“三高”耦合环境下海工高耐蚀高抗裂大体积混凝土关键技术及应用研究

2022年度中国混凝土与水泥制品协会

混凝土科学技术奖科技进步类

项目展示

       

2022年度中国混凝土与水泥制品协会混凝土科学技术奖工作于2022年5月启动，至2023年1月圆满完成。报名期间共收到有效申报项目44项。经过专家评审委员会的初评及终评，共计36个项目获奖，包括一等奖1项、二等奖16项、三等奖19项，其中“科技进步类”22项、“技术革新类”14项。

       

三等奖项目

“三高”耦合环境下海工高耐蚀高抗裂大体积混凝土关键技术及应用研究              

         

主要完成单位： 中建西部建设湖南有限公司、海南大学

主要完成人： 蒋震、李长久、刘斌、李蒙强、黄辉、何彦琪、曾维、邓怡帆、笪俊伟、刘思雨

             

         

项目概况  

本项目依托工程所在地海南地区夏季白昼气温30-40℃，夜间气温25-35℃，平均空气湿度超80%，海水氯离子含量高达18876mg/L，具备“三高”环境特点：高温度、高湿度、高盐度，对混凝土的配合比设计和施工工艺提出了更高的要求。

高温环境下混凝土入模温度高，导致大体积混凝土温度裂缝控制难；高盐度环境下混凝土结构海水侵蚀严重，导致混凝土抗侵蚀性能提升难；高空气湿度下海水中部分盐分伴随水分散发，导致工程结构防护难。本项目针对“三高”问题带来的“三难”瓶颈问题，开发了一套“三高”耦合环境下海工高耐蚀高抗裂大体积混凝土应用关键技术。                    

低热水泥混凝土大体积墙体                    

主要创新点  

1.揭示了“三高”耦合环境下混凝土耐久性能劣化及防护理论，提出了“高温入仓”混凝土配合比设计方法，通过模拟开展大体积结构开裂风险评估，确定海工大体积混凝土温控指标，实现海工大体积混凝土水化温升与开裂风险的精确监测，为“三高”环境下高耐蚀高抗裂大体积混凝土配合比设计与防护奠定了理论基础。                                  

                                           

不同低热水泥放热量

                     

大体积混凝土有限元温度场

2.建立了“三高”耦合环境下混凝土工作性能、物理力学性能、耐久性能多方位精准定量评价、检验与精细化调控成套装备与流程，实现了海工大体积混凝土的高匀质性和稳定性施工，为“三高”环境下高耐蚀高抗裂大体积海工混凝土质量控制提供新思路。                

                     

大体积混凝土有限元分析

                     

三级配碎石级配曲线

3.提出一种高温高湿环境下大体积长连墙低热水泥混凝土施工方法，通过控制混凝土入模温度、调节凝结时间、强化养护等手段，建立了高效率连续浇筑成套工艺，为“三高”耦合环境下海工高耐蚀高抗裂大体积混凝土工程应用形成示范。                                  

                     

施工试验段模拟温度变化图

                     

施工试验段实测温度变化图

               

           

应用效果 

成果已成功应用于我国海南地区某海港工程项目，累计浇筑混凝土超过22万方，其中海工大体积混凝土约16万方。

                

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