C100超高強(qiáng)自密實(shí)微膨脹鋼管混凝土的研究.pdf

1、鋼管混凝土是一種在鋼管內(nèi)填充混凝土形成的組合材料，具有高承載力、抗變形能力好的性能。隨核心混凝土強(qiáng)度的增加，結(jié)構(gòu)整體的剛度增大，承載力提升，鋼材用量減少，有利于橋梁跨度的進(jìn)一步提高，在我國(guó)西部多山、地震帶的大跨徑橋梁工程具有廣闊的應(yīng)用前景。然而，目前應(yīng)用于橋梁建設(shè)中的鋼管混凝土主要為C80及以下的強(qiáng)度等級(jí)，C100超高強(qiáng)鋼管混凝土尚未研究與應(yīng)用。C100混凝土因膠凝材料用量高，水膠比低，坍落度經(jīng)時(shí)損失大，漿體粘度高，其泵送頂升灌注施工困

2、難；且高摻量的減水劑使得混凝土含氣量大，易造成混凝土與鋼管脫空；同時(shí)C100混凝土自收縮大，采用普通膨脹劑進(jìn)行補(bǔ)償收縮時(shí)，混凝土處于鋼管密閉環(huán)境中早期膨脹能不足，后期也難以持續(xù)穩(wěn)定膨脹，也造成混凝土與鋼管的脫空。因此需設(shè)計(jì)制備低含氣量、自密實(shí)、微膨脹的C100混凝土，以滿足大跨度拱橋的力學(xué)性能和泵送頂升施工性能要求，并實(shí)現(xiàn)鋼管與核心混凝土的緊密套箍。本文依托官盛渠江特大橋工程，開展了C100超高強(qiáng)鋼管混凝土的設(shè)計(jì)與性能研究。取得主要研究

3、成果如下：
　　1、通過(guò)調(diào)整對(duì)膠凝顆粒具有超強(qiáng)分散作用和低引氣性的高效減水組分和具有延遲吸附特性的保塑組分的比例，復(fù)摻有機(jī)硅類消泡劑和葡萄糖酸鈉，開發(fā)了具有高效減水保塑、降粘、低引氣功能的C100超高強(qiáng)鋼管混凝土專用外加劑。其減水率為25％~30％；摻量為2.2％~2.4％時(shí)，配制的C100自密實(shí)微膨脹鋼管混凝土3h坍落度損失小于2cm，含氣量低于2.0％，T500小于15s。
　　2、開發(fā)了以CaO-C4 A3 S-MgO

4、的三組分為膨脹源的高能復(fù)合膨脹劑HCEA，提出了HCEA與聚醚類減縮劑復(fù)合進(jìn)行C100超高強(qiáng)鋼管混凝土的膨脹擬合設(shè)計(jì)的思路。探討了減縮劑提高密閉環(huán)境下C100鋼管混凝土的膨脹性能以及工作性能的機(jī)理。提出了C100自密實(shí)微膨脹鋼管混凝土的設(shè)計(jì)與制備方法，制備的C100鋼管混凝土性能：初始坍落度/擴(kuò)展度≥250/650mm，3h坍落度損失＜2cm， T500＜10s，含氣量＜2.5％，28d抗壓強(qiáng)度＞115MPa，密閉環(huán)境下自由膨脹率達(dá)2.

5、0×10-4，且60d穩(wěn)定。
　　3、研究了C100超高強(qiáng)鋼管混凝土及其構(gòu)件的徐變性能，探明了核心混凝土的膨脹率對(duì)鋼管混凝土的徐變系數(shù)，以及鋼管混凝土構(gòu)件軸壓承載力的影響規(guī)律。隨著C100混凝土膨脹率的增加，鋼管套箍作用增強(qiáng)，構(gòu)件整體的徐變值減小，徐變系數(shù)降低，其軸壓承載力提高，當(dāng)混凝土膨脹率為2.0×10-4時(shí)，含鋼率為11.5％的構(gòu)件，其28d軸壓承載力較混凝土與鋼管脫粘的構(gòu)件提高5.08％。
　　本文開發(fā)的外加劑在衡陽(yáng)