钢管高性能混凝土研究.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,专题三：钢筋混凝土拱桥施工及施工控制技术的研究,子课题三：管内高性能混凝土的研究,年度总结报告,研究的主要内容,分析钢管混凝土的脱空主要原因。,研究管内高性能混凝土的性能要求和控制参数。,研究管内高性能混凝土的原材料要求和配合比设计方法。,研究管内高性能混凝土防脱空的综合技术措施。,研究超声法检测钢管混凝土缺陷的方法,研究的主要目标,提出管内高性能混凝土的性能要求和控制参数。,提出管内混凝土的原材料要求和配合比设计方法。,提出钢管混凝土防脱空的综合技术措施的建议。,提出超声法检测钢管混凝土缺陷的方法。,钢管混凝土脱空原因的分析,初期阶段的脱空,：,原因：新拌混凝土的泌水和沉缩,大小：零至数厘米,早期形成的脱空：,原因：混凝土的化学收缩、自收缩以及冷缩,大小：,90350,10,-6,（约每米,0.090.35,mm),运营期形成的脱空：,原因：日照引起的管,与混凝土的,温差、季节温差及混凝土的后期收缩。,大小：,150,650,10,-6,（约每米,0.150.65,mm),对脱空高度影响最大的是新拌混凝土的泌水量，钢管直径越大，越容易出现脱空，且脱空高度越大；因此，防止出现过大脱空的主要措施是控制新拌混凝土的泌水率。日照温差和季节温差引起脱空仅次于泌水和沉缩造成的脱空，而这种原因造成的脱空较难彻底消除。早期化学收缩和自缩及冷缩引起的脱空量最小，采用在混凝土中掺入膨胀剂，可以补偿早期化学收缩和自缩及冷缩引起的脱空，减少钢管混凝土的脱空量。所以，对钢管混凝土拱桥而言，主要的技术措施是尽可能减小钢管与混凝土之间的脱空。,初期阶段的脱空试验研究,钢管混凝土初期阶段造成的脱空是对脱空高度影响最大的因素，而脱空高度与新拌混凝土的泌水量和钢管直径密切相关，泌水量和钢管直径越大，越容易出现脱空，且脱空高度越大，因此，要求管内混凝土的常压泌水量应为零，但管内混凝土大部分是在有压状态，且泌水在管顶部的分布状态尚不清楚，为了进一步了解泌水造成的脱空，拟进行少量足尺模型试验（一个,1,米直径、一个,0.5,米直径）,以进一步掌握泌水造成脱空量,为此设计了两套试验装置，现正在加工制作。,管内高性能混凝土的性能要求,1,、新拌混凝土应有良好的流动性、充填性和通过能力，易于泵压施工，易于自密实。,2,、新拌混凝土的泌水应尽可能小，常压下应无泌水，以减少或消除泌水导致的脱空。,3,、水化热温升应小，以降低钢管混凝土成拱温度和减少冷缩脱空。,4,、混凝土在凝结硬化早期体积应有微膨胀，以补偿和减少化学收缩和自缩及冷缩。,5,、硬化混凝土的长期徐变和干缩应尽可能小。,管内高性能混凝土的控制参数,1,、新砼的坍落度控制在,200240,mm,；,坍落扩展度控制在,450600,mm,；,2,、,新拌混凝土的常压泌水率应为零；,3,、混凝土砂率应通过充填性（,U,型箱或,L,型箱,）,试验选择。,4,、管内混凝土的水化热温升宜小于,25,0,C,5,、,混凝土中应掺入膨胀剂，膨胀剂品种和掺量应根据试验确定，混凝土约束膨胀率以,0.02%0.04%,为宜。,6,、每立方米混凝土中胶凝材料总用量宜不超过,480,kg/m,3,。,U,型箱试验装置,L,型箱试验装置,管内高性能混凝土的原材料要求,（,1,）,水泥：,采用旋窑生产的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥或道路硅酸盐水泥。水泥熟料中,C,3,A,的含量应低于,8%,。比表面积为,300,380,m,2,/g,；,水泥的强度等级应根据混凝土强度等级确定，宜按下表选择：,混凝土强度等级,C30 C35C45 C50C60,水泥强度等级,32.5 42.5 52.5,（,2,）骨料：,石子：,除应满足普通混凝土用骨料的各项技术要求外，石子的颗料应浑圆，针片状含量应小于,5%,，石子最大粒径宜不大于,31.5,mm,；,当混凝土强度等级大于,C50,时，石子最大粒径宜不大于,25,mm,。,砂：,除应满足普通混凝土用砂的各项技术要求外，砂的细度模数宜为,2.603.00,。,掺合料和外加剂：,管内高性能混凝土宜掺入掺合料，掺合料可采用粉煤灰和硅灰；所采用的粉灰应符合,GB1596-91,用于水泥和混凝土中的粉煤灰,中的,I,级粉煤灰，或采用超细粉煤灰。硅灰应符合公路工程混凝土用掺合料的技术要求。,管内高性能混凝土中应掺入泵送剂、缓凝型泵送剂或缓凝型高效减水剂，采用的泵送剂、缓凝泵送剂或缓凝减水剂应不增加混凝土的泌水。,管内高性能混凝土宜掺入膨胀剂，膨胀剂除应符合,混凝土膨胀剂,（,JC-476-1998,）,的要求外，还应检验掺膨胀剂混凝土在密封状态下的膨胀率，以优选膨胀剂品种。,依托工程（茅草街大桥）混凝土的推荐配合比参数,水灰比：控制在,0.360.40,之间；,用水量：控制在,185190,kg,以下；,砂率：控制在,40%46%,之间；通过填充性试验确定。,混凝土坍落度为,200240,mm,，,坍落扩展度为,450600,mm,；,一小时坍落度损失小,20,mm,。,混凝土常压泌水率为零。,下阶段将开展的工作,1,、通过现有资料的整理分析，对管内高性能混凝土的配合比设计方法进行研究，提出管内高性能混凝土的配合比设计方法；,2,、结合依托工程指导管内高性能混凝土的配合比设计和施工，并进行现场测试；,3,、继续完成足尺模型营运期脱空的测试，提出减小运营期脱空高度的建议措施；,4,、在已制作的两个,1,m,高的足尺节段模型钢管混凝土上，对超声法检测钢管混凝土内部缺陷的方法进行试验，开展超声法和敲击法检测钢管混凝土脱空的方法的研究。,垂直入射剪切波检测,