盐渍土环境下钻孔灌注桩混凝土配合比优选及耐久性

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发布时间：2021-09-03

资料介绍

盐渍土环境下钻孑L灌注桩混凝土
配合比优选及耐久性
陈波，张文潇，白银，刘雪娟2，宁逢伟
(1．南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，210029，南京
2．中铁上海工程局集团第一工程有限公司，241007，安徽芜湖)
摘要：为优选硫酸盐与氯盐共存的盐渍土环境下桩基混凝土配合比方案，以普通钻孔灌注桩混凝土、
高抗硫水泥复合大掺量矿物掺合料混凝土、普硅水泥复合大掺量矿物掺合料的高性能混凝土及添加防腐剂的
高性能混凝土等4种混凝土为研究对象，研究了4种混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力和抗氯离子侵蚀能力。结果
表明：普通钻孔灌注桩混凝土抗硫酸盐侵蚀能力较强，但其抗氯离子侵蚀能力难以满足耐久性要求；高抗硫
水泥复合大掺量矿物掺合料混凝土抗硫酸盐侵蚀能力较强，但其抗氯离子侵蚀能力一般；普硅水泥复合大掺
量矿物掺合料的高性能混凝土同时具有优异的抗硫酸盐侵蚀能力和抗氯离子侵蚀能力；在高性能中添加防腐
剂，在一定程度上降低了混凝土的耐久性。高性能钻孔灌注桩混凝土是一种适合盐渍土环境的耐久性高、经
济成本低廉的混凝土。
关键词：配合比优选；钻孔灌注桩；耐久性；水泥品种；矿物掺合料
中图分类号：TU528 文献标志码：A 文章编号：1000—4726(2016)01—0047．05
M IX PRoPoRTIoN oPTIM IZATIoN AND DURABILITY oF BoRED PILE C0NCRETE UNDER
SALINE SoIL CoNDITIoN
CHEN Bo ，ZHANG W en-xiao ，BAI Yin’，
LIU Xue-juan ，NING Feng．wei
(1-StateKeyLaboratoryofHydrology-WaterResources andHydraulicEngineering，NanjingHydraulicResearchInstitute，210029，Nanjing，
China；2．The First Civil Engineering Co．，Ltd．ofCREC Shanghai Group，241007，Wuhu
，Anhui，China)
Abstract：ln order to optimize concrete mix proportion and raw materials for bored pile concretes
under saline soil environment which SUffer from strong sulfate attack and serious chloride corrosion
，
the durability of four concretes，i．e．ordinary bored pile concrete (BPC)，concrete made with sulfate
resistance Portland cement and high volume mineral admixture(SRM)，high performance concrete(HPC)
made with ordinary Portland cement and high volume mineral admixture
， and concrete which combined
HPC and sulfate corrosion resistance admixture (HPCA) ，were investigated．The results show that
BPC has high sulfate corrosion resistance and low chloride resisting property which fails to satisfy
durability requirem ent．SRM has high sulfate corrosion resistance and its chloride resisting property
reluctantly meet critical requirement of durability design． HPC has high sulfate corrosion resistance and
high chloride resisting property at the same tim e． W ith using sulfate corrosion resistance admixture，
HPCA has lower durability than HPC to some extent．
HPC，which has hi gh durability and loW cost．is
optimized for bored pile under saline soi1 condition．
Keywords：mix proportion optimization；bored pile；durability；cement type；mineral admixture
我国东部沿海及西北地区盐渍土分布广泛，土
壤和地下水中含有较高浓度的氯离子、硫酸根离子、
镁离子等多种侵蚀性离子¨ 。侵蚀眭离子对钢筋混
凝土结构造成严重的化学与物理腐蚀，如硫酸根离
子会造成钙矾石膨胀、石膏膨胀，甚至碳硫硅钙石
腐蚀破坏，在干湿交替作用下会产生盐结晶膨胀；
同时氯离子会破坏钢筋钝化膜、形成腐蚀电池和存
收稿日期：2015~)9-26
基金项目：公益性科研院所基本科研业务费专项资金项目(Y414001)
作者简介：陈波(1978一)，男，安徽桐城人，高级工程师，博士，
e-mail：bchen@nhri．cn．
在去极化作用【2]。盐渍土环境下普通硅酸盐水泥或
硅酸盐水泥制备的普通混凝土的耐腐蚀性较差口1，
要提高混凝土耐久性，需采用高抗硫酸盐硅酸盐水
泥，或掺加矿物掺合料，或在混凝土中添加抗硫酸
盐类侵蚀防腐剂，或采用高密实性的高性能混凝土
等措施[4-7]。
抗硫酸盐硅酸盐水泥和防腐剂价格高昂，能否
优化混凝土的材料组成和配合比，采用普硅水泥替
代抗硫水泥、增大矿物掺合料的掺量、取消防腐剂
的技术路线，制备耐久性优异、经济成本低廉的耐
蚀混凝土，本文针对盐渍土环境对钻孔灌注桩混凝
·48· 建筑技术第47卷第1期
土耐久．『生的要求，考察了4种钻孔灌注桩混凝土配合
比方案，为硫酸盐与氯盐共存环境下桩基混凝土的优
选提供基础数据。
1 试验原材料
水泥：普通硅酸盐水泥为雁池P·O 42．5，密度
2．90g／cm ，比表面积453 m ／kg，细度1．35％，标
准稠度用水量28．4％；抗硫酸盐硅酸盐水泥为屯河
P‘HSR 42．5，密度3．19g／cm ，比表面积396m2／kg，
细度2．42％，标准稠度用水量26．0％。
粉煤灰为乌鲁木齐苇湖梁电厂II级粉煤灰，密度
2．18g／cm ，需水量比98％，烧失量5．5％，细度22．5％。
矿渣为八一钢铁厂$75级矿渣，密度2．87 g／cm ，
比表面积413 rn ／kg，28d涪眭指数90％，细度2．18％，
流动度比105％。
粗骨料为粒径为5-20mm的水洗卵石；细骨料
为天然水洗砂，细度模数为3．0，II区中砂。骨料产
地为昌吉州。
外加剂分别为FDN减水剂和HLC—A(S)引气剂。
抗硫酸盐类侵蚀防腐剂为北京某公司生产，满足JC／
T 101 1—2006的质量要求。
试验所用的地下水根据检测公司提供的场址水化
学分析结果配制(表1)，保证C1-、SO 、HCO 一、
Ca2
、
M g外
、、Na十离子的总量与检测水质一致。
表1 水质化学分析结果 mg／L
阴离子阳离子
取样深度／
m CI HCO 一 CO3 SO4 一 Ca Mg K +Na_
1．7～1．9 21 865．2 175．7 4．8 6912．0 1 584．0 739．2 1 4309．7
2 混凝土技术方案及配合比
通常防腐蚀灌注桩混凝土采用高抗硫酸盐水泥，
同时掺加20％～30％的粉煤灰和抗硫酸盐类侵蚀防
腐剂，由于高抗硫酸盐硅酸盐水泥价格远超过普通硅
酸盐水泥，防腐剂的价格也比较高昂，为了降低混凝
土的成本，同时提高混凝土的耐久性能，本文设计了
不同的混凝土方案。
(1)BPc——常规的盐渍土环境下的钻孔灌注
桩混凝土方案，采用P·HSR 42．5水泥+25％粉煤灰+
抗硫酸盐类侵蚀防腐剂。
(2)sRM——采用高抗硫酸盐硅酸盐水泥与大
掺量矿物掺合料的方案，采用P·HSR 42．5水泥+20％
粉煤灰+3O％矿渣。与BPC相比，取消防腐剂，降
低P·HSR的用量。
(3)HPc—— 高性能混凝土方案，即普通硅酸
盐水泥与大掺量矿物掺合料方案，采用P·O 42．5水
泥+2O％粉煤灰+30％矿渣。与SRM 相比，用P·O
水泥替代P·HSR水泥。
(4)HPCA——在高性能混凝土的基础上掺加抗
硫酸盐类侵蚀防腐剂的方案，采用P-O 42．5水泥+20％
粉煤灰+30％矿渣+防腐剂。HPCA在HPC的基础
上掺加了防腐剂，比较HPCA与HPC的耐久性，考
察HPC是否有掺加防腐剂的必要。
混凝土强度等级为C40，坍落度(180±20)mnq，
含气量(2．5±0．5)％。配合比如表2所示。