C50海工混凝土抗Cl-滲透性能研究及影響因素分析

李亮，劉化超，賴小穎，金磊，李濤

（1.中交路橋華南工程有限公司，廣東 中山 528400；2.浙江海洋大學，浙江 舟山 316000；3.中交路橋華東工程有限公司，上海 200000）

一、試驗方案

（一）原材料

1.水泥：本試驗采用寧海強蛟海螺水泥有限公司生產(chǎn)的P.II52.5硅酸鹽水泥。

2.集料：粗集料由寧?？h創(chuàng)利石材有限公司生產(chǎn)，將粒徑5～16mm和粒徑16～25mm按4：6的比例混合摻入塔柱C50海工混凝土中；細集料采用產(chǎn)地為江西贛江II區(qū)中砂，細度模數(shù)2.80。

3.礦物摻合料：本試驗采用中國國電有限公司生產(chǎn)的F類II級粉煤灰以及恒昌新型建材公司生產(chǎn)的S95級礦粉。

4.外加劑：試驗采用蘇博特建材公司生產(chǎn)的緩凝型聚羧酸高性能減水劑和AB型阻銹劑減水劑的減水率為28%，7d抗壓強度比157%，28d抗壓強度比≥149MPa。

（二）正交法配合比設(shè)計

依據(jù)《混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》（JGJ55-2011）對C50海工混凝土的配合比進行設(shè)計，采用正交試驗法，將水膠比、砂率、粉煤灰摻量及礦粉摻量這4個參數(shù)作為影響因素，建立四因素三水平的正交試驗設(shè)計表，根據(jù)正交試驗設(shè)計表制定試驗方案，具體配合比如表1所示。

（三）試驗方法及評價標準

采用電通量試驗、RCM試驗研究C50海工混凝土的抗?jié)B性能，試驗方法及等級評價參照《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標準》GB/T50082—2009。

表1.C5O海工混凝土正交試驗配合比

二、試驗結(jié)果分析與討論

根據(jù)上述正交試驗配合比，獲得以下9組試驗數(shù)據(jù)，試驗數(shù)據(jù)使用極差分析法進行分析，試驗數(shù)據(jù)結(jié)果如表2所示。

表2.正交試驗結(jié)果

（一）4種水平因素對C50海工混凝土電通量的影響

4種水平因素對C50海工混凝土電通量的極差分析如表3所示。

表3.C50海工混凝土電通量的極差分析表

由數(shù)據(jù)可知，4種水平因素對C50海工混凝土電通量的影響重要程度排序為：水膠比＞礦粉摻量＞粉煤灰摻量＞砂率。水膠比對C50海工混凝土電通量影響最為顯著，水膠比為0.30、0.32、0.34時，其電通量值分別為441.4C、587.6C、746.2C，隨著水膠比的增大電通量值逐漸增大，其抗Cl-滲透性能變差。礦粉摻量對C50海工混凝土電通量值得影響程度僅次于水膠比，礦粉摻量為15%、20%、25%時，其電通量值分別為515.3C、627.9C、632.0C，隨著礦粉摻量的增大電通量逐漸增大，其抗Cl-滲透性能變差。粉煤灰摻量對C50海工混凝土電通量值得影響程度較小，粉煤灰摻量為25%、30%、35%時，其電通量值分別為630.4C、524.0C、620.7C，因而粉煤灰摻量為30%時，其抗Cl-滲透性能最好。砂率對C50海工混凝土電通量影響程度最小，砂率在41%、42%、43%時，其電通量值分別為535.3C、611.9C、628.0C，隨著砂率的增大電通量值逐漸增大，但R值相對較小，因而砂率對其抗Cl-滲透性能的影響最小。經(jīng)上述分析可知，A1B1C2D1為偏向較高抗Cl-滲透性能的優(yōu)選配合比組合。

（二）4種水平因素對C50海工混凝土28d氯離子擴散系數(shù)的影響

4種水平因素對C50海工混凝土28d氯離子擴散系數(shù)的極差分析如表4。

表4.C50海工混凝土RCM的極差分析表

由數(shù)據(jù)可知，4種水平因素對C50海工混凝土28d的DRCM影響重要程度排序為：水膠比＞粉煤灰摻量＞砂率＞礦粉摻量。水膠比對C50海工混凝土28d的DRCM影響最為顯著，水膠比為0.30、0.32、0.34時，DRCM值分別為1.6940×10-12m2/s、3.2722×10-12m2/s、4.3162×10-12m2/s，隨著水膠比的增大DRCM值越大，C50海工混凝土的抗Cl-滲透性能越差。粉煤灰摻量對C50海工混凝土28d的DRCM影響程度僅次于水膠比，隨著粉煤灰摻量從25%逐漸增加到35%，C50海工混凝土28d的DRCM逐漸增大，分別為2.7192×10-12m2/s、2.9479×10-12m2/s、3.6153×10-12m2/s。砂率隨砂率摻量逐漸增加，C50海工混凝土28d的DRCM先減小后增大，分別為2.8585×10-12m2/s、3.4511×10-12m2/s、3.0595×10-12m2/s，因而砂率為41%時，其抗Cl-滲透性能最好。礦粉摻量對C50海工混凝土28d的DRCM影響程度最小，礦粉摻量為15%、20%、25%時，DRCM值分別為3.2700×10-12m2/s、2.7320×10-12m2/s、3.1370×10-12m2/s。因而礦粉摻量為20%時，其抗Cl-滲透性能最好。經(jīng)上述分析可知，A1B1C1D2為偏向較高抗Cl-滲透性能的優(yōu)選配合比組合。

三、結(jié)語

（1）水膠比是影響C50海工混凝土抗Cl-滲透性能的主要因素。隨著水膠比的增大，混凝土電通量值與28d的DRCM逐漸增大，抗Cl-滲透性能變差。因此，適當?shù)慕档退z比可顯著提高C50海工混凝土的抗Cl-滲透性能。

（2）粉煤灰摻量與礦粉摻量是影響C50海工混凝土抗Cl-滲透性能的次要因素，當粉煤灰摻量25%～30%、礦粉摻量20%時較為合理。

（3）砂率對C50海工混凝土抗Cl-滲透性能的影響相對較小，當砂率在41%～43%范圍內(nèi)對其抗Cl-滲透性能影響較小。