超高強鋼管混凝土的研究與工程應用.pdf

1、隨著鋼管混凝土結構向更高、跨度更大方向發(fā)展，向鋼管中灌注超高強混凝土成為主要的發(fā)展趨勢。超高強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合及套箍效應；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，結合四川雅瀘高速公路臘八斤大橋超高強鋼管混凝土高墩工程，本文進行了如下研究工作：利用密實骨架堆積設計方法改善混凝土的力學性能，利用膨脹劑與增粘減縮劑復摻的設計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強度等級超高強鋼管混凝土。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)護條件對超高強鋼管混凝土工作性能和力學性能的影響。 結果表明：水膠比對混凝土工作性和強度影響顯著，混凝土的膠材用量要控制在一定范圍，不應高于600kg/m3。本試驗得到的合適砂率為40％，各種養(yǎng)護條件對強度的貢獻依次是：水中養(yǎng)護>標準養(yǎng)護>絕濕養(yǎng)護>自然養(yǎng)護。研究了水泥漿體和混凝土的流變性能。結果表明：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性能。研究結果表明：承載力隨著混凝土強度的增大而增大，在相同鋼管尺寸下，隨核心混凝土強度等級的提高，鋼管軸壓荷載峰值出現(xiàn)的越早。對于相同強度等級的鋼管混凝土，隨套箍指標的增加，承載力增加，混凝土開裂破壞后，套箍指標越大，實測荷載—應變曲線下降段越平緩，鋼管混

4、凝土結構延性越好。研究了混凝土的自收縮和徐變性能。結果表明：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度的情況下明顯補償混凝土的自收縮，混凝土在3d齡期后出現(xiàn)了微膨脹，360d時的膨脹值達到2.71×10—4。超高強鋼管混凝土的徐變變形值和徐變系數(shù)很低，C100強度等級混凝土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。研究了超高強混凝土的微觀結構。結果表明：超高強混凝土中不存在明顯的界面過渡區(qū)，