的密合情况等。5.2.3现场混凝土保护层的实际厚度宜采用非破损检测确定。非破损方法使用的仪器应经过计量检验，并用局部破损方法进行校准，钢筋保护层厚度检测仪检测误差不应大于1mm。检验操作应符合相应规程的规定。5.3施工缝5.3.1结构的施工缝和连接缝位置，应尽可能避开可能遭受最不利侵蚀环境的部位（如桥墩中的浪溅区和水位变动区）以及可能发生较大拉应力的部位。对结构连接缝处的混凝土应采取特殊防腐蚀措施(如混凝土表面浸渍硅烷等)。5.3.2在浇筑新混凝土前，施工缝的表面应用压力水冲洗、钢丝刷刷洗或凿毛。在用水刷洗时混凝土抗压强度须达到0.5MPa，在人工凿毛时须达到2.5MPa，用风动机凿毛时须达到10MPa，同时应洒水使混凝土保持潮湿状态直到浇筑新混凝土。-30- 金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程6混凝土施工6.1耐久混凝土施工控制6.1.1海工耐久性混凝土施工中，应采取以下关键措施保证质量：结构表层的振捣密实与均匀性；混凝土的良好养护；混凝土保护层厚度或钢筋定位的准确性，混凝土裂缝控制等。6.1.2应做好海工耐久性混凝土施工记录，包括：浇筑时间、浇筑气温、混凝土出机坍落度、混凝土浇筑温度、施工缝划分、浇筑厚度的控制以及混凝土的养护方式和养护过程，包括养护开始时间、混凝土养护中的表面温度与降温速率、拆模时间与拆模气温，以及养护、防裂措施等。如出现裂缝，应记录裂缝出现的时间、部位、尺寸及发展情况直至裂缝稳定。6.1.3混凝土结构的施工顺序应仔细规划，如分块、分段施工缝位置、浇筑顺序和后浇带的设置，以尽量减少新浇混凝土硬化收缩过程中的约束拉应力。6.2材料的运输、存贮与检验6.2.1水泥在运输过程中必须用防水蓬布或其他有效的防水覆盖物加以覆盖。散装水泥运输车辆的贮料斗和筒仓，不应残留不同类型、不同规格的水泥或其它任何材料。6.2.2水泥应贮存足够的数量，以满足混凝土的浇筑需要。任何时候不能因水泥供应中断而暂停浇筑。6.2.3应在适当地点建立干燥、通风、防风雨、防潮湿的足够容量的水泥库，地板应高出地面至少0.3m，以防止受潮。散装水泥宜在专用的仓罐中贮放。6.2.4不同种类的水泥应贮存于不同库房；不同批交货的水泥，其贮存方式应便于按出厂的先后次序使用。6.2.5水泥运到工地后应尽快使用，如果水泥受潮或存放时间超过3个月，应重新取样检验。不得使用受潮或其他原因变质的水泥。-30- 金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程6.2.6掺和料在运输与存贮过程中，应有明显标志，严禁与水泥等其他粉状材料混淆。6.2.7不同品种的化学外加剂应分别存储，做好标记，在运输与存储时不得混入杂物和遭受污染。6.2.8粗细集料储存场地应做硬化处理，严禁地面泥土等杂质混入其中。6.2.9集料应按不同规格运抵工地，并贮存在相互分开的不同料堆中。不同来源的集料不得混合或储存在同一料堆。6.2.10各种原材料进场必须进行严格检验。含泥量、级配和针片状不符合要求的集料不得进场。6.2.11海工高性能混凝土采用大掺量矿物掺和料，应特别重视矿物掺和料的质量波动，加大抽检频率，粉煤灰及磨细矿粉的抽检频率为每120吨为一抽检批次，发现不合格产品坚决予以清退。6.3混凝土拌和6.3.1称量和配水机械装置，应经计量鉴定并维持在良好状态中。各种衡器应至少每周校核一次，以保证计量准确。6.3.2混凝土应在预制场、搅拌站点、拌和厂、搅拌车或搅拌船中集中拌和。拌和设备应能自动控制进料（各种集料、水泥、水等）和出料，并自动控制混合料的拌和时间。所有搅拌设备都应始终保持良好的状况，任何不合规格或不符上述规定的设备不得用于混凝土拌和，均须撤出工地。此外，尚应准备应急的完好搅拌设备，以应付随时出现的问题。6.3.3混凝土施工前，应采用现场原材料、搅拌和运送设备对配合比进行试浇注，以验证试验室试配结果，并测量集料的含水率，以确定施工配合比。6.3.4所有原材料除水可按体积称量外，其余均应按照质量称量。配料按配料单进行称量。施工过程中应持续监测集料含水率的变化，并依据测试结果及时调整用水量和集料用量。细、粗集料称量的允许偏差为±2%，其它原材料的允许偏差为±1%。6.3.5海工混凝土应在浇筑现场测定拌和料的空气含量，以-30- 金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程及泵送和振捣过程造成的混凝土含气量损失。对同批量混凝土每台班不少于1次。6.3.6现场取样测定混凝土坍落度。泵送混凝土实测坍落度与要求坍落度波动范围宜控制在±2cm。浇筑时坍落度不在规定限界之内的混凝土不得使用，已经凝结的混凝土不得使用。6.3.7海工混凝土用水量少、较粘，不易搅拌均匀。混凝土拌合物最短连续搅拌时间应符合表6.3.7要求。应将各种组份材料搅拌成分布均匀、颜色一致的拌合物。混凝土搅拌时间要求（min）表6.3.7要求的搅拌机型搅拌机容量（L）最短连续搅拌时间（min）强制式≤4002.0≤15002.56.4混凝土输送6.4.1混凝土拌和物运（泵）送到浇筑地点时，应不离析、不分层、并应保证施工要求的工作性。6.4.2运输及暂存混凝土的容器应不渗漏、不吸水，每天工作后或浇筑中断超过30min时予以清洗干净。6.4.3为了避免日晒、雨淋和寒冷气候对混凝土质量的影响，需要时应将运输混凝土的容器加上遮盖物。6.5混凝土浇筑6.5.1工程每一部位混凝土的浇筑日期、时间及浇筑条件等全过程都应作详细纪录并形成原始档案。6.5.2混凝土浇筑温度应视气温而调整。在炎热气候下不宜高于30℃，冬季不得低于5℃。大体积混凝土宜事先通过温度、应力计算，分析确定混凝土的浇筑温度、合理工序和养护方法，预测施工过程中温度与应力的发展，并提出合理的温控标准和温控措施。6.5.3混凝土分层浇筑厚度不应超过表6.5.3-30- 金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程规定。混凝土浇筑应连续进行，如因故间断，间断时间应小于前层混凝土的初凝时间。因故中断浇筑，应按施工缝要求对界面混凝土进行凿毛处理后方可浇筑上层混凝土。混凝土分层浇筑厚度　　　　表6.5.3项次振捣方法浇筑层厚度（mm）1用插入式振动器3002用附着式振动器3003用表面振动器无筋或配筋稀疏时2504配筋较密时1506.5.4混凝土落下的高度不得超过2m，超过2m时应采用导管或溜槽，超过10m时应采用减速装置。导管或溜槽应保持干净，使用过程要避免混凝土离析。6.5.5混凝土的浇筑应连续进行，在浇筑及静置过程中，应采取措施防止产生裂缝。对混凝土的沉降及塑性干缩产生的表面裂缝，应及时采取二次抹光处理。6.5.6泵送下料口应及时移动，不得用插入式振捣棒平拖振捣。否则会严重影响混凝土的匀质性，造成不同部位混凝土在收缩性能上的差异而导致开裂。6.5.7在浇筑过程中，应控制混凝土的均匀性和密实性，不应出现露筋、空洞、冷缝、夹渣、松散等现象，特别是构件棱角处。应采取有效措施，使接缝严密，防止在混凝土振捣过程中出现漏浆。对混凝土表面操作应仔细周到，以使混凝土表面光滑、无水囊、气囊或蜂窝。6.5.8工程混凝土处于多风的海洋环境中，施工时应尽量减少暴露的工作面，浇筑完成后应立即抹平进入养护程序。6.5.9混凝土泵送施工除遵守《混凝土泵送施工技术规程》（JGJ/T10）有关规定外，还应遵守以下规定：1.在浇筑混凝土开始之前，必须先泵送一部分水泥砂浆，以润滑管道。最先泵出的混凝土应废弃，直到排出和易性好、质量一致的混凝土为止。2.混凝土泵送作业应连续不断，如因故停机，停机期间应每隔15min泵动一次，防止混凝土凝结，堵塞管道。-30- 金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程3.泵送作业完成后，应及时排出管道里面残留的混凝土，并彻底清洗全部设备。6.5.10最小壁厚在300mm以上的混凝土预制构件，应先进行试浇筑施工并监测混凝土内部各点的温度发展，以确定正式施工时混凝土的浇筑工艺，并给出施工过程中混凝土温度参数的合理控制值。6.5.11箱形梁段的浇筑，应先浇底板，振捣密实后，再浇筑腹板。腹板浇筑可分段分层进行，亦可由一端向另一端逐步推进，并及时振捣。6.6混凝土振捣6.6.1混凝土浇筑后应立即进行振捣，使之形成密实、均匀的整体。6.6.2海工混凝土应采用高频振捣器振捣，每分钟频率不少于4500脉冲，使在距振捣点至少0.5m以内的混凝土产生25mm坍落度的可见效应。工地上应配有足够数量的处于良好状态的高频振捣器，以便随时更换。6.6.3振捣器要垂直地插入混凝土内，并要插至前一层混凝土，以保证新浇混凝土与老混凝土结合良好，插进深度一般为50～100mm。6.6.4振捣应在浇筑点和新浇筑混凝土面上进行，振捣器插入混凝土或拔出时速度要慢，以免产生空洞。6.6.5当使用插入式振捣器时，应尽可能避免与钢筋和预埋构件相接触。模板角落以及振捣器不能达到的地方，辅以插针振捣，以保证混凝土密实及其表面平滑。6.6.6插入式振捣器移动间距不得超过有效振动半径的1.5倍。表面振捣器移位间距，应使振动器平板能覆盖已振实部分100mm左右。6.6.7不得在模板内利用振捣器使混凝土长距离流动或运送混凝土，以免引起离析。混凝土捣实后1.5h～24h之内，不得受到振动。6.6.8掺矿物掺和料混凝土浇筑时，应避免漏振或过振。振捣后的混凝土表面不应出现明显的掺和料浮浆层。6.6.9对掺矿物掺和料混凝土进行抹面时，应至少进行两次搓压，必要时可增加搓压次数。最后一次搓压应在泌浆结束、初凝前完成。-30- 金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程6.7混凝土养护6.7.1暴露于大气中的新浇混凝土表面应及时进行保温、养护。养护水不得使用海水。注：结构表层混凝土的耐久性在很大程度上取决于施工过程中的湿度和温度养护。特别是低水胶比又掺有大量矿物掺和料的混凝土，为减少早期自收缩，保证表层混凝土有密实的微观结构，充分的潮湿养护过程尤其重要。同时，还应采取保温和散热的综合措施，控制混凝土的升温、降温速率，防止温差过大造成混凝土表面开裂。6.7.2承台混凝土上表面尽可能采用蓄水养护，立面混凝土拆模宜使用自动喷雾系统，也可采取拆模后喷水、涂养护剂、外表面紧贴包裹塑料布的保湿措施。养护剂应符合《水泥混凝土养护剂》（JC901附录F）的要求，并需现场试验验证其使用效果。当气温低于+5℃时，应覆盖保温，不得洒水养护。注：采用自动喷雾系统养护用水量较小，且可以给混凝土提供持续的潮湿环境，适用于高塔养护。人工洒水易造成混凝土表面干湿循环。6.7.3低水胶比、大矿物掺和料的海工混凝土，由于二次水化反应需要持续给水，潮湿养护的期限应不少于7天，潮湿养护结束后，仍宜继续保湿覆盖一周。注：尽量长时间保持混凝土湿润状态，可以使抗拉强度充分增长，从而抵抗收缩应力，且徐变松驰会进一步降低早期开裂应力。养护结束时的迅速干燥也会使应力剧增，可将保温养护材料覆盖直到混凝土表面干燥为止。6.7.4混凝土的拆模时间除考虑强度外，还应考虑混凝土的内外温差，避免其接触空气时降温过快而开裂。塔座、墩身及湿接头等大体积混凝土拆模时间冬季不宜少于10天，夏季不宜少于7天。6.7.5浪溅区以下的新浇混凝土，应保证混凝土在10d内（尽可能延长至14d），且强度达到设计等级的70%前（尽可能达到设计强度），不受海水的侵袭。6.7.6非通航孔承台钢套箱宜采用夹壁内填充聚氨脂等材料保温。注：承台混凝土处于潮差区，海水与大气的温差易造成冷热交替循环，产生温度应力；台风及寒潮的温度骤降也会使应力剧增，因此承台表面的保温是必要的。混凝土保温充分、时间足够长，让混凝土慢慢冷却，拉应力会在混凝土内部分松驰，直到温差达到允许范围，可有效控制裂缝的产生。-30- 金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程6.7.7养护用的塑料布、保水纸等保湿材料应尽可能采用宽幅产品。相邻布（纸）应至少重叠150mm，并用胶带、胶水或其它方法紧密粘合，使整个混凝土表面形成完全防水覆盖。应采取措施防止布（纸）被风吹落，如有破碎或损坏时，应立即修补。6.7.8预制混凝土构件需采用蒸汽养护时，应事先通过试验研究制定一整套安全、合理的蒸汽控制工艺，包括设备选型、数据采集、工艺控制、参数选取等，确保蒸养混凝土的质量。预制构件蒸汽养护的最高温度应不超过60℃。6.8夏季施工6.8.1夏季大体积混凝土施工时，应根据现场工况进行混凝土温度、应力计算，制定相应的温控标准及温控措施。混凝土浇筑后应定时监测混凝土内部温度、环境温度、相对湿度及风速等参数，并根据环境参数变化及时调整养护工艺。6.8.2混凝土的入模温度对裂缝控制非常重要。为避免混凝土因温度而开裂，开盘前应检测各种混凝土原材料的温度，按附录F的公式计算混凝土的出机温度。夏季混凝土最高浇筑温度不得超过30℃，可根据自身环境条件采取以下措施降低浇筑温度。1.水泥温度不宜超过60℃，避免使用刚出厂的新鲜水泥；2.使用低温水拌和，如使用制冷机组制冷水或在水中加碎冰，但应避免混凝土中有未融化的冰块；3.集料堆场搭设遮阳棚，或淋水冷却；4.对配料、搅拌、运送、泵送及其他设备遮荫或冷却；5.合理安排工期，超大体积混凝土施工尽量避开夏季，一天中选择夜间气温较低的时间施工；6.使用超缓凝减水剂，尽量推迟水化热温峰；7.优化夏季施工配合比，尽量降低混凝土水化热温升。6.8.3应充分考虑海上施工的环境特点，并结合结构的特点和施工工况，科学、合理地选用冷却水系统。注：为保证冷却效果，通航孔主墩承台宜采用海水冷却，-30- 金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程非通航孔承台可使用养护水循环冷却。使用海水应考虑海水的涨落，注意水管连接的密闭，防止海水的泄漏。使用海水后，冷却水管采用同标号砂浆封闭前必须作相应处理，先用空压机吹出管内海水，再用淡水冲洗，排出冲洗淡水后，压浆封闭。封闭工作应在混凝土内部温度稳定后尽快进行。6.8.4浇筑混凝土前，将与混凝土接触的模板、钢筋、钢法兰盘及其它表面冷却至30℃以下，其方法有覆盖湿麻布或草袋、喷雾或淋水等。6.8.5当相对湿度小、风速大、阳光强烈时，混凝土浇筑后上表面应立即用塑料薄膜覆盖，防止水分蒸发，待抹面时卷起薄膜并再次覆盖，至终凝后撤除薄膜并立即进行保湿或蓄水养护。6.8.6为避免温度裂缝，拆模时混凝土表面点与内部最高温度之差应小于20℃，且不能在新拆模混凝土表面浇凉水，以免造成冷击。6.9冬季施工6.9.1如工地现场日平均气温连续5d低于5℃，应采取冬季施工措施，包括施工工艺、施工设备、养护方案。6.9.2混凝土拌和前，应测量各种原材料温度，并计算混凝土出机温度，出机温度计算见附录F。6.9.3当出机温度不满足要求时，应对混凝土拌和材料加热。首先考虑对水加热，再为集料加热，水泥只能保温而不得加热。搅拌混凝土时，搅拌时间应较规定延长50%。6.9.4计算拌和温度时，应考虑混凝土拌和、运输至成型的热量损失。热量损失可按《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041）附录J公式进行计算。6.9.5混凝土浇筑后，应连续对新浇筑混凝土内部温度进行监测，并采取防寒保温措施。混凝土上表面先铺设塑料布，再铺设保温材料；模板外采取保温措施并延迟拆模时间。6.9.6混凝土经试验确定已达到所要求的强度后方可拆模。当混凝土与外界温差大于20℃时，拆除模板的混凝土表面应加以覆盖。6.9.7制作混凝土试件，除用于标养作为强度评定外，还应增做两-30- 金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程组补充试件与结构同条件养护，用于检验早期拆模或张拉强度以及后期的强度增长。6.10混凝土耐久性评定6.10.1混凝土抗氯离子渗透性抽检频率1.灌注桩、承台、墩身、塔座和塔柱混凝土，每3000m3抽取检测试件1组。每类结构不足3000m3也抽检1组。2.现浇箱梁混凝土，每联（单幅）抽取检测试件2组。3.预制60m箱梁混凝土，每2片梁抽取检测试件1组。4.湿接头混凝土，每3联梁湿接头或每500m3混凝土抽取检测试件1组。6.10.2混凝土抗氯离子渗透性评定标准≤1.1Dcu,k；≤0.95Dcu,k—混凝土氯离子散系数最大允许值（84d）；—混凝土氯离子散系数平均值（84d）；Dcu,k—混凝土氯离子扩散系数标准值（见表4.2.6）注：由于抽样频率较低，混凝土氯离子扩散系数采用非统计方法进行评定。6.10.3氯盐环境下的重要构件，应在现场制作混凝土试件，取芯测定混凝土抗氯离子扩散系数，如出现争议，可加倍取样检测或以现场构件钻芯取样测定混凝土的氯离子扩散系数为准。6.10.4海工混凝土采用大掺量矿物掺和料，早期强度发展较慢，而后期强度增长幅度较大。为充分利用矿物掺和料的有效活性，降低单方混凝土水泥用量，有效控制裂缝的产生，承台、墩身湿接头等大体积混凝土宜采用60d强度评定验收。6.10.5从耐久性考虑，海工混凝土强度评定宜采用数理统计方法。同标号构件在配合比不变的情况下按一定取样组数用统计方法评定。-30- 金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程附录A：按耐久性设计海工高性能混凝土的原则和方法高性能混凝土不是混凝土的一个品种，而是强调混凝土的“性能”或者质量、状态、水平。对不同的工程，高性能混凝土有不同的侧重点。例如：美国西雅图双联广场混凝土柱子要求的重点是高刚度；日本明石跨海大桥主桥墩混凝土要求低水化热温升，拌合物具有高流动性并保持8h以上，缓凝时间30h，无振捣而密实，对强度要求则很低；本工程处于海洋环境，重点考虑混凝土的抗氯离子侵蚀性能和抗裂性能。高性能混凝土的耐久性设计涉及原材料选择与控制、配合比设计、制备工艺和施工质量控制的全过程。使用高性能混凝土必须特别重视全面质量控制，更严格地执行有关规范和技术规定，以保证混凝土具有良好的匀质性。在配合比设计上，要以耐久性为目标。1.海工高性能混凝土的技术路线▓在胶凝材料中，采用低水泥用量，增加辅助性胶凝材料（主要指矿物掺和料）。其目的是：改善混凝土中细微颗粒的级配，提高浆体和界面的致密性；改善混凝土拌合物的施工性能；降低混凝土内部由于水泥水化热而产生的温升；改善胶凝材料的组分，提高抵抗环境中化学介质腐蚀的能力；调整混凝土内部实际强度的发展。▓采用低水胶比，以减少毛细孔，增强界面，提高混凝土的致密性；降低混凝土内部温度；发挥辅助性胶凝材料的作用。▓使用高效减水剂，减少用水量，同时提高混凝土的工作性能。2.海工高性能混凝土的设计原则►材料的选择应符合高性能混凝土的要求。►按耐久性设计应首先满足低渗透性的要求。以混凝土氯离子扩散系数，作为初选水胶比的依据。本工程海工混凝土最大水胶比不宜大于0.38。►胶凝材料总量应大于设计相同强度等级传统混凝土时的水泥用量，以保证良好的施工性能并提高混凝土的耐久性。对不同强度等级的混凝土，胶凝材料总量一般应不少于380kg/m3，不大于500kg/m3。►砂率按混凝土施工性调整。为不严重影响混凝土弹性模量，砂率不宜大于45%。►胶凝材料中各组分密度相差较大，宜采用绝对体积法进行配合比的计算。至少第一盘试配要采用绝对体积法。混凝土拌合物应有最小的砂石空隙率。-8- 金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程►试配后应检验其强度是否满足设计要求，检验应按配制强度进行。混凝土配制强度：fcu,o≥fcu,k+1.645式中：fcu,o---混凝土配制强度；fcu,k---混凝土设计强度等级；----混凝土强度标准差，若无统计资料档案，设计强度等级为C50以下时，取5.0Mpa，设计强度等级为C50以上时（含C50），取6.0Mpa。►按计算出的配合比进行试拌，检验施工性。调整其坍落度和坍扩度，观察体积稳定性，测定混凝土的容重，调整计算密度和各材料用量。3.海工高性能混凝土配合比设计步骤①按工程所需求的耐久性要求，确定目标氯离子扩散系数，根据表4-2提供的参考值选择水胶比。②按照施工条件确定施工性和工作性要求。一般泵送时混凝土坍落度选取180±20mm，坍扩度选取450±50mm。③强度等级C30以上，胶凝材料总量变动在380kg/m3-500kg/m3之间。④根据步骤①初选的水胶比和步骤③初选的胶凝材料总量计算用水量。⑤计算砂、石用量a)确定砂率。砂率按混凝土施工性要求调整。b)用砂浆填充石子孔隙乘以砂浆富余系数，列出下式：按绝对体积法列出下式：式中：、、、、——分别为每立方米混凝土中水泥、粉煤灰、矿粉、水、砂的密实体积，单位：m3；　　　——每立方米混凝土中石子的松散体积，单位：m3；　　C、F、K、W、S、G——分别为每立方米混凝土中水泥、粉煤灰、矿粉、水、砂、石子用量，单位：kg；　　　、、、、——为水泥、粉煤灰、矿粉、水、砂的表观密度-8- 金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程，单位：kg/m3；　　　——为石子的松散堆积密度，单位：kg/m3；Po——石子的空隙率（%）；——砂浆富余系数，对高性能混凝土取1.7～2.0。c)通过上两式计算出砂、石用量。⑥按胶凝材料总量掺高效减水剂试拌，进行坍落度和坍扩度试验；测定拌合物容重，调整配合比，校验强度和氯离子扩散系数。-8- 金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程附录B：混凝土氯离子扩散系数快速测定方法（NTBUILD492）本试验方法为北欧试验方法NTBUILD492—CONCRETE,MORTARANDCEMENT-BASEDREPAIRMATERIALS:CHLORIDEMIGRATIONCOEFFICIENTFROMNON-STEADY-STATEMIGRATIONEXPERIMENTS.1.试验目的本试验用于测定非稳态电迁移试验中混凝土、水泥或者水泥基修补材料中氯离子扩散系数。定量评价混凝土抵抗氯离子扩散的能力，为氯离子侵蚀环境中的混凝土结构耐久性设计以及使用寿命的评估与预测提供基本参数。2.适用范围本试验方法适用于集料最大粒径不大于25mm（一般不宜大于20mm）的试验室制作的或者从实体结构取芯获得的混凝土试件，通过测量混凝土试件的氯化物的渗透深度来判断氯离子扩散系数。3.试验原理利用外加电场的作用使试件外部的氯离子向试件内部迁移。经过一段时间后，将该试件沿轴向方向劈裂，在新劈开的断面上喷射硝酸银溶液，根据生成的白色氯化银沉淀测量氯离子渗透的深度，以此计算出混凝土氯离子扩散系数。4.试剂、设备及仪器4.1试剂①蒸馏水或者去离子水；②氢氧化钙（分析纯）；③氯化钠（化学纯）；④氢氧化钠（化学纯）；⑤显色指示剂：0.1mol/LAgNO3溶液。4.2非稳态氯离子扩散系数试验仪①橡胶套筒（6个）；②不锈钢管卡（12个）；③电解质水槽（6个）；④阴、阳极（各6个）⑤导线（12米）。4.3辅助设备①切割机；②真空容器：至少可以放入三个试件；③真空泵：能够维持容器中的压力小于50毫巴（5000帕）；④温度计或可读热电偶：精确到±1℃；⑤压力试验机；⑥喷瓶。-8- 金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程5.试验方法5.1试件制作　本试验所需试件尺寸为Φ100×100mm。可用现场取样15cm×15cm×15cm试件，经84d标准养护后钻芯取样制作，也可用Φ100×100mm的圆柱体钢模按标准方法成型，或对现场硬化混凝土钻芯取样获得。试件成型后立即用塑料薄膜覆盖并放入标准养护室，24h后拆模并进行标准养护。至养护龄期沿试块中间切成两个Φ100×50mm的圆柱形试件(试件在实体混凝土结构中钻取时，应先切割成标准试件尺寸，再在标准养护室水池中浸泡72h，方可进行试验)。用刷子清洗试件表面缝隙里面的浮灰，擦去试件表面多余的水分。当试件达到表面干燥的状态后，把试件放入真空容器中进行抽真空处理。5.2抽真空抽真空时，每个试件的表面必须都暴露在真空中，在几分钟内将真空容器中的绝对压力减少到1～5KPa，维持该压力3h。然后，在保持真空泵工作的同时，将饱和氢氧化钙溶液（将氢氧化钙溶解在蒸馏水或去离子水中）吸入真空容器，浸没所有的试件。一个小时后，放入空气，再经过18±2h后取出试块进行试验。5.3试件安装将试块取出后用干抹布擦干表面水分，测量试块的厚度，记录该数值L，当试件达到表面干燥的状态后将试件塞进橡胶套筒内，新鲜的切割面朝下，用两个不锈钢管卡将试块与橡胶套筒箍紧以确保不渗漏）。配制10％的氯化钠溶液约12升（将100g氯化钠溶解在900g自来水中）放入阴极电解质水槽中。测量此时氯化钠溶液的温度T0。配制0.3N的氢氧化钠溶液（将12g氢氧化钠溶解在1升蒸馏水或去离子水中），倒入橡胶套筒内约300ml，将套筒放入阴极电解质水槽中。按图B-1所示用导线和鳄鱼夹将阴极、阳极与电源的负极、正极相连。每次试验平行比较六个试件，分别与电源的六个接口相连。试件安装见图B-1、B-2、B-3、B-4。5.4电迁移试验过程开启电源，调节各回路电压到30V，分别观察各回路初始电流I30V。根据初始电流从表B1中选择最终电压及加压时间，记录每一个试件的新电流I0、试验周期t及试验电压U。5.5氯离子扩散深度测定5.5.1试验结束后测量氯化钠溶液的温度T1。5.5.2取出试件并用自来水冲洗试件表面，再用干抹布擦干-8- 金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程表面，立即用压力试验机沿轴向劈裂成两半。5.5.3在新劈裂的断面喷涂0.1M的硝酸银溶液，放置15 min后，有明显的白色氯化银沉淀出现。5.5.4用两脚规及一个合适的直尺测量渗透深度。从正中间向两边每隔10mm测量一个数据，共得到7个数据。如图B-5所示位置的测定值（数据精确到0.1mm）。记录这7个数据的平均值Xd。5.5.5试验结束时，先关闭电源，断开导线，取出试件筒，倒除NaOH溶液，松开环箍螺丝，然后从上向下移出试件。5.5.6试验数据填入试验原始记录表（表B2）。5.6计算非稳态氯离子扩散系数Dnssm=Dnssm：非稳态氯离子扩散系数（×10－2m2/s）；U：实验中使用的电压（V）；T：T0与T1的平均值(℃)；L：试件的厚度(mm)；Xd：渗透深度的平均值(mm)；ｔ：通电时间(h)。一组试样的混凝土氯离子扩散系数为3个试样的算术平均值。如任一个测值与中值的差值超过中值的15%，则取中值为测定值；如有两个测值与中值的差值都超过中值的15%，则该组试验结果无效。表B1初始电流与所加电压及时间关系表初始电流I30V(mA)试验电压U(V)可能的新电压I0(mA)试验时间t(hour)I0＜560I0＜10965≤I0＜106010≤I0＜204810≤I0＜156020≤I0＜302415≤I0＜205025≤I0＜352420≤I0＜304025≤I0＜402430≤I0＜403535≤I0＜502440≤I0＜603040≤I0＜602460≤I0＜902550≤I0＜752490≤I0＜1202060≤I0＜8024120≤I0＜1801560≤I0＜9024180≤I0＜3601060≤I0＜12024I0≥36010I0≥1206-8- 金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程　　a：橡胶套筒；b：阳极液；c：阳极（不锈钢网）；d：试块；e：阴极液；f：阴极（不锈钢板）；g：有机玻璃支撑；h：有机玻璃箱图B-1非稳态氯离子扩散系数实验仪装置图图B-2橡胶套筒、试件、不锈钢管卡和阳极　　　　　　-8- 金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程图B-3塑料支撑及阴极图B-4不锈钢管卡图B-5氯离子渗透深度测量示意图表B2显色深度计算表(mm)试件编号直径[mm]高度[mm]电压[V]通电时间[h]溶液温度[℃]显色深度[mm]12345678123-8- 金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程附录C：钢筋阻锈剂性能试验方法1.试验目的本试验用于比较不同海工砂浆防止钢筋腐蚀的性能。适用于快速比较不同钢筋阻锈剂在氯离子环境下对钢筋的防腐蚀性能。2.干湿冷热循环加速试验2.1试验基本原理模拟海工浪溅区和水位变动区砂浆中钢筋的腐蚀环境，即海水干湿交替，并且用适当提高温度的方法加快腐蚀速度。2.2试验设备和化学药品1.试模尺寸40mm×40mm×160mm，三联模。2.3.5%NaCl溶液3.烘箱2.3试验步骤2.3.1钢筋准备：直径6cm经酸洗磨光称重后，放入干燥器中备用。2.3.2试件成型1.每种技术条件制作4块试件（为了在试验过程中观察锈蚀情况，对比基准组试件一般多制4—6块），试件尺寸40mm×40mm×130mm。2.试件成型时，两头采用端头板固定钢筋，以保证钢筋在试件正中位置。砂浆装入试模后，捣实方法为：当砂浆稠度小于60mm时，可用振动台振15s；当稠度大于60mm时，用捣棒（直径12mm，一端呈弹头形）人工均匀插捣20下。3.试件成型后，在20±5℃的温度下盖湿布养护24h，然后拆模。将暴露在试件两端面外的钢筋头用稠水泥浆完全包裹。试件放入20±3℃标准养护室再养护13d。2.3.3浸烘循环1.试件养护后，在60±2℃的烘箱中烘6d后取出，凿去两端包裹的水泥石。在试件的两端面（包括漏出的钢筋头）和侧面两头15mm范围内，相继涂以三道环氧树脂（上一道干后，再涂下一道）。2.然后按下列制度循环：浸3.5％氯化钠溶液6h，60℃烘6d18h，一星期为一循环。按此循环不断往复（当做初选试验时，浸烘循环制度允许酌情变动）。3.经过一定循环次数（5—6次）后，从对比基准组取出一块试件，敲开观察钢筋锈蚀情21 金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程况。如钢筋未生锈，则应继续进行浸烘循环；如已生锈（锈积率大于15%），则对全部试件进行检查。3.检查项目3.1混凝土保护层厚度沿钢筋劈开试件，用钢尺量测钢筋两端的混凝土保护层厚度（精确厚度至1mm），取其平均值作为该混凝土保护层厚度。3.2锈积率取出钢筋，用玻璃纸描绘钢筋表面的锈蚀面积，然后复印在方格纸上，计算锈蚀面积。锈蚀率按下式计算：P=（SN/SO）×100%式中：P—钢筋锈蚀率（%）SN—n次循环后钢筋锈蚀面积(mm2)SO—钢筋表面积（mm2）3.3失重率先酸洗钢筋，把腐蚀产物洗掉。酸洗时，洗液中放入两根尺寸相同的同类无锈钢筋作空白校正。酸洗、烘干后，称重。钢筋失重率计算公式：M=式中：M—钢筋失重率（%）WO1、W02—分别为空白校正用的两根钢筋的初始重量（g）；W1、W2—分别为空白校正用的两根钢筋酸洗后相应得重量（g）；WO—试验钢筋初始重量（g）；W—试验后钢筋重量（g）。3.4试验结果分析当混凝土保护层厚度小于原设计试件保护层厚度的80%，该试件作废。根据试验所得同组4个试件的钢筋锈蚀率、失重率平均值的大小，比较各组试件阻止钢筋腐蚀的性能。21 金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程附录D：水泥基材料抗裂性能试验－圆环试件1.试验目的1.1通过受约束的圆环试件反映水泥基材料的收缩性能，可用于评价影响开裂趋势的各种变量，如不同的水泥品种、掺和料、外加剂及其掺量和水灰比（水胶比）等。1.2本试验方法经过改进，也用以评价其他影响混凝土开裂的因素，例如：养护时间、养护方法、蒸发速率和温度等。2.试件制作2.1试件标准模具包括内环、外环和底座，浇筑成的试件尺寸为：内径305mm，外径425mm（即壁厚60mm），高度100mm。用于浇筑试件的模具见图D-1。2.2内、外钢环与试件接触的表面应经过磨光，外环由两个半环组成，为保证拼接良好并防止漏浆，可在外面再套一层用螺栓连接的薄铁皮套箍加以固定。2.3试件浇筑前，在内环外表面涂刷隔离剂，隔离剂宜用乳化石蜡或其它品种。模具外环的内表面不宜使用隔离剂。2.4每组至少浇注2个环试件，经振动成型后放入养护箱养护24h，拆去外模，将试件连同模具内环一起移入养护室或置于规定温度、湿度的环境中。3.抗裂性评定3.1定时观测试件顶面和外侧面的开裂情况和裂缝宽度。3.2按开裂时间，裂缝数量，裂缝宽度相对评定抗裂性。图D-1　圆环开裂试验仪21 金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程附录E：混凝土养护剂检验混凝土养护剂是一种喷洒或涂刷于混凝土表面，能在混凝土表面形成一层连续的不透水的密闭养护薄膜的乳液或高分子溶液。混凝土养护剂技术要求见表E1。表E1混凝土养护剂技术要求检验项目一级品合格品有效保水率(%)≥9075抗压强度比（%）≥7d959028d9590固含量(%)≥20干燥时间（h）≤4成膜后浸水溶解性应注明溶或不溶1.水泥混凝土养护剂有效保水率试验方法1.1仪器设备1.60L混凝土标准单卧轴强制式搅拌机。2.混凝土标准振台。3.试模尺寸：150mm×150mm×150mm。4.控制箱：内环境温度（38±2）℃；湿度（32±3）％（R·H）；风速（0.5±0.2）m/s；5.电子天平：称量20kg；感量0.1g。1.2试件成型1.2.1基准混凝土的制备1.采用60L搅拌机，成型混凝土的全部材料一次投入，用水量应使混凝土坍落度达到（40±10）mm，拌和量不少于15L，不大于45L，搅拌3min，出料后人工翻拌2-3次。2.测定混凝土坍落度，按GBJ/T80进行，须控制在（40±10）mm的范围内。各种混凝土材料和试验环境均应保持在温度（20±5）℃；相对湿度（50±10）％的条件下。1.2.2试件的成型和数量1.试模：使用塑料试模，成型前将试模底部的气孔用胶带密封好，不宜在模子内抹过多的脱模剂或油，特别是顶部边缘需密封的地方。2.试件成型：按GBJ/T81进行，顶面用抹刀抹平，并沿试模内壁插捣数次，缺料处用余浆找平，使顶面均匀密实，没有空隙和裂缝。成型后清理干净模子外缘，并水平放置。3.试件数量：基准试件每组4块；喷涂养护剂试件每组4块。1.3试件表面的制备与边缘密封21 金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程1.3.1表面制备：待试件表面水消失后，用干净软毛刷轻刷表面，应刷不出表面水或用手指轻擦过表面无水迹为适用的表面条件。1.3.2基准试件的表面条件达到要求后，立即对基准试件称量，质量为m1，精确至0.1g，放入环境箱中，记录入箱时间。1.3.3喷涂养护剂试件表面条件达到要求后，在试模和试件边缘间，剔出一条深3mm,宽不大于3mm的V型槽，用密封胶或蜡等密封材料填充，封边后立即对试件称量，质量为M1，精确为0.1g。1.4混凝土养护剂的喷涂1.4.1根据生产厂家推荐用量，计算养护剂的喷涂量Mc,如无特别要求，以0.2kg/m2用量为准。试件喷涂面积以试件净尺寸计算。1.4.2按规定用量，在试件顶部均匀地喷涂养护剂，不得有漏喷、漏涂或明显不均匀的情况存在，每个试件一次完成。1.4.3通过比较喷涂前后试件质量，确定养护剂喷涂量是否达到要求，达到要求后，立即称取喷涂养护剂试件质量M2，精确至0.1g。整个喷涂时间不得超过2min，如果最终的养护剂用量与计算用量相差超过10％，试件无效。1.5试件的养护1.5.1立即将喷涂过养护剂的试件，放入环境箱内，并记录入箱时间。1.5.2基准试件和喷涂养护剂试件应等间距均匀的摆放在环境箱内，72h后取出称其质量。基准试件最终质量m2；喷涂养护剂试件最终质量M3；称量精确至0.1g。1.6试验结果计算1.6.1基准试件的水分损失量按式（E-1）计算：G0=m1-m2(E-1)式中：G0—基准试件水分损失量（g）；m1—基准试件入箱前质量（g）；m2—基准试件试验最终质量（g）。计算结果精确至0.1g。1.6.2喷涂养护剂试件水分损失量按式（E-2）和（E-3）计算：GC=M1+（NC×MC）-M3（E-2）式中：GC—喷涂养护剂试件水分损失量（g）；M3—喷涂养护剂试件最终质量（g）；MC—养护剂用量（g）；NC—养护剂非挥发组份比例（％）。计算结果精确至0.1g。MC=M2-M1（E-3）式中：M1—试件封边后用量（g）；M2—试件喷涂养护剂后的质量（g）。1.6.3试件水分损失量以每组试件水分损失量的算术平均值作为试验结果。若同一组内水分损失量最大和最小之差超过0.15kg21 金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程/㎡,则该组试验结果无效，若一个试件水分损失量与平均值的差超过15％，则将该数据剔除，取其余试件的算术平均值作为该组试件的水分损失量。余下的试件数不得少于3块；如少于3块则该试验作废，必须重做。1.6.4有效保水率按式（E-4）计算，计算结果精确至1％。Q=（1-Gc/Go）×100%（E-4）式中：Q—养护剂有效保水率(％)；Go—基准试件组平均水分损失量(g)；Gc—喷涂养护剂试件组平均水分损失量（g）。2.混凝土抗压强度比试验方法2.1仪器设备1.60L混凝土标准单卧轴强制式掺拌机。2.混凝土标准振动台。3.试模：为150mm×150mm×150mm的塑料试模或密封不透水的钢试模。4.试件数量：基准试件与喷涂养护剂试件每个龄期至少3块。2.2试验步骤2.2.1按GBJ/T81规定成型，控制混凝土的坍落度为（40±10）mm。2.2.2待试件表面水消失后，用干净软毛刷轻刷表面，应刷不出表面水或用手指轻擦过表面水无水迹为适宜的表面条件。2.2.3喷涂养护剂试件组试件表面条件达到要求后，在试模和试件边缘间，剔出一条深3mm,宽不大于3mm的V型槽，用密封胶或蜡等密封材料填充，封边。2.2.4根据生产厂家推荐用量，计算养护剂的喷涂量MC，如无特别要求，以0.2kg/㎡的用量为准。试件喷涂面积以试件净尺寸计算。2.2.5按规定用量，在试件顶部均匀地喷涂养护剂，不得有漏喷、漏涂或明显不均匀的情况存在，每个试件一次完成。2.2.6将喷涂养护剂试件带模置于室内养护，环境温度（20±5）℃，相对湿度（50±10）％。2.2.7基准试件按GBJ/T81规定养护和测定抗压强度S。2.2.8喷涂养护剂试件养护之龄期后取出，先实测试件受压面积，再按GBJ/T81规定测定抗压强度。根据测定强度和受压面积计算混凝土抗压强度S。2.3结果计算抗压强度比以每组涂养护剂混凝土与基准混凝土同龄期抗压强度的算术平均值之比表示，按式（E-5）计算，计算结果精确至1％：RS=（S′∕S）×100（E-5）式中：RS—抗压强度比（％）；S—基准混凝土的抗压强度（MPa）；21 金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程S′—涂养护剂混凝土的抗压强度（MPa）。3.平板开裂试验3.1试验目的用于评价不同养护剂对混凝土早期塑性开裂的抑制作用。3.2试件制作模具四周为53mm高的型钢，在其高度的中心处焊上水平的约束钢筋。试件尺寸为600mm´600mm´53mm，与模具一起浇筑成一个整体，模具上的约束钢筋位于平板试件的中面周边，当平板收缩时四周受到约束。用于浇筑试件的模具见图E-1。图E-1混凝土开裂试验模具图3.3试验方法3.3.1试件浇注、振实、抹平后放置于温度20±2℃，相对湿度60%～65%的环境中。3.3.2待试件表面水消失后，用干净软毛刷轻刷表面，应刷不出表面水或用手指轻擦过表面水无水迹为适宜的表面条件。3.3.3按规定用量，在试件顶部均匀地喷涂养护剂，不得有漏喷、漏涂或明显不均匀的情况存在，每个试件一次完成。3.3.4待混凝土表面稍干后，用电风扇吹混凝土表面，风速0.5m/s；记录试件开裂时间、裂缝数量、裂缝长度和宽度。3.4养护剂对混凝土表面早期塑料开裂的评价21 金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程附录F：混凝土的出机温度、浇筑温度的计算1.混凝土的出机温度T0To＝（0.2＋QS）WSTS＋（0.2+Qg）WgTg+0.2WcTc+(Ww-QsWs-QgWg)Tw0.2(Ws+Wg+Wc)+Ww式中：Qs、Qg―分别为砂、石的含水量，以％计；Ws、Wg、Wc、Ww－每方混凝土中砂、石、水泥和水的重量（粉煤灰计入水泥）；Ts、Tg、Tc、Tw―分别分砂、石、水泥和水的温度。2.混凝土的浇筑温度TpTp＝To+(Ta-To)(θ１+θ２+θ３+…+θn)式中：Ta――混凝土运输和浇筑时的气温θ１、θ２、θ３、θn――系数，其数值如下：►混凝土装、卸和转运，每次θ＝0.032；►混凝土运输时θ＝Aτ,τ为运输时间以分钟计，A参照下表；►浇筑过程中θ＝0.003τ,τ为浇捣时间以分钟计。表F-1混凝土运输时冷量（或热量）损失计算参数A值表运输工具混凝土容积(m3)A自卸汽车1.00.0040自卸汽车1.40.0037自卸汽车2.00.0030长方形吊斗0.30.0022长方形吊斗1.60.0013圆柱形1.60.0009泵送/0.001821 金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程附录G：氯离子侵入混凝土过程的Fick模型及计算方法DuraCrete是欧共体资助的关于混凝土结构耐久性的联合研究项目，提出的氯离子侵入混凝土的过程的计算模型为：式中，为采用NTBUILD492方法测得的混凝土氯离子扩散系数，龄期结合设计要求取84天；系数kt是混凝土早期扩散系数Da的修正系数；ke是环境条件影响系数；kc是混凝土养护条件影响系数。ke和kc考虑了实验室测定混凝土扩散系数的条件与现场的差别。将式中的C（x，t）代之以钢筋的氯离子临界浓度Cc，x为保护层厚度，即可用于设计。DuraCrete提出的是以性能和可靠度为基础的设计方法，在Duracrete的文件《耐久性设计指南》中，是以分项系数表达的可靠度设计方法。由于氯离子环境下的第二阶段过程较短（除水下环境外），所以也可仅考虑第一阶段，即当深度为保护层厚度x处的混凝土氯离子浓度C（x，t）达到钢筋锈蚀的临界浓度Cc时即为极限状态。利用Fick第二定律的解析解，可列出设计方程如下：式中—氯离子临界浓度设计值；—混凝土表面氯离子浓度设计值；—保护层厚度设计值；—混凝土对氯离子抗力的设计值，为氯离子在混凝土中的扩散系数的倒数。氯离子浓度均用混凝土中的氯离子质量与混凝土胶凝材料质量的比值（%）表示。上式中的、、和等设计值与其平均值、、、的关系如下：21 金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程，，式中，为分项系数、对保护层厚度用安全裕量Dc来考虑，即：=c-Dc混凝土的表面氯离子浓度与环境条件、混凝土的水胶比及胶凝材料种类有关，其平均值可用下式表示：=Ac·(W/B)式中，Ac为拟合回归系数，用单位混凝土胶凝材料质量的比值表示，具体见表G-1，W/B为水胶比。这里的表面氯离子浓度Csa用混凝土胶凝材料质量的相对比值表示。表G-1拟合系数Ac胶凝材料海洋混凝土硅酸盐水泥粉煤灰磨细矿粉硅灰水下区10.310.85.0612.5潮汐、浪溅区7.767.456.778.96大气区2.574.423.053.23氯离子临界浓度Cc的平均值见表G-2，随混凝土的水胶比而变，比起一般规范中取用的保守值0.4%（与混凝土胶凝材料质量的比值）要高的多。海洋环境中的水下混凝土处于饱和状态，水下混凝土中的临界浓度要比干湿交替的潮汐区与浪溅区混凝土大得多。表G-2氯离子临界浓度均值（与胶凝材料质量的比值，%）W/B0.30.40.5W/B0.30.40.5水下区2.32.11.6潮汐和浪溅区0.90.80.5注：氯离子临界浓度与胶凝材料种类有关，表中浓度为硅酸盐水泥混凝土的情况。设计方程中的抗力Rd（t）为：式中，R0为用NTBUILD492标准试验方法（见附录B）测定的混凝土扩散系数的倒数，试验中龄期T0与工程混凝土开始接触氯盐环境时的龄期相应（取8421 金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程天，即0.00767年）；指数n为龄期系数，与胶凝材料种类和环境条件有关（表G-3，对某一配比混凝土，可按不同胶凝材料比例算出n值。表G-3指数n值胶凝材料海洋混凝土硅酸盐水泥粉煤灰磨细矿粉硅灰水下区0.30.690.710.62潮汐、浪溅区0.370.930.600.39大气区0.650.660.850.79n值的大小影响抗氯离子系数随时间的变化，在具体计算时应根据具体现场试验数据确定；kc和ke分别为养护系数和环境系数，前者考虑养护时间长短达到影响，后者考虑海洋不同环境（水下区、大气区、浪溅区等）与不同胶凝材料的影响，具体取值见表G-4和G-5。表G-4环境系数ke胶凝材料和环境硅酸盐水泥矿渣水中潮汐区浪溅区大气区水中潮汐区浪溅区大气区ke1.320.920.270.683.882.700.781.98表G-5养护系数kc养护时间13728kc2.081.5010.79分项系数γ与△x的取值，与设计时为减轻锈蚀风险所付出的费用和今后修理费用的相对比值有关。如果修理的费用不高，设计时的可靠指标或保证率就可取得低些，设计时分三个等级选用，见表G-6。表G-6分项系数与△x的取值修理费相对于减少风险所需费用高一般低修理费相对于减少风险所需费用高一般低△x（mm）20148γs1.701.401.20γc1.201.061.03γR3.252.351.50以上DuraCrete提出的计算方法还是初步的，一些参数的取值有待于结合工程实际情况21 金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程进一步研究、完善。21 金塘大桥海工混凝土耐久性专项技术规程参考文献1、金塘大桥招标文件2、《混凝土结构耐久性设计与施工指南》—（CCES01-2005修订版）3、《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》—（JTG/TB07-01-2006）4、《海港工程结构防腐蚀技术规范》—（JTJ275-2000）5、《公路桥涵施工技术规范》—（JTJ041-2000）6、《钢筋阻锈剂使用技术规程》—（YB/T9231-98）7、《大体积混凝土工程施工技术规程》—（浙江省工程建设标准J10655-2005）8、《杭州湾跨海大桥专用施工技术规范》9、《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》10、《矿物掺和料应用技术规范》—（GB送审稿）11、《工程结构裂缝控制》—王铁梦著12、GeneralGuidelinesforDurabilityDesignandRedesign,DuraCrete,Feb200013、Concrete,MortarandCement-BasedRepairMaterials:ChlorideMigrationCoefficientFromNon–Steady-StateMigrationExperiments—(NTBUILD492)14、《金塘大桥混凝土原材料调研报告》15、《金塘大桥钢筋阻锈剂优选调研报告》16、《金塘大桥承台海水冷却及管路优化试验研究报告》17、《金塘大桥承台大体积混凝土温控总体方案研究》18、《金塘大桥承台混凝土试验研究报告》21'