钢管内核心混凝土的限制膨胀性能研究

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发布时间：2021-09-12

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钢管内核心混凝土的限制膨胀性能研究
袁文革
(山西省运城市建筑工程有限公司，山西运城044000l
【摘要1 研究了密封条件下，水胶比、膨胀剂掺量以及预饱水陶砂对钢管混凝土内核心混凝土限制膨胀率
的影响，结果表明，随着膨胀剂掺量的增大、水胶比的增加、陶砂取代率的增大，混凝土的限制膨胀率亦增大，其中，
以预饱水陶砂对混凝土限制膨胀率的影响最为显著。
【关键词】钢管混凝土；限制膨胀率；陶砂
【中图分类号】TU528．57 【文献标识码】
钢管混凝土结构自20世纪60年代进入我国，因
其具有截面面积小、结构自重轻、承载力大、延性好等
优越性能，以及不需模板、节点构造方便、施工速度快
等特点，在近些年来得到了广泛应用⋯。但在取得良
好经济和社会效益的同时，也暴露出了一系列问题，如
在早期建造的钢管混凝土拱桥中大量出现的“脱空”
问题，已经成为严重的潜在安全隐患。
钢管混凝土构件的核心混凝土通常为微膨胀高
强混凝土，若膨胀剂的膨胀作用与混凝土的收缩不同
步，很容易造成钢管混凝土桥梁拱肋钢管与混凝土之
间发生脱空现象。钢管混凝土拱肋脱空通常以两
类情况为主：一类是混凝土自身质量较差或浇筑时密
实度不好而导致的硬化后混凝土产生空洞，可通过严
格控制施工因素而有效避免；另一类情况是在桥梁运
／
B 【文章编号】1001—6864(2011)11—0015—02
营过程中，由于混凝土自身的收缩、徐变以及微膨胀剂
失效等内部因素，或者受到轴向压力、温度变化等外界
因素的影响，而使得钢管与混凝土在交界面处脱离，是
目前钢管混凝土构件发生脱空的主要形式。
因此，本文主要从混凝土原材料组成因素人手，研
究水胶比、膨胀剂掺量以及预含水陶砂对核心混凝土
在密封约束状态下的限制膨胀率的影响，为解决钢管
混凝土工程应用中的脱空问题提供理论指导。
1 原材料及配合比
试验采用P·042．5R普通硅酸盐水泥；Ⅱ级粉煤
灰，需水量比98％；5—20ram连续级配碎石；中砂，细
度模数2．6；600级页岩陶砂，1h吸水率13．6％，饱和
吸水率20．3％；聚羧酸系泵送剂；UEA膨胀剂。混凝
土配合比见表1。
表1 混凝土配合比
钢管内的混凝土近似为密封状态，混凝土受到钢
管的约束，且与外界没有水分交换，因此，以密封状态
下，混凝土的限制膨胀率作为评价指标，以考察混凝土
在钢管内的变形情况。成型时，将限制膨胀器事先放
人100mm×100mm×400mm的试模中，然后将混凝土
一次装入试模，混凝土试件的长度为300mm，振动成
型后立即在试件表面覆盖一层塑料薄膜以防止水分
散失，并放置于标准养护室内养护，成型后24h脱模，