上海液化天然气码头高性能混凝土配制与施工技术

上海液化天然气码头高性能混凝土配制与施工技术

2 0年 1月 01

水运工程Po t& W a ewa En i e ig r lr y gne rn

Jn 2 1 a.00No S ra .4 .1 e i lNo 37

第1期

总第 4 7期 3

施

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上海液化天然气码头性能混凝土配制与施工技术 王成启，汪冬冬

(交上海三航科学研究院有限公司，上海 2 0 3 )中 0 0 2

摘要：为满足上海液化天然气码头高性能混凝土的设计要求，通过优选高效减水剂、硅酸盐水泥和矿物掺合料，配制出

了用于不同尺寸构件的高性能混凝土单掺矿粉的高性能混凝土应用于一般尺寸构件，复掺矿粉和粉煤灰的高性能混凝土应

用于平台大体积高性能混凝土。采用预拌胶凝材料和有关技术规程进行高性能混凝土的施工，并采取措施有效控制平台大体积混凝土的温升。工程应用情况表明，高性能混凝土的抗压强度和耐久性指标满足设计要求：工程现场勘察表明，单掺矿粉的高性能混凝土构件表面平整光滑；复掺矿粉和粉煤灰有效地降低了工作平台大体积高性能混凝土的绝热温升，袁面无裂缝出现

关键词：海工高性能混凝土；￣ z技术；耐久性；技术规程；大体积高性能混凝土 4. -

中图分类号： T 2 u5 8

文献标志码： B

文章编号：10— 9 2 2 1 )10 0— 5 0 2 47 (0 0 O— 18 0

M a i n o t u to e hn l g fhi h pe f r a e c nc e e k ng a d c nsr c i n t c o o y o g - r o m nc o r tf rSh ng a i ufe n t a a o a h i q i d a ur lg swha f l rW ANG e g qi W ANG n—d n Ch n -, Do g o g

fC CS ag a T i abr n i eigSineT cnl yR sac stt C .Id, hn hi 0 02 C ia C C hnh i hr H ro g er c c eh o g eerhI tue o,J .Sa ga 2 0 3, hn) d E n n e o ni

A b t a t B pi zn u epa t ie n oln e n n n r la mitr,hg p r r n e s r c: y o t ig s p rlsi zr a d p ra d c me ta

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p r r n e c n r t o sr ci n me e s wi r u d g a u a e l s f r a e sa o e a mmoh a d e o ma c o c e e c n t t mb r f u o t go n r n l td b a t u n c lg p wd r w s s h t ntmpe au e rs o a mbe fma s

c n r t s e u e y mi i g g o nd r n l t d b a t f r c l g e r t r ie f f t me i r o s o c ee wa r d c d b x n r u g a u ae ls u na e sa p wd ra d fya h o e n s . l

Ke r s y wo d:ma ie e gn eig hg efr n e c n rt; o s u t n tc n lg;d rb ly tc nc l r n ie r ih p r ma c o cee c n t ci e h oo y u a it; e h ia n n o r o is e i c to; g - e o a c ls o c ee p cf ai n hih p r r n en a sc n r t i f m、

上海液化天然气 (N )港口工程提供 L G LG N远洋运输船进出港口，在码头靠泊及接卸 L G码头 N相关设施。L NG码头丁程项目包括 1 1.座 45万 m收稿日期：2 0— 6 2 090—3

L G船码头和 1 300吨级作船码头。工程 N座 0【位于上海洋山港区进港航道北侧，西门堂岛以东南海域，码头西侧端部距离小岩礁约 8 0m,东端 3

作者简介：王成启( 94 )】6~,男，博士，教授级高级工程师，主要从事海工高性能混凝土的研究。

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第 1期

王成启，汪冬冬：上海液化天然气码头高性能混凝土配制与施工技术

·0· 1 9

距离沈家湾预制品基地码头约 1 3 8m。L G码头 0 N

《暖化混凝土：快速氯离子侵蚀试验方法》进行。表 1高性能混凝土的技术指标 项目 胶凝材料水胶比/

平面采用“”型布置形式，泊位长 4 0m,通蝶 2过引桥与陆上连接，引桥长 18 0 . m,宽 1 I 9 5 1。 T码头南 1 1作平台、主副靠船墩各 2个和 6个个 系缆墩组成。工作船码头平面呈“”形布置，码 L头泊位长 1 0I,通过引桥与陆上连接，引桥长 1 l l 7 . m,宽 8I。码头为连片式结构，两端各设 1 9 5 n个系缆墩 l 1 l。

技术指标>4 0k/ 0 g m≤0 35≥ 1 Ol m 2 l l≥ C4 5

坍落度强度等级

新拌混凝土中氯离子含量9 通量 0d电

≤0.% 01≤ l0 0 C

0

为提高 L G码头工程的耐久性，L G码头的 N N工作平台、靠船墩、系船墩、引桥桥墩以及 T作船码头的横梁、实心平板、靠船构件、走道板、 系船墩、桥墩等均采用强度等级为 C 5海工高性 4能混凝土。该工程处于侵蚀较为严重的海洋环境，

9 离子扩散系数 0d氯

≤ 13x1 m S . 0 2/

12高性能混凝土配合比的配制 .121原材料 .. 1胶凝材料。 )

水泥采用上海嘉新港辉有限公司生产的强度等级为 5 . I型硅酸盐水泥，水泥的力学性能 25的如表 2所示，达到 5 . I 25型硅酸盐水泥强度要求，

氯盐对混凝土结构产生较大的侵蚀作用，且 T作平台为尺寸较大的大体积商性能混凝土，大体积混凝土中的水泥的水化热会产生较大的温升易产生温差裂缝 I 1因此，本文从两个方面开展 L G码头 。 N

其它各性能指标符合国家标准。矿粉采用安徽朱家桥水泥有限公司的￥ 5矿粉，其物理力学性能 9指标如表 3所示，其各项性能指标符合国家标准。 粉煤灰为闵行发电厂的Ⅱ级粉煤灰，其物理力学性能指标如表 4所示，满足 G/ 19 - 2 0 ( BT 5 6 0 5佣于水泥和混凝土中的粉煤灰》所规定的Ⅱ级粉煤灰的质量要求。表 2水泥的物理力学性能指标抗折强度/ a MP3( 1 2 ( 8 1

工程高性能混凝土技术研究。首先，根据构件不同尺寸，开展高性能混凝土配制技术的研究，尤

其研究满足大体积混凝土施工要求的高性能混凝土。其次，根据海上的施一 r条件比较恶劣，制定

高性能混凝土施 T质量控制方法，且采取有效措施，控制平台大体积高性能混凝土的温差裂缝的产牛

抗压强度/ a MP3d 2 ( 8 1

1高性能混凝土配制 11高性能混凝土技术要求 . 111高性能混凝土的基本要求 .. 1高性能混凝土除具有较高耐久性、高抗氯 )比表面( zk ) m" g'

…密度/流动度=氧化硫烧失活性指数/:%水分% (. g比/%含量/%量/—% —

离子渗透性、高尺寸稳定性外，还具

有良好的]二作性和较高的强度。2配制高性能混凝土应选用 )优质水泥、级配良好的优质骨料，同时应掺加优 质掺合料和水泥匹配的高效减水剂。3高性能混 )凝土除应符合本技术要求外，还应符合 J .7— r25 r J4 m筛 5“筛余/%

量量指/,靛/% 数数 -%指芸2%。t f J%

需水

22 .

10 0

6 4

7 6

合格

20《 0 0海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》等有关技术标准的规定。 11高性能混凝土技术指标 .. 2高性能混凝土的技术指标如表 1示，其中所电通量按 AS M C10- 1 9 昆土抗氯离子渗透 T 2 9 7 2凝

2骨料。 )

细骨料采用细度模数为 26的中砂；粗骨料采 .用 5 3 .续级配的碎石。~1 5连 3减水剂。 )

采用麦斯特生产的 R一 5高效减水剂和缓凝 P2

性标准试验方法》行；扩散系数按 N UL 4进 TB ID4 3

型 R一 5高效减水剂以及格雷斯公司生产的 P 2R

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水

运

工

程

2 0丘 01

A V 5高效减水剂。 D A1 2 1 .高性能混凝土配合比设计 .2 2

合掺入矿粉和粉煤灰，用于平台大体积高性能混凝土构件的施工，采用麦斯特缓凝型 R一5 P 2R高效减水剂进行试验。高性能混凝土配合比设计如表 5所示，单掺矿粉为系列一；复掺矿粉和粉煤灰为系列二，根据粉煤灰掺量的不同，配制了复掺矿粉和粉煤灰的两种胶凝材料，即胶材 1和胶材 2。

根据工程构件的具体特点，配制两种配合比： 其一为单掺矿粉高性能混凝土，用于一般尺寸构件的施工，选用麦斯特 R一 5高效减水剂和格雷 P2斯公司 A V 5 D A1 2高效减水剂进行试验；其二为复

表 5高性能混凝土配合比设计

12试验结果分析 .. 3

作性能良好，2电通量和 9 8d的 0d的扩散系数满足设计要求，水胶比为 03 . 5编号为 L 7的电量和扩

高性能混凝土性能指标测试结果如表 6所示，胶凝材料的水化热测试结果如表 7所示。根据表 6

散系数分别为 6 1C和 08￣ 0 m/,具有较高 7 .6 1 2 s的抗氯盐侵蚀能力且满足工程设计

要求。此外，

和表 7的测试结果，高性能混凝土配合比试验结果分析如下：

由表 7可知，胶材 2的水化热比胶材 J和单掺矿粉胶凝材料水化热低。大量的研究也表明[8 6] -,粉煤灰以及复掺矿粉与粉煤灰可有效降低胶凝材料的水化热和混凝土的绝热温升。因此，采用复掺

1系列一：单掺矿粉的高性能混凝土。在减 )水剂掺量相同的情况下，掺麦斯特高效减水剂高

性能混凝土的坍落度大于掺格雷斯高效减水剂高性能混凝土。此外，掺麦斯特高效减水剂高性能混凝土的抗压强度也高于掺格雷斯高效减水剂高

矿粉和粉煤灰编号 L 7混凝土配合比作为平台大体积混凝土的施T配合比。表 6高性能混凝土的性能指标测试结果

性能混凝土抗压强度，掺麦斯特高效减水剂高性能混凝土 2 8d电通量和 9 0 d扩散系数相对较小， 掺麦斯特减水剂编号为 L的电量和扩散系数分别 l

为 4 4C和 66￣ 0’/,具有较高的抗氯盐侵 3 .8 1 m2 s蚀能力，满足工程设计要求。因此，单掺矿粉可有效提高混凝土的抗氯盐侵蚀能力，并具有较高

的抗压强度和工作性，选用非缓凝麦斯特 R 2编 P5号为 L作为一般构件的施工配合比。 1 2系列二：复掺矿粉和粉煤灰的高性能混凝 )土。为降低大体积高性能混凝土的绝热温升，分别采用两个掺量的粉煤灰的胶凝材料 (材 1和胶胶材 2,并采用缓凝型减水剂 R一 5 ) P 2 R,以降低和延缓高性能混凝土温峰的出现。在减水剂用量胶凝材料品种 3d 7d

相同的情况下，虽然粉煤灰掺量较大的胶材 2配制的高性能混凝土 2压强度略有降低，但 1 8d抗二

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王成启，汪冬冬：上海液化天然气码头高性能混凝土配制与施工技术

. 1 1 . 1

2高 -混凝土施工控制技术 I生能

收缩裂缝 I :图 2为平台大体积高性能混凝土的施情况，图 3为平台高性能混凝土浇筑后的情况， 从 l 3可以看…,由于从配合比设计和施质量 控制方面进行了有效控制，平台大体积高性能混凝土没有 m现裂缝。

21高性能混凝土施

T控制方法 .为保证高性能混凝土的质量和海上施 T的可操作性，在上海嘉新港辉有限公司，对配制高性能混凝土的胶凝材料进行了预拌，从而采用预拌胶凝材料进行高性能混凝土的海上施 T:高性能混凝土耐久性检测采用电通量和扩散系数进行控

制，检验方法分别按 A T l0一 l9 S M C 2 2 9 7和 N TB ID 4 3的有关规定进行：高性能混凝土的浇 UL 4

筑、养护等施丁质量控制按中交上海 i航科学研 究院主编的 Z 3 0 8 2 0《 I高性能混凝土 G H 0 - 0 5海

施丁技术规程》、J 7- 20《港港 T程结构 2 5 0 0海防腐蚀技术规范》等有关技术标准规定进行施二『

质量控制。图 1为 T作船码头横梁高性能混凝土的施工情况，浇筑结果表明混凝土表面光滑、平整且无裂缝出现。L G码头丁作平台的尺寸较大， N平面尺寸达到 3 . mx 5m,厚度达到 3m多，属 47 5

图 2平台高性能混凝土的施工

于大体积高性能混凝土。尽管高性能混凝土平台在 1 0月份浇筑施 T,但平台的体积较大，必须采取措施控制平台混凝土绝热温升，以防止混凝土

产生裂缝。在复掺矿粉和粉煤灰以降低胶凝材料的水化热和混凝土绝热温升的基础上，施 T控制上也采取相应措施： 22高性能混凝土 T程检测结果分析 .木一程高性能混凝土共浇筑了 80 0I。表 8 r 0 n图 3平台高性能混凝土浇筑后的情况

为高性能混凝土抗压强度检验评定结果，从表 8 可以看，高性能混凝土抗压强度满足 C 5的设 4计要求。表 9为 L G码头￣:船码头高性能混 N H1 7作 7 ;凝土电量和 -散系数的检测结果，从表 9可以看 b,

混凝土的耐久性满足l T程设计要求。

图 1横梁高性能混凝土的施工

3结语

1 )采取遮阳措施降低骨料温度，控制混凝土的人模温度。2 )采取蓄淡水方案养护，减小混凝土表面的热扩散，从而降低大体积混凝土内外温差和延长散热时间。3 )采取分层与分块浇筑以降低混凝土的绝热温升。分

3进行浇筑，第 1层层

针对上海 L G码头 T程不同构件尺寸情况， N

通过优选高效减水剂、硅酸盐水泥以及矿粉和粉煤灰矿物掺合料等技术措施，配制了满足抗压

强度和耐久性设计要求以及适用于不同尺寸构件

的高性能混凝土。单掺矿粉的高性能混凝土应用于一般尺寸构件；复掺矿粉和粉煤灰应用于平台大体积高性能混凝土。采用预拌胶凝材料和有关

厚度为 90m 0 m,第 2层厚度为 160II,第 3 0 I Il l层厚度为 6 0mi。4平台面层 2 0I l厚度面层 5 l ) l 0 l Il l混凝土掺人 09 k/ . g,以降低面层混凝土的塑性 m

技术规程进行高性能混凝土的施，对平台大体

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注：当试件组数为 1- 4时， 17= .0当试件组数为 1- 4时， l1 5 A: .; 01= . 0, O9; 52 A= ., 208当试件组数≥2 . I1 0 A= .。S 6 5 5 A= ., O8 6 5 i的计算值小 c于 O 6时， .f 0取 O0 f“。 .6

表 9高性能混凝土电量和扩散系数检测结果

积高性能混凝土采取控制入模温度以及分层、分块以及蓄水养护等技术措施。T程应用情况表明， 高性能混凝土抗压强度和耐久性满足工程的技术要求，构件表面平整，无裂缝出现，满足设计要求。

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20 0 9年度中国港口协会科学技术奖揭晓

厦门港务控股集团荣获二等奖20 0 9年度中国港口协会科学技术奖日前揭晓，最终产生一等奖 1、二等奖 l项 6项、三等奖 3项。 7 由厦门港务控股集团和交通部水运科学研究院共同完成的邮轮旅客登船设备关键技术研究项目荣获

二等奖。 中国港口协会科学技术奖是 2 0 0 6年 1 1月 1日经国家科技部批准登记的全国性社会力量设奖，20 09年度已是第三次申报。(杜宏佳 )

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/bn7j.html