C50高性能微膨胀钢管混凝土设计与性能研究

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1、建材世器2010年第31卷第2期C50高性能微膨胀钢管混凝土设计与性能研究陈冲1，陈伟2，李远2(1．中铁大桥局集团第三工程有限公司，广州510800；2．武汉理工大学材料科学与工程学院，武汉430070)摘要：详细介绍了C50高性能微膨胀铜管混凝土配合比设计方法，研究了水灰比、膨胀荆类型、减水剂类型等因素对高性能微膨胀钢管混凝土的工作性能、凝结时间、强度、膨胀率等性能的影响，提出了一种C50高性能微膨胀钢管混凝土的设计配合比，并进行了工程应用验证。关键词：钢管拱桥；微膨胀钢管混凝土；限制膨胀率；自生体积变形

2、DesignandPropertiesofC50High-performanceSlightlyExpansiveSteel-tubeConfinedConcreteCHENChon91，CHENWei2，LIYuan2(1．The3rdEngineeringCompany，ChinaRailwayGroupLTD，Guangzhou510800，China；2．SchoolofMateriahScienoeandEngineering，WuhanUniversityofTechnology，Wuhan430

3、070，China)Abstract：ThedesignmethodfortheC50high-performanceslightlyexpansivesteel—tubeconfinedconcreteisdiscussed．Theeffectsofthewatertobinderratio，thetypeoftheexpansiveadmixtureandthesuperplasticizersontheworkability，set·ringtime，strengthandthevolumetricch

4、angesareinvestigated：AmixproportionfortheC50high-performanceslightlyex·pan暑ivesteel-tubeconfinedconcreteisproposedandappliedm‘aoonstructionprojeet．Keywords：steel-tubearcbridge；slightlyexpansivesteel-tubecordinedconcrete；restrainedexpansivecoefficient；autoge

5、nouashrinkage钢管混凝土系指将混凝土填充在圆钢管内而形成的一种组合结构材料。与传统的钢筋混凝土相比，具有承载力高、重量轻、体积小、塑性韧性好、耐疲劳、耐冲击、耐侵蚀、省工、省料、省时及不受季节限制等一系列优点[¨。另外，钢管混凝土对建筑物或构筑物的整体稳定性、抗折性能(特别是高强混凝土的脆性破坏)、抗压性能及结构变形性能都有显著提高。在国内外得到了较深入的研究及广泛的推广应用[1·31。为了能充分发挥钢管的套箍作用，一般在钢管内填充高性能微膨胀混凝土，以提高钢管的承载能力及构件的稳定性。与普通钢管

6、混凝土相比，将膨胀混凝土填充入钢管形成钢管膨胀混凝土是比钢管混凝土更好的组合结构形式。钢管高强微膨胀混凝土被认为是更为理想的钢管混凝土。这种材料的特点是核心混凝土中掺加了膨胀组分，建立了前期主动紧箍力，使钢管与核心混凝土在受荷载作用之前就产生紧箍力，从而弥补了普通钢管混凝土紧箍力出现太迟的缺陷，改善了钢管混凝土的工作性能[3】。钢管混凝土应用于拱桥解决了拱桥材料高强化和拱圈施工轻型化这两大问题。钢管混凝土结构多采用顶升或者高抛法施工。对混凝土抗离析、泌水能力要求较高。此外，对于顶升法施工的结构，混凝土的凝结时

7、间要求较长，可以满足施工时间间隔要求。由于钢管核心混凝土处于封闭状态，常规养护手段难以实施，因此要求混凝土25建舫世器2010年第31卷第2期在绝湿状态下也能产生一定的膨胀势。保证钢管和混凝土的共同作用。以配制C50高性能微膨胀缓凝型钢管混凝土为目标，针对水灰比、膨胀剂类型、减水剂类型等因素对混凝土的工作性能、凝结速率、力学性能和体积变形特征的影响进行了研究，提出了满足工程要求的C50高性能微膨胀缓凝型钢管混凝土设计方法，并对其长期性能进行了测试分析。l试验原材料试验水泥为山西新绛威顿水泥有限公司生产的威顿P

8、O42．5普通硅酸盐水泥，水泥技术性能指标如表1所示。表1威顿PO42．5水泥技术性能指标矿物掺合料采用山西曲沃旭东建材有限公司生产的s95型矿渣粉。试验用碎石采用4．75～9．5mm和9．5～19．0mm碎石。4．75～9．5w-．m和9．5～19．0l'rzm级配碎石按照质量百分比例15：85配制得到连续级配碎石。细集料采用河南南阳河砂。高效减水剂分别采用山西桑穆斯FDN．1高效缓凝减水剂和武汉