水下不分散混凝土配合比设计.docx

水下不分散混凝土配合比设计

编制单位：第五项目部

编制人：刘德政邵亮

编制日期：2007年11

水下不分散混凝土配合比设计

摘要：本文以曹妃甸原油码头靠船墩、系缆墩水下封底混凝土为例，介绍了水下不分散混凝土配合比设计的过程。

关键词：水下不分散混凝土；配合比设计

1工程概况

曹妃甸原油码头建设规模为新建30万吨级原油码头1座，兼顾15万吨和45万吨油轮靠泊作业。码头长度522m，采用蝶型布置，由一个工作平台、2个靠船墩和6个系缆墩组成。靠船墩和系缆墩设计将抗冰墩和码头墩台合为一体，采用半水下圆锥台结构，墩台底标高在设计低水位以下3.5m。

为使靠船墩、系缆墩结构混凝土能够形成干施工条件，采用了钢套箱结构并在结构混凝土下增设了2m封底混凝土。封底混凝土采用水下不分散混凝土，其作用为在水下浇筑凝结硬化后形成混凝土底板，抽水后与钢套箱一起作为挡水和模板结构，为结构混凝土提供干施工条件。

曹妃甸原油码头地处外海，海况恶劣突风较多。水下不分散混凝土受风浪影响较大，所以除了添加必要的絮凝剂，在配合比设计时考虑到混凝土可能会产生裂缝和孔隙，同时为了让混凝土能够更快的凝结硬化、提高早期强度以抵御风浪影响和缩短工期，还需添加膨胀剂和调凝剂。

2原材料情况

2.1水泥：采用唐山冀东水泥厂生产的强度等级为42.5R的普通硅酸盐水泥。技术指标如下表（表一）：

检验项目

标准稠度(%)

细度(%)

凝结时间

安定性

抗压强度(MPa)

抗折强度(MPa)

初凝

终凝

3d

28d

3d

28d

检验结果

28.4

0.9

2h28min

4h30min

合格

26.2

53.2

6.2

8.9

2.2细骨料：采用产自卢龙的河砂。该砂为Ⅱ区中砂，细度模数一般在2.4~2.8之间，其中含有部分卵石，10mm以上颗粒含量在20%~25%之间，这部分卵石可以改善混凝土的流动性，提高混凝土的泵送性能。技术指标如下表（表二）：

检验项目

含泥量(%)

泥块含量(%)

表观密度(kg/m3)

堆积密度(kg/m3)

级配情况

5.0

2.5

1.25

0.63

0.315

0.16

检验结果

0.8

0.0

2650

1550

6

15

24

56

83

97

2.3粗骨料：采用产自丰润的碎石。该碎石为级配良好的连续粒级，公称粒径为5~25mm，适用于泵送混凝土。技术指标如下表（表三）：

检验项目

含泥量(%)

泥块含量(%)

针片状含量(%)

压碎指标值(%)

级配情况

25

20

16

10

5

2.5

检验结果

0.2

0.0

6

7.3

2

33

68

98

100

100

2.4外加剂：在配合比的试拌过程中分别掺加了3~4种外加剂。分别为：中国石油集团工程技术研究院研制的UWB－Ⅱ型絮凝剂、天津豹鸣集团有限公司生产的UEA型膨胀剂、天津市雍阳减水剂厂生产UNF-5AST型聚羧酸减水剂、山东宝源化工有限公司生产的调凝剂。

①UWB－Ⅱ型絮凝剂能够赋予普通混凝土超强的抗分散性、适宜的流动性和施工性能；解决水下混凝土的抗分散性能，实现水下混凝土的自流平和自密实。UWB－II型絮凝剂掺量为水泥重量的1.5％～3.0％。技术指标如下表（表四）：

检验项目

含气量(%)

泌水率比(%)

凝结时间

坍落度(mm)

坍扩度(mm)

7d水陆抗压强度比(%)

初凝

终凝

检验结果

3.0

0.0

18h21min

21h00min

220

455

75

②掺加UEA型膨胀剂后混凝土中形成水化硫铝酸钙产生适度膨胀力，在结构中建立0.2～0.7MPa预压应力，可抵消混凝土硬化过程中形成的收缩力，因而减少干缩裂缝，提高抗裂和抗渗性能。UEA型膨胀剂掺量为水泥重量的8％～14％。技术指标如下表（表五）：

检验项目

细度(%)

水中7d限制膨胀率(%)

凝结时间

氧化镁(%)

碱含量(%)

氯离子含量(%)

抗压强度(MPa)

初凝

终凝

7d

28d

检验结果

4.9

0.029

3h05min

4h20min

3.75

0.36

0.02

28.2

48.8

③聚羧酸减水剂是一种新型的高效减水剂，它具有强度高和耐热性、耐久性好等性能。其特点是在高温下坍落度损失小，具有良好的流动性，降低水灰比提高混凝土强度，改善混凝土和易性和密实性。UNF-5AST型聚羧酸减水剂掺量为水泥重量的0.5％～1.5％。技术指标如下表（表六）：

检验项目

净浆流动度(mm)

减水率(%)

坍落度保留值(mm)

硫酸钠含量(%)

氯离子含量(%)

对钢筋锈蚀作用

抗压强度比(%)

30min

60min

3d

7d

28d

检验结果

270

30

210

180

0.02

0.01

无

164

133

127