提高管桩混凝土抗裂性的试验研究

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发布时间：2021-10-22

资料介绍

为减少预应力混凝土管桩施工过程发生桩顶破碎、桩身断裂现象，从混凝土材料角度出发，探讨了提高管桩混凝土抗裂
性的措施。结果表明，单掺 20％矿粉或 20％粉煤灰，脱模抗压强度能够满足 GB 1 3476--2009对预应力混凝土管桩钢筋放张时的强
度要求，提高管桩混凝土的抗裂性，改善其脆性，且掺入矿粉的效果优于粉煤灰；单掺 20％矿粉或 20％粉煤灰后再复掺 3％一8％的硅
灰，混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度都得到提高，但其脆性大于单掺 20％矿粉的混凝土。
关键词：管桩混凝土；矿粉；粉煤灰；硅灰；抗裂性；脆性
中图分类号：TU528．57l 文献标识码：B 文章编号：1001—702X(2010)11-0018—04
Experim ent of improving crack-resistance of pile concrete
ZHANG Fengchen1,AI Linglinga，ZHU Keping2，TANG Yon~iu ，ZHU Jiag~s~
(1．College of Mechanics and Materials，Hohai University，Naming 210098，Jiangsu，China~
2．Gu~ng Concrete Pile Co．Ltd．in Suqian City，Suqian 223800，Jiangsu，China)
Abstract：In order to reduce the phenomenon of top crack and body rupture during prestressed concrete pile construction，
measures for improving crack-resistance of pile concrete are studied from the concrete materia1． Experimental results show that
incorporating 20％ blast furnace slag or fly ash。demoulded compressive strength can stratify the national stan dard (GB 13476_一
2009) about prestressed concrete pile，and impmve crack-resistance and brittleness of pile concrete．Furthermore the effect of slag
precedes that of fly ash． W hen incorporating 20％ blast furnace slag or fly ash and adding 3％一8％ silica fume，& moulded
compressive strength and tensile-splitting strength are increased，but brittleness are hi gher than that with only 20％ blast furnace
slag．
Key words：pile concrete；blast furnace slag；fly ash：silica fume crack-resistance brittleness
预应力混凝土管桩由于其单桩承载力高，穿透能力强，施
工方便，节省工程造价，在我国得到越来越多的应用。应用范
围从20世纪90年代初期的沿海及沿江流域迅速向中西部发
展，早期主要应用于基础设施建设，如公路、桥梁、码头，随后
在民用建筑工程也得到大量应用。预应力混凝土管桩采用离
心成型工艺，蒸汽养护或者二次蒸汽养护制备而成，混凝土强
度等级在C60以上。如此高强度等级的混凝土管桩，其力学
性能并非如其强度等级那样高，即使在正常沉桩过程中，仍然
会发生桩顶破碎、桩身断裂，呈现典型的脆性断裂特征。提高
管桩混凝土的抗裂性能，改善其脆性，能有效避免桩顶破碎和
基金项目：江苏省自然科学基金 (BK2009754)
收稿日期：2010—06—22
作者简介：张风臣，女，1971年生，河南郑州人，博士后。地址：南京市
西康路 1号，电话：025—83786046，E-maih zharIgfc67@163．com。
·18· 新型建筑材料 2010．11
桩身脆断。
1 试验方案设计
1．1 设计思路
混凝土通过水泥石将集料胶结成整体，水泥石和集料间
存在极大的界面，又称为界面过渡区，其中水泥浆体在形貌、
组成和结构等方面与较远离此物理界面的“本体’’浆体有显著
不同【1]。界面过渡区典型厚度为20—100 m，是普通混凝土中
最薄弱的区域，无论是受力破坏还是遭受侵蚀，往往起始于界
面过渡区，界面性能直接影响到混凝土强度、刚度和耐久性四。
早在1905年，Sabin等就意识到了复合材料的界面问题。界
面的组成、结构及其对混凝土性能的影响愈来愈受到国内外
学者的重视，研究主要集中在中低强度等级常温养护混凝土
方面，对中高强度等级高温蒸汽养护混凝土的研究很少。
矿物外加剂在建筑工程中的广泛应用是现代混凝土技术