经过近十几年的实践发展,PHC管桩作为高强混凝土水泥制品在我国生产制造已经非常成熟,其产品工艺技术与机械设备装备水平先进,设计、施工与检测方法也日臻完善。PHC桩以其桩身混凝土强度高,耐冲击性能好,贯穿能力强,对不同地质条件适应性广;具有单桩承载力高,抗弯抗裂性能好,产品工厂流水线生产,质量稳定可靠,耐久性好;运输吊装轻便,施工速度快,工期短,施工现场简洁文明以及成桩质量监测方便等一系列优点,而被广泛应用于各种建筑物和构筑物的基础。如工业和民用建筑、高层建筑、高速公路和桥梁、铁路、机场、港口码头等基础工程。现在国内研制生产的预应力管桩70%以上都是PHC管桩,广东地区几乎100%都是PHC管桩,目前国内已有生产厂近百家,年产量超过1000万米,在国家建设中发挥着愈来愈大的作用。
随着预应力混凝土管桩应用范围的日益扩大,其耐久性问题显得越来越突出,现有的研究过多集中在单一影响因素,且缺少系统的研究。现有的处理措施仅是在某些方面对预应力混凝土管桩的耐久性问题有一定程度上的解决,但仍需从更深的层次对其耐久性影响因素进行分析,通过对不同影响因素对耐久性影响的研究,以期能够找出改善预应力混凝土管桩耐久性的方法。并分析了影响耐久性的因素,探讨了多因素综合作用下的耐久性研究方法,为进一步研究解决耐久性问题奠定了基础[1]。
混凝土是通过水泥石将集料胶结成为整体,水泥石和集料之间存在极大的界面,又称为界面过渡区[2]。界面过渡区典型厚度为20-100um,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[3]。
PHC管桩混凝土砂石-水泥石界面在高压蒸汽养护中,砂石表面的SiO2和常压养护中生成的Ca(OH)2进行水热合成反应,生成强度较高的脱贝莫来石晶体C5S6H5,从而改变了原本砂石-水泥石薄弱的界面结构,大大提高了混凝土的强度[4]。
由图1可知,混凝土试块初始养护之后,抗压强度相对较低,标准养护的混凝土试块抗压强度相对于初始养护的试块有所提高,而压蒸养护的混凝土试块对于前两者而言,抗压强度有了明显的提高。可见,压蒸养护改善了混凝土骨料之间界面的粘结力,改善了混凝土界面的力学性能。
由图2可知,混凝土试块初养后劈裂抗拉强度相对较低,标准养护的混凝土劈裂抗拉强度相对于初始养护的试块有所提高,而压蒸养护的混凝土试块对于前两者而言,劈裂抗拉强度有了明显的提高。压蒸养护进一步改善了混凝土骨料之间界面的粘结力,最终改善了混凝土界面的力学性能。
4结论
(1)通过掺入矿物外加剂磨细硅砂粉、粉煤灰、矿粉,混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度均有显著提高。
(2)混凝土试块经过二次压蒸养护后,混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度均有显著提高
(3)掺20%磨细硅砂粉和30%矿粉的PHC管桩混凝土抗压强度达80MPa以上,掺20%磨细硅砂粉的PHC管桩蒸压混凝土力学性能最佳。
参考文献
[1]张季超,唐孟雄等.预应力混凝土管桩耐久性问题探讨[J].岩土工程学报.2011.10:490-493
[2]SidneyMindess,JFrancisYoung,DavidDarwin.混凝土[M].吴科
如,张雄,姚武,等译.北京:化学工业出版社。
[3]MehtaPK.混凝土的结构性能和材料[M].上海:同济大学出版社,1991.
[4]蒋元海,董沛善.管桩生产中石灰石集料对混凝土强度的影响[J].混凝土与水泥制品.2011(1):18-22.
评论 (0)