嚴(yán)明 李迎濤 張于

(1.總裝備部后勤部華東辦事處，上海 200031; 2.后勤工程學(xué)院，重慶 401311)

目前，混凝土配制所用的砂和水主要是淡水和淡砂，它們的不斷消耗對資源和環(huán)境產(chǎn)生了很大的負(fù)面影響。而在遠(yuǎn)離陸地淡水緊缺的海島上，修建混凝土工程時由于成本利益的需求以及海水海砂建材資源化的趨勢，很多時候不得不采用海水海砂來配制混凝土。利用海水海砂來配制混凝土，混凝土不僅會受到外界海水的侵蝕，同時由海水海砂帶來的有害鹽類也會對混凝土內(nèi)部產(chǎn)生侵蝕，其結(jié)果可能產(chǎn)生各種不同程度的破壞，這種破壞在宏觀上反映為水泥石或水泥混凝土的破損、開裂、混凝土表面剝離等，同時還會引起水泥石或水泥混凝土強(qiáng)度下降以及混凝土中的鋼筋發(fā)生銹蝕。由此對混凝土拌合物的工作性能，混凝土硬化后的強(qiáng)度、變形和耐久性均會產(chǎn)生較大的影響，尤其是海水海砂配制的混凝土強(qiáng)度問題，一直是受到廣泛關(guān)注的研究課題。

因此，摻合不同摻合料到海水海砂混凝土中，以此來提高海水海砂混凝土的長期強(qiáng)度，并進(jìn)行了不同原材料配比、不同養(yǎng)護(hù)方式和不同齡期條件下的強(qiáng)度試驗(yàn)，旨在為海水海砂拌制混凝土提供技術(shù)參考資料。

1 試驗(yàn)方案

1)原材料。水泥采用42.5R級普通硅酸鹽水泥。河砂的細(xì)度模數(shù)為2.2，海砂的細(xì)度模數(shù)為2.1，碎石粒徑為5 mm～20 mm。粉煤灰的比表面積為4 578 cm2/g，表觀密度為2.87 g/cm3。礦渣的比表面積為8 066 cm2/g，表觀密度為2.92 g/cm3。減水劑采用萘系高效減水劑，摻量為0.5%，減水率為22%～25%。拌合水采用淡水(自來水)和海水。

2)配合比?？紤]目前大部分土木工程所用的混凝土流動性比較大，結(jié)合目前預(yù)拌混凝土實(shí)際使用配合比，采用的膠砂和混凝土配合比如表1，表2所示。

表1 膠砂強(qiáng)度試驗(yàn)配合比

3)試驗(yàn)方法。通過不同原材料、不同配合比、不同養(yǎng)護(hù)環(huán)境條件下膠砂試件和混凝土試件強(qiáng)度變化來評定海水海砂對混凝土強(qiáng)度的影響，養(yǎng)護(hù)方式選擇標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)、淡水干濕交替養(yǎng)護(hù)、海水浸泡以及海水干濕交替養(yǎng)護(hù)共四種。其中，干濕交替養(yǎng)護(hù)為標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28 d后，浸泡6 h，自然滴干1 h，60℃烘干16 h，冷卻1 h。

表2 混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)配合比

2 結(jié)果與討論

對原材料配比、不同養(yǎng)護(hù)條件和不同齡期下的膠砂試件進(jìn)行了強(qiáng)度試驗(yàn)，抗壓強(qiáng)度測試結(jié)果表明，采用海水海砂配制的試件在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下，其早期強(qiáng)度比采用淡水中砂配制的試件高，同時采用海水中砂配制的試件強(qiáng)度也較高。這主要是由于海水中含鹽量較大，而這一部分鹽類摻入到試件中起到早強(qiáng)劑的作用，因此試件的早期強(qiáng)度與帶入到試件內(nèi)部的鹽類含量有很大關(guān)系，帶入的鹽多，早期強(qiáng)度高，帶入的鹽少，早期強(qiáng)度低。

強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果還表明，采用海水海砂配制的試件在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件和淡水干濕交替養(yǎng)護(hù)下，后期強(qiáng)度均出現(xiàn)明顯的下降趨勢。而采用淡水中砂配制的試件在海水浸泡和海水干濕交替養(yǎng)護(hù)下后期強(qiáng)度也都出現(xiàn)較為明顯的下降趨勢，其中在海水干濕交替養(yǎng)護(hù)下，采用淡水中砂配制的試件90 d的強(qiáng)度不到海水海砂配制的試件的70%，這主要是因?yàn)樵诤Ｋ饔孟?，海水中鹽類離子向試件內(nèi)遷移，在毛細(xì)孔內(nèi)產(chǎn)生較大的結(jié)晶壓，導(dǎo)致試件強(qiáng)度的下降。而采用海水海砂配制的試件在海水情況下，由于環(huán)境內(nèi)外濃度差較小，遷移速度較小，毛細(xì)孔壓力較小，強(qiáng)度基本沒有下降。但在淡水情況下，采用海水海砂配制的試件內(nèi)的鹽類離子向外遷移，在干濕交替的作用下，鹽類離子不斷結(jié)晶和溶解，在毛細(xì)孔內(nèi)產(chǎn)生較大的結(jié)晶壓，導(dǎo)致試件強(qiáng)度下降。

海水海砂拌制混凝土與淡水中砂拌制混凝土在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下各齡期的抗壓強(qiáng)度對比結(jié)果表明，采用海水海砂拌制混凝土在180 d以內(nèi)各齡期的強(qiáng)度均高于采用淡水拌制的混凝土各齡期強(qiáng)度，但后期強(qiáng)度增長趨勢減緩，甚至不再增長。而海砂與中砂對混凝土的強(qiáng)度的影響較小，采用海砂與中砂拌制的混凝土的各齡期強(qiáng)度基本相同。這與海水中所含的鹽類離子較多，而海砂中所含的鹽類離子較少有關(guān)。

摻和了粉煤灰、礦渣等摻合料的混凝土在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下各齡期的抗壓強(qiáng)度對比結(jié)果表明，摻加摻合料的海水海砂混凝土的早期強(qiáng)度比不摻摻合料的海水海砂拌制的混凝土的強(qiáng)度偏低，這主要是由于摻加摻合料后，水泥用量減小，摻合料二次反應(yīng)較晚。但摻加摻合料后的海水海砂混凝土的后期強(qiáng)度下降趨勢明顯延緩，甚至略有增長，其中摻加礦渣的海水海砂混凝土后期強(qiáng)度增長趨勢最為明顯，而摻加粉煤灰的海水海砂混凝土后期強(qiáng)度增長量是最大的。

3 結(jié)語

采用海水海砂配制混凝土在海島混凝土工程中是可行的，其早期強(qiáng)度和后期強(qiáng)度均比采用淡水中砂配制的混凝土高。通過干濕交替加速養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度試驗(yàn)，采用海水海砂配制的混凝土沒有出現(xiàn)明顯的強(qiáng)度下降。摻加摻合料后的海水海砂混凝土的后期強(qiáng)度下降趨勢明顯延緩，其中摻加礦渣的海水海砂混凝土后期強(qiáng)度增長趨勢最為明顯，而摻加粉煤灰的海水海砂混凝土后期強(qiáng)度增長量是最大的。

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