C60自密实膨胀钢管混凝土的配制及膨胀性能分析

钢管混凝土的设计应满足自密实填充要求的同时,具有合适的膨胀性能。试验在保证C60混凝土工作性能的基础上,研究了膨胀剂掺量对混凝土工作性能、强度和膨胀性能的影响,配制出C60自密实膨胀钢管混凝土。当膨胀剂掺量为10%时,混凝土自由膨胀率范围在0.07%~0.09%,限制膨胀率范围为0.02%~0.035%,同时由混凝土工作性和强度变化规律,得出膨胀剂掺量不宜超过10%,并通过混凝土膨胀性能的分析研究单向限制膨胀率与自由膨胀率的相关性规律,两者具有较好的相关性,但膨胀剂掺量会影响这二个膨胀指标的相关性规律。     

钢管微膨胀轻骨料混凝土膨胀性能试验研究

在钢管核心混凝土中掺加适量膨胀剂,可补偿混凝土的收缩,改善钢管混凝土结构或构件的力学性能。配制不同膨胀剂掺量微膨胀轻骨料混凝土,分别制作了棱柱体试件和钢管混凝土试件,测试其在自由膨胀及限制膨胀两种条件下的变形性能。试验结果表明:在自由膨胀状态下,膨胀剂掺量越大,各阶段混凝土收缩的趋势越缓慢;在钢管限制膨胀状态下,各组试件的应变-时间曲线发展趋势大致相同,钢管外壁的环向应变均先增大后减小,直至最后趋于稳定,膨胀剂掺量越大,养护前期管壁的最大拉应变越小。膨胀剂掺量为12%时可较好地实现钢管混凝土的补偿收缩。     

双膨胀源膨胀剂在大掺量矿物掺合料混凝土应用影响研究

本文研究了混凝土双膨胀源膨胀剂对大掺量矿物掺合料混凝土强度、膨胀性能及抗裂性能的影响。试验结果表明：（1）双膨胀源膨胀剂的掺入会使大掺量矿物掺合料混凝土的强度先升高后降低，在矿物掺合料为50%的胶砂、C30混凝土及C50混凝土中添加胶凝材料总量6%的双膨胀源膨胀剂，抗压强度和抗折强度表现较好。（2）随着双膨胀源膨胀剂添加量的增加，胶砂试件及C30、C50混凝土试件的限制膨胀率均出现上升趋势，且C30混凝土的膨胀比C50混凝土明显。（3）双膨胀源膨胀剂适量添加且做好前期养护可以有效改善混凝土的早期开裂，带模养护7d可以延缓混凝土的开裂，结合双膨胀源膨胀剂对强度的影响，添加量为6%时可以有效提高混凝土的抗裂性能。     

钢管混凝土短柱补偿收缩试验研究

为探究钢管混凝土短柱的收缩变形并补偿收缩,进行了2个钢管混凝土短柱收缩试验和5个不同膨胀剂掺量收缩补偿试验研究。试验结果表明,普通钢管混凝土在密封状态下,早期发生膨胀,之后由于水化收缩、徐变收缩及温度收缩等使混凝土发生收缩现象;径向收缩的影响会使钢管对混凝土的紧箍力推迟产生,影响钢管混凝土的力学性能;膨胀剂掺量为12%时,能够完全补偿混凝土的收缩,使核心混凝土与钢管壁紧密结合,且承载力高、变形小,为最佳掺量。     

方钢管膨胀混凝土性能实验研究

实验研究了膨胀剂掺量和钢管厚度对不同强度等级方钢管膨胀混凝土力学性能的影响.研究结果表明:在一定膨胀剂掺量条件下,方钢管膨胀混凝土极限承载力比方钢管普通混凝土提高了15%;钢管厚度越大,方钢管膨胀混凝土极限承载力越大.     

C30膨胀混凝土的膨胀与强度协调性研究

本文研究了掺膨胀剂的C30混凝土的膨胀性能、强度性能以及膨胀性能和强度性能之间的协调性,考察不同膨胀剂掺量下,膨胀剂对混凝土的膨胀作用效能和膨胀剂对混凝土强度的影响规律。试验结果表明,随着膨胀剂掺量的提高,混凝土14天限制膨胀率会随着龄期的增长而增大,且膨胀剂的膨胀作用主要发生在早期;而混凝土的强度发展则呈先增大后减小的规律,膨胀剂掺量过大反而会降低混凝土28天强度。掺矿物掺合料可以使混凝土的膨胀效能更加合理的释放出来,对于C30混凝土而言,掺膨胀剂使混凝土获得补偿收缩的同时既要满足混凝土的强度发展需要,又必须控制混凝土膨胀效能的持续作用,必须控制膨胀剂的掺量在合适的范围内,才能使混凝土的膨胀与强度协调发展。     

HCSA膨胀剂制备C50微膨胀自密实钢管混凝土的方法研究

将HCSA膨胀剂作为核心稳定材料,对比传统UEA膨胀剂及无掺对照组,按设计规程分别制备所需试验用混凝土试块。通过对钢管桩混凝土检测物化性能、抗压强度、限制膨胀率,研究HCSA掺入量对高强自密实钢管桩混凝土性能的影响,探究最佳膨胀剂掺量。综合各项试验结果分析,配制C50微膨胀自密实钢管柱混凝土时掺入一定比例HCSA(建议选定10%掺入量)可有效增加微膨胀性能,同时维持较好流动及抗离析性,在加入适量矿粉的情况下,还可以有效解决钢管柱混凝土的脱空问题。     

机制砂超高强钢管混凝土膨胀性能研究

超高强钢管混凝土由其钢管壁密闭环境、低水胶比、高掺硅灰等原因,易产生体积收缩,核心混凝土与钢管壁脱空现象。利用不同种类、掺量膨胀剂配制混凝土,探究不同膨胀剂补偿收缩性能,并探究膨胀性和力学性能协同设计,复配一种满足力学性能及膨胀性良好的膨胀剂,其最优掺量为6%。     

膨胀剂掺量和含钢率对钢管混凝土徐变性能的影响

对膨胀剂掺量(质量分数)为4%,8%和12%的3种钢管混凝土(CFST,concrete filled steel tube)在含钢率(面积分数,钢管与混凝土的截面面积比)为3.8%,4.1%,6.6%,9.2%和10.8%的5种情况下进行了徐变性能试验.结果表明:膨胀剂掺量为4%时钢管混凝土徐变度最大,掺量为8%时徐变度次之,掺量为12%时徐变度最小;膨胀剂掺量12%相比膨胀剂掺量8%时的钢管混凝土徐变度下降并不显著;含钢率的增加有效分担了钢管混凝土的外部荷载,使其徐变度有所减小.应用扫描电镜(SEM)观测及能谱仪(EDS)分析得出膨胀剂的作用机理:膨胀剂反应生成钙矾石,一方面通过钙矾石的微膨胀补偿了收缩;另一方面钙矾石填充在结构孔隙中,使水泥石更加密实.分析含钢率对钢管混凝土徐变性能的影响机理后认为混凝土应力随着含钢率的增加而减小,原因是含钢率的增加使得钢管对混凝土的约束也有所增加,由此限制了混凝土的变形.     

大管径钢管膨胀混凝土自应力试验研究

钢管膨胀混凝土研究多是小尺寸构件的试验研究及理论推导,对于大管径(800mm)构件的膨胀力学性能研究较少。现场采用4组1 500mm×50mm钢管(Q345D),分别进行了膨胀剂掺量为10%及12%的C40混凝土膨胀性能试验。考虑膨胀和限制膨胀的同时性效应,通过测取钢管表面及核心混凝土的应变,综合两种材料作用下的膨胀变形进行自应力计算,其值在3MPa左右。     

粉煤灰膨胀剂双掺情况下混凝土限制膨胀性能研究

采用内掺法掺入不同比例粉煤灰和膨胀剂来替代水泥,研究C40、C50混凝土的抗压强度和限制膨胀率。研究表明:C40混凝土在不加粉煤灰单加20%膨胀剂时,膨胀效果以及抗压强度较好。在粉煤灰掺量为10%,掺入12%膨胀剂效果最佳C50混凝土在不加粉煤灰单加12%膨胀剂时,膨胀效果以及抗压强度最好。在粉煤灰掺量为10%,掺入12%膨胀剂效果最佳,C50在不加粉煤灰单加膨胀剂,膨胀剂掺量在(0~12%)时,随着掺量的增加抗压强度逐渐增大。     

CSA膨胀剂对C80高性能混凝土性能影响及膨胀机理研究

研究表明在水灰比为0.5且掺10％CSA膨胀剂的砂浆中,砂浆膨胀性能在7d时达到最大,其限制膨胀率为0.048 5％.不同CSA膨胀剂掺量的C80混凝土中,膨胀剂掺量越高混凝土早期强度越低,后期强度降幅小.在水化早期,膨胀剂掺量对混凝土限制膨胀率的影响较小,养护龄期14d时达到限制膨胀率的最大值,较水灰比0.5砂浆的有所推迟且最大值受掺量影响大.膨胀剂的掺加对低水胶比水泥浆体水化早期体系的孔结构有改善作用,体系中钙矾石晶体未能充分生长,多以微针状分布于各个界面层间,体系中未反应的水泥颗粒较多.水化后期胶凝体系硬化后的浆体中包裹着竖条状形貌的钙矾石晶体,凝胶相具有良好的密实性.     

C50氧化镁微膨胀混凝土的性能研究

利用自制的MgO膨胀剂,制备了C50氧化镁微膨胀混凝土,并对其抗压强度、安定性、耐久性能、自生体积变形、徐变性能及其与钢管变形的协调性进行了研究.结果表明,外掺约6%（质量分数,下同）的MgO对混凝土的抗压强度不会产生不利影响;与普通混凝土相比,C50氧化镁微膨胀混凝土的徐变度增加了10%-20%,确保其安定性的MgO外掺量为不超过8%;外掺MgO使混凝土结构更加密实,提高了混凝土的抗渗性和抗冻性;C50氧化镁微膨胀混凝土具有良好的延迟微膨胀性能且自生体积膨胀稳定;外掺6%MgO可使混凝土与钢管的变形保持较好的协调.     

钢管高强膨胀混凝土的力学性能研究

配制出了具有良好工作性能和膨胀性能的C50自密实膨胀混凝土,试验研究了该种素混凝土及钢管混凝土的力学性能和膨胀性能。在此基础上,采用有限元方法对钢管膨胀混凝土的自应力性能和极限承载力进行了模拟分析。结果表明,掺加适量膨胀剂的钢管膨胀混凝土具有较优的力学性能,其极限承载力比普通钢管混凝土可提高7%左右。有限元方法能够较好地评估试验结果,为今后分析类似试验提供了依据。     

大直径钢管内无收缩高抗裂混凝土设计与制备

依托某过江通道工程的大直径钢管混凝土桥塔结构,评估了不同膨胀性能曲线下的结构界面脱粘和混凝土开裂风险.结果显示基准混凝土条件下界面法向拉应力和混凝土开裂风险均超过安全阈值,而使用膨胀性能达到一定要求的膨胀剂后可同时满足抗脱粘、脱空需求.进一步试验研究了不同钙镁复合膨胀剂掺量下管内混凝土的变温变形历程和强度,结果表明该高性能膨胀剂可显著增大温升阶段膨胀并提供温降阶段补偿收缩,掺量越高,性能越好,且10％掺量下的膨胀效能可满足计算提出的抗脱粘、脱空的混凝土膨胀性能要求,且不影响混凝土强度,可制备出无收缩高抗裂混凝土.     

五峰汉阳河特大桥C50自密实微膨胀钢管混凝土配合比设计与应用

五峰汉阳河特大桥为主跨171m的上承式钢管混凝土拱桥。C50自密实微膨胀钢管混凝土的性能对拱桥的施工质量非常重要,为保证山区复杂条件下钢管混凝土的顺利施工,通过调整减水剂性能及膨胀剂掺量,对混凝土配合比进行设计及优化,最终获得了性能优良的配合比,为钢管混凝土的顺利灌注提供了有力保障。     

圆钢管微膨胀陶粒混凝土短柱轴压极限承载力计算公式

以陶粒混凝土中的膨胀剂掺量(0、4%、8%、12%)和钢管壁厚(含钢率)为变量,制作了12组(24根)短柱,进行了轴压试验。结果表明:在本试验的膨胀剂掺量范围内,圆钢管微膨胀陶粒混凝土短柱试件的轴压承载力随膨胀剂掺量的增大而逐渐提高;根据试验结果建立了考虑膨胀剂掺量的受圆钢管约束微膨胀陶粒混凝土的强度准则计算公式,进而推导出了考虑膨胀剂掺量的圆钢管微膨胀陶粒混凝土短柱的极限承载力公式。     

膨胀剂对自密实钢管核心混凝土变形的影响

为满足工程中钢管混凝土施工技术和经济效益的需要,将绿色高性能的自密实混凝土取代普通混凝土应用到钢管混凝土中。钢管中核心混凝土的收缩关系到整体的受力性能,为研究钢管混凝土中核心混凝土的收缩特性,制作了8个圆钢管自密实混凝土试件来进行收缩试验,探讨分析了膨胀剂掺量对试件收缩的影响。研究结果表明:钢管自密实混凝土中核心混凝土的收缩变形要远小于普通混凝土的收缩变形;掺入膨胀剂可以减小钢管混凝土的早期纵横向变形;适量掺入膨胀剂可以减小核心混凝土的收缩变形和钢管壁的环向变形,但过量掺入膨胀剂会增大钢管壁的环向膨胀率;对于钢管自密实混凝土,膨胀剂的最佳掺量在5%~10%之间,而膨胀剂的掺入量与收缩之间的关系十分敏感,建议实际应用中最佳掺量尽量精确到1%。     

C50钢管拱自密实微膨胀混凝土设计与应用

概述了基于顶升法施工工艺的C50自密实微膨胀混凝土配合比的配制思路,并研究了水胶比、膨胀剂掺量以及减水剂掺量等配合比参数变化对混凝土工作性能、体积稳定性能和力学性能的影响.最终将满足性能指标要求的自密实微膨胀混凝土应用于某特大钢管拱大桥.超声检测结果表明,混凝土于钢管内黏结牢靠,钢管拱内混凝土密实性好、强度发展正常.     

方钢管高强膨胀混凝土性能实验研究

方形钢管混凝土由于节点构造简便,截面惯性矩大而更适合承受压弯作用,因而具有更优越的综合性能。但与圆形钢管相比,方钢管对核心混凝土的约束效应低。将膨胀混凝土灌入方钢管形成的构件是一种更好的组合结构形式:一方面使混凝土的组织结构更为密实;另一方面使核心混凝土在受荷初期就处于侧向受压的状态,弥补钢管对混凝土紧箍力出现太迟的缺陷。本文通过试验研究了膨胀剂掺量和钢管厚度对方钢管高强膨胀混凝土力学性能的影响,研究结果表明:膨胀剂掺量在一定范围内,方钢管高强膨胀混凝土极限承载力比普通方钢管混凝土可提高15%,钢管壁越厚,其承载力越大。