超高強(qiáng)鋼管混凝土的研究與工程應(yīng)用.pdf

1、隨著鋼管混凝土結(jié)構(gòu)向更高、跨度更大方向發(fā)展，向鋼管中灌注超高強(qiáng)混凝土成為主要的發(fā)展趨勢。超高強(qiáng)混凝土由于膠凝材料用量高、水膠比極低，因此本身的自收縮很大，影響鋼管與混凝土的緊密結(jié)合及套箍效應(yīng)；同時工作性能控制難度大，生產(chǎn)制備成本高。針對上述問題，結(jié)合四川雅瀘高速公路臘八斤大橋超高強(qiáng)鋼管混凝土高墩工程，本文進(jìn)行了如下研究工作：利用密實(shí)骨架堆積設(shè)計(jì)方法改善混凝土的力學(xué)性能，利用膨脹劑與增粘減縮劑復(fù)摻的設(shè)計(jì)方法改善混凝土的體積變形性能，采用常

2、規(guī)原材料制備得到了C80—C100強(qiáng)度等級超高強(qiáng)鋼管混凝土。系統(tǒng)研究了水膠比、膠凝材料用量、礦物摻合料、砂率、集料級配、養(yǎng)護(hù)條件對超高強(qiáng)鋼管混凝土工作性能和力學(xué)性能的影響。 結(jié)果表明：水膠比對混凝土工作性和強(qiáng)度影響顯著，混凝土的膠材用量要控制在一定范圍，不應(yīng)高于600kg/m3。本試驗(yàn)得到的合適砂率為40％，各種養(yǎng)護(hù)條件對強(qiáng)度的貢獻(xiàn)依次是：水中養(yǎng)護(hù)>標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)>絕濕養(yǎng)護(hù)>自然養(yǎng)護(hù)。研究了水泥漿體和混凝土的流變性能。結(jié)果表明：漿

3、體的用量直接影響混凝土的工作性，要有足夠的漿體使骨料懸浮其中。本試驗(yàn)得到的C100、C60、C30混凝土的膠凝材料層厚度之比為：1：0.96：0.89。測試了鋼管混凝土軸壓短柱的力學(xué)性能。研究結(jié)果表明：承載力隨著混凝土強(qiáng)度的增大而增大，在相同鋼管尺寸下，隨核心混凝土強(qiáng)度等級的提高，鋼管軸壓荷載峰值出現(xiàn)的越早。對于相同強(qiáng)度等級的鋼管混凝土，隨套箍指標(biāo)的增加，承載力增加，混凝土開裂破壞后，套箍指標(biāo)越大，實(shí)測荷載—應(yīng)變曲線下降段越平緩，鋼管混

4、凝土結(jié)構(gòu)延性越好。研究了混凝土的自收縮和徐變性能。結(jié)果表明：1.5％增粘減縮組分和6％膨脹劑雙摻可以在不降低混凝土強(qiáng)度的情況下明顯補(bǔ)償混凝土的自收縮，混凝土在3d齡期后出現(xiàn)了微膨脹，360d時的膨脹值達(dá)到2.71×10—4。超高強(qiáng)鋼管混凝土的徐變變形值和徐變系數(shù)很低，C100強(qiáng)度等級混凝土360d加載齡期的徐變變形和徐變系數(shù)分別為5.38×10—4和1.62。研究了超高強(qiáng)混凝土的微觀結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明：超高強(qiáng)混凝土中不存在明顯的界面過渡區(qū)，