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2、对混凝土材料的要求和限制
对水泥的限制
①应根据不同地区、不同部位选用适当的品种；
②有抗冻要求的混凝土，宜采用普通硅酸盐水泥，硅酸盐水泥，不宜采用火山灰质硅酸盐水泥； ③不受冻地区海水环境浪溅区部位混凝土，宜采用矿碴硅酸盐水泥，特别是大掺量矿碴硅酸盐水泥。④各种环境的港口与航道工程混凝土均不得使用烧黏土火山灰质硅酸盐水泥。 对粗细骨料的限制
高性能混凝土宜采用标准稠度用水量低的中热硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，不宜采用矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥或复合硅酸盐水泥。
①有抗冻骨料杂质含泥量：＞C40情况下：细骨料≤2.0，粗骨料≤0.5 ≤C40情况下：细骨料≤3.0，粗骨料≤0.7 ②无抗冻骨料杂质含泥量：≥C60情况下：细骨料≤2.0，粗骨料≤0.5；
C55~C30情况下：细骨料≤3.0，粗骨料≤1.0； ＜C30情况下：细骨料≤5.0，粗骨料≤2.0。
③海水港口工程:禁用活性粗、细骨料
3、混泥土的配合比设计、性能、结构构造均突出耐久性的要求 港口工程浪贱区抗氯离子渗透性；电通量<2000C ①按耐久性的要求，有最大水灰比的限制；
②港口与航道工程在海水环境下，对有耐久性要求的混凝土有最低水泥用量的限值；
③应根据建筑物的具体使用条件，具备所需要的耐海水冻融循环使用的性能，耐海水腐蚀、防止钢筋锈
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蚀的性能。
处于北方寒冷地区海水环境下的港口与航道混凝土建筑物，当低潮时，水位变动区的混凝土暴露于寒冷的大气中，混凝土表面向内的一定深度，毛细孔中饱水结冰膨胀和存在着过冷的水，使混凝土产生微细的裂缝。当高潮时，混凝土微细裂缝中的冰晶又因淹没在海水中而之被融化，这将导致海水更多或更深入地渗进和进一步的膨胀破坏。如此冻融交替作用和恶性循环，致使混凝土脱皮、露石、开裂、露筋等。如此冻融的破坏，还将进一步的加剧钢筋的锈蚀。因此，港航工程混凝土必须具有足够的抗冻融破坏的能力。
港口与航道工程水位变动区混凝土，抗冻融等级的标准
浪浅区范围以下1m的区域，与水位变动区的抗冻等级相同。码头面层混凝土的抗冻等级较同一地区低2~3级。
严重受冻地区（最冷月月平均低于-8）海水环境钢筋、预应力F350，素混凝土F300，淡水环境钢筋、预应力F250，素F200；
受冻地区（-4~--8）海水环境钢筋、预应力F300；微冻地区海水环境钢筋、预应力F250。 开敞码头和方波提：用比同一地区高一级的抗冻等级 F300指100*100*400标准试件（100*100*400），300次冻循环实验，其失重率≤5%，动弹模量下降率≤25%.。一次冻循环实验：105±15min时间内，温度从+8±2°C冻结至-15～-17°C；75±15min，将混凝土试件的中心温度从-15°C（-2°）融化至+8±2°C。
④有抗冻要求的混凝土，必须掺入引气剂，对混凝土拌合物的含气量应进行控制 骨料最大粒径：20mm 4.0～7.0；31.5mm 3.5～6.5；40mm 3.0～6.0。
⑤港口与航道工程混凝土拌合物中氯离子含量的最高限值。对混凝土中氯离子的限制，量力而为氯离子含量达到一定数量，将加速水泥的凝结，使混凝土的可操作性变坏，早凝的水泥粒子表层形成了硬壳层，阻止和减弱了水对该粒子内部水泥的水化作用，造成混凝土后期强度和耐久性的较大损失。 海水：预应力混泥土0.06，钢筋混泥土0.1，素混泥土1.3。 淡水：钢筋混泥土0. 3。
南方指最冷月平均气温高于0的地区。
⑥钢筋混凝土及预应力混凝土钢筋保护层的最小厚度的规定
钢筋混泥土保护层厚度：海水北方：大气区50MM，浪溅区60MM，变动区50MM，水下区30MM
南方：大气区50MM，浪溅区65MM，变动区50MM，水下区30MM
海水预应力钢筋混泥土保护层厚度：构件厚度≥0.5m：大气区65，浪溅区80，水位变动去65，水下区65；构件厚度＜0.5m，取2.5倍钢筋直径和50mm较大者。
淡水环境：水汽积聚区40mm，不受水气积聚35mm，水位变动区40mm，水下区35mm 。 碳素钢丝、钢绞线的保护层应按表增加20mm。且不宜小于1.5倍主筋直径。 箍筋直径大于6mm时，钢筋保护层增加5mm。
后涨法预应力保护层，是指预留孔壁至构件表面的最小距离。永存应力＜400Mpa时的预应力筋的保护层厚度按表执行，但不宜小于1.5倍主筋直径。 4、海上混凝土浇筑的施工措施
①港口与航道工程混凝土施工中，乘低潮位浇筑混凝土时，就采取措施保证浇筑的速度高于潮水上涨的速度，并保持混凝土在水位上进行振捣。底层混凝土初凝以前不宜受水淹，浇筑完后，应及时封顶，并宜推迟拆模时间。
②有附着性海生物（如牡蛎）滋长的海域，对水下混凝土接茬部位，应缩短浇筑间隔时间或避开附着海生物的生长旺季施工。
③无掩护海域现场浇筑面层混凝土时，应有防浪溅设施。
港口与航道工程混凝土配制要求
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1、 基本要求
①所配制混凝土的强度、耐久性符合设计要求； ②所配制的混凝土应有满足施工操作的要求； ③所配制的混凝土应经济、合理。 2、 基本要求的具体内容 ①关于混凝土的强度
混凝土施工配制强度fcu.o就按下式计算 fcu.o=fcu.k+1.645δ
fcu.o—混凝土施工配制强度（MPa）；
fcu.k—设计要求的混凝土立方体抗压强度标准值（MPa）； δ――工地实际统计的混凝土立方体抗压强度标准差（MPa）。
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δ＝SQ【（∑fcu.i-Nμfcu）/（N-1）】
标准差平均水平：小于C20=3.5；C20～40＝4.5；大于C40=5.5.
采用压蒸的工艺生产的高强混凝土管桩，可取δ0=0.1 fcu.k
按fcu.o=fcu.k+1.645δ配制的混凝土，则混凝土施工生产留置试件的抗压强度满足设计要求的保证率为95％。
②水灰比的选择、水泥用量的确定应同时满足混凝土强度和耐久性的要求 水灰比的选择：
A、 根据混凝土强度－水灰比关系曲线，选择水灰比
用实际施工应用的材料，按指定的坍落度拌制数种不同水灰比的的混凝土拌合物，并根据28d龄期混凝土立方体试件的极限抗压强度，建立强度与水灰比曲线，可以从曲线上查得与混凝土施工配制强度相应的水灰比。
B、上述按强度要求得出的水灰比应与港口与航道工程海水或淡水环境按耐久性要求的水灰比最大允许值相比较，取其较小值为配制港口与航道工程混凝土的依据。 水灰比最大允许值：
海水环境钢筋混凝土（素混凝土） 北方：大气区0.55（0.65）、浪溅区0.40（0.65）、水位变动区严重受冻0.45（0.45）、受冻0.50(0.50)、微冻0.50(0.55)、水下区（不受水头作用）0.55(0.65)；
南方：大气区0.50(0.65)、浪溅区0.40(0.65)、水位变动区0.50(0.65)、水下区（不受水头作用）0.55(0.65)。 淡水环境按耐久性要求的水灰比最大允许值。 水上区受水汽积聚钢筋混凝土（素混凝土）：0.60（0.65），不受水汽积聚钢筋混凝土（素混凝土）0.65（0.65）；水位变动区钢筋混凝土（素混凝土）：严重受冻区0.55（0.55），受冻区0.60（0.60），微冻区0.65（0.65），偶冻、不冻0.65（0.65），水下区不受水头作用0.65，受水头作用小于5时0.60 水泥用量确定： 水泥用量的确定：
A、 根据坍落度－水泥用量关系曲线查得水泥用量
按选定的水灰比，选择用水量，通过试验确定最佳砂率。以选定的水灰比和最佳砂率拌制数种水泥用量不同的混凝土拌合物，测定其坍落度，并绘制坍落度与水泥用量的关系曲线，从曲线上查出与施工要求坍落度相应的水泥用量。 B、 该水泥用量应与港口与航道工程海水环境耐久性要求的最低水泥用量相比较，取其较大值作为配制
港口与航道工程混凝土水泥用量的依据。 C、 港口与航道工程混凝土拌合物中氯离子的最高限量 预应力混凝土：水泥质量的0.06％、钢筋混凝土0.1％
D、 港口与航道工程海水浪溅区混凝土抗氯离子渗透性，电通量不应大于2000C。
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E、 配制港口与航道工程混凝土宜掺用优质减水剂和优质掺合料 2、关于混凝土可操作性
配制混凝土的施工可操作性，又称为混凝土的和易性或工作性，其含义应包括混凝土的流动性、可塑性、稳定性和易于密实的性能。
3、 关于所配制混凝土的经济、合理性
确定混凝土的配合比及坍落度，经试拌校正后，可在确定的配合比上下试拌两个与之接近、可供比选的配合比，根据指定的要求制作试拌，进行相应的物理力学性能和耐久性试验比较，在满足前两项基本要求的前题下，选定更为经济的配合比。 北方钢筋混凝土（素混凝土）：大气区320（280），浪溅区400（280），水位变动区F350 400，F300 360，F250 330，F200 300，水下区300； 南方钢筋混凝土（素混凝土）：大气区360（280），浪溅区400（280），水位变动区360（280），水下区：300（280）。
备注：①有耐久性要求的大体积混凝土，水泥用量应按混凝土的耐久性和降低水泥水化热综合考虑。 ②当采用硅酸盐水泥及普通硅酸盐水泥拌制混凝土时，应适当掺加优质掺合料。
【案例4】某工程施工工地对正常养护的混凝土取样进行强度试验，所取11组（N=11）混凝土立方体试块抗压强度分别为（MPa）；30.0、31.0、29.0、28.0、32.0、29.0、28.0、28.5、30.0、28.0。 问题：求该 工程立方体试件的抗压强度的标准差。 分析与答案：
1、 计算11组试件强度的平方值及其和
30.02+31.02+29.02+28.02+29.02+32.02+29.02+28.02+28.52+30.02+28.02=9472.25 2、计算11组试件强度的平均值 29.3
计算平均值的平方：29.32=858.5
计算δ值：δ=SQ[（1-N*3）/（N-1）]=1.7MPa 一般情况下N大于等于25才具有效性。 【案例5】某公司沉箱预制场预制沉箱施工。设计要求沉箱预制混凝土立方体抗压强度的标准值为30MPa，该预制场实际统计的混凝土立方体抗压强度标准差为3.0MPa（δ=3.0） 问题1、进行该沉箱混凝土配合比设计时其施工配制强度应取多少。 问题2、按上述配制强度施工，混凝土强度的合格率达到多少。
分析与答案：1、混凝土施工配制强度=设计要求的混凝土立方体抗压强度标准值+1.645δ=30+1.645*3.0=34.935 施工配制强度取35MPa。
2、按35MPa配制强度施工，混凝土强度的合格率达到95%以上。
【案例6】某港口工程的超高强引气剂混凝土配合比为1：0.63：1.93，水灰比为0.38，高效减水剂的掺量1％（占水泥重）混凝土的引气量为3％，水泥的相对密度为3.1，中砂的相对密度为2.75，碎石的相对密度为2.82。 问题：
①该混凝土的砂率是多少？
②计算该混凝土每立方米的材料用量（水泥、砂、碎石、水及高效减水剂。 分析与答案
按《水运工程混凝土施工规范》的规定 ①混凝土的砂率：（0.63/2.75）/（0.63/2.75+1.93/2.82）＝25％ ②按绝对体积法计算，1kg水泥可配制混凝土的体积：
（1/3.1）+（0.63/2.75）+（1.93/2.82）+0.38＝V×（1-3%） V=1.67 l
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