高耐久免壓蒸預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土PHC管樁的制備和性能研究.pdf

1、隨著我國(guó)橋梁、房建、公路等建筑業(yè)的發(fā)展，預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁(PHC管樁)已經(jīng)成為地基的主流結(jié)構(gòu)材料之一?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)大多數(shù)廠家均采用蒸汽養(yǎng)護(hù)和壓蒸養(yǎng)護(hù)的方法來(lái)生產(chǎn)PHC管樁，這種生產(chǎn)工藝不僅能耗大、污染環(huán)境、安全性差，而且生產(chǎn)出來(lái)的管樁的耐久性差，已經(jīng)不能滿足社會(huì)的節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展要求。因此，尋求新的免壓蒸生產(chǎn)工藝是管樁行業(yè)長(zhǎng)久可持續(xù)發(fā)展的必由之路。本文結(jié)合工廠實(shí)際生產(chǎn)情況對(duì)原材料進(jìn)行優(yōu)選優(yōu)化確定了免壓蒸PHC管樁的基本配合比，研究了

2、免壓蒸PHC管樁的制備方法，探討了其物理力學(xué)性能和抗氯離子滲透、抗硫酸鹽侵蝕、抗凍以及耐海水侵蝕性能，并對(duì)其微觀增強(qiáng)機(jī)理進(jìn)行了分析。主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下:
　　(1)確定免壓蒸PHC管樁混凝土的基本配合比。通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)原材料進(jìn)行優(yōu)選優(yōu)化以及骨料級(jí)配的設(shè)計(jì)，確定免壓蒸PHC管樁混凝土的基本配合比為:水泥宜采用P·Ⅱ52.5等級(jí)，減水劑為聚羧酸系高效減水劑GTⅠ型，細(xì)骨料宜選用處于Ⅱ區(qū)的中砂，粗骨料為5～25mm連續(xù)級(jí)配的花崗巖碎石，

3、砂率取38％～39％，膠凝材料總用量宜控制在480kg/m3～500 kg/m3之間。
　　(2)配制C80免壓蒸PHC管樁混凝土。通過(guò)S95礦粉、S105礦粉、石膏和粉煤灰微珠粉的摻入，研究其對(duì)免壓蒸PHC管樁混凝土力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:普通S95礦粉需配合堿性激發(fā)劑使用才能取得比較好的效果。選用石膏作為激發(fā)劑，外摻10％～15％普通S95礦粉時(shí)，混凝土7d時(shí)強(qiáng)度可達(dá)81MPa;當(dāng)使用等量S105礦粉時(shí)對(duì)PHC管樁混凝土的強(qiáng)

4、度提升效果更顯著;復(fù)摻10％S95礦粉和10％粉煤灰微珠粉時(shí)，其強(qiáng)度和新拌混凝土的工作性能達(dá)到最佳。
　　(3)免壓蒸PHC管樁混凝土的耐久性研究。通過(guò)對(duì)比免壓蒸PHC管樁混凝土和壓蒸PHC管樁混凝土的耐久性差異，結(jié)果表明:免壓蒸制備出的PHC管樁混凝土在抗氯離子滲透、抗硫酸鹽侵蝕、抗凍性以及耐海水侵蝕等方面均表現(xiàn)出比常規(guī)壓蒸養(yǎng)護(hù)的PHC管樁混凝土更優(yōu)異的性能，其中復(fù)摻S95礦粉、石膏和粉煤灰微珠粉制備出的免壓蒸PHC管樁混凝土的

5、耐久性能最佳。
　　(4)免壓蒸PHC管樁混凝土的微觀增強(qiáng)機(jī)理研究。通過(guò)XRD、MIP和SEM等手段對(duì)免壓蒸PHC管樁混凝土的微結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，結(jié)果表明:在石膏作為激發(fā)劑時(shí)，礦粉和粉煤灰微珠粉的加入促進(jìn)了水泥的水化過(guò)程，與水化產(chǎn)物Ca(OH)2反應(yīng)，使C-S-H凝膠增多，進(jìn)而填充混凝土的內(nèi)部孔隙，提高了水泥石的密實(shí)度，混凝土的強(qiáng)度提高，耐久性增強(qiáng)，分析表明其主要改善了混凝土內(nèi)部孔徑為10～100nm之間的孔結(jié)構(gòu)。
　　(5)研