一种C120超高强补偿收缩自密实钢管混凝土及其制备方法技术

本申请涉及混凝土技术领域，具体公开了一种C120超高强补偿收缩自密实钢管混凝土及其制备方法。钢管混凝土包括以下重量份的原料：水泥61.5

【技术实现步骤摘要】
一种C120超高强补偿收缩自密实钢管混凝土及其制备方法


[0001]本申请涉及混凝土
，更具体地说，它涉及一种C120超高强补偿收缩自密实钢管混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]钢管混凝土是在钢管内灌注混凝土形成共同受力的一种组合结构材料，钢管“套箍”作用使组合承载能力提高1.7
‑
2.2倍，混凝土用量少、施工简单，是典型的高强、低碳和经济的建筑结构材料，在我国西部地区以及其他山区的高墩、大跨桥梁建设中具有广阔的应用前景。然而，目前我国桥梁工程领域应用的混凝土强度普遍不高，C50
‑
C60强度等级的混凝土一般被认为是高强混凝土，实际工程应用的钢管混凝土主要集中在C30
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C60，现行交通行业规范、国家规程也只适用于核心混凝土强度等级≤C80的钢管混凝土，因材料强度有限，其应用于西部山区高墩、大跨拱桥等桥梁工程，仍存在构件截面直径大、混凝土用量多、灌注难度高、结构自重大等不足；用作劲性骨架应用于大跨钢筋混凝土拱桥，因强度与刚度不够，存在主拱外包混凝土浇筑时分环次数多、施工周期长、安装风险高等问题。可见，亟需开发超高强钢管混凝土及其组合结构，以充分发挥钢管混凝土的力学性能优势，促进其在高耸化、巨型化和大跨化的山区桥梁工程中应用。因此，如何有效提高钢管混凝土结构构件的承载力与延性性能，以适应山区桥梁高耸化、大跨化发展需求，是工程界关注的焦点。而采用超高强混凝土填充钢管，形成钢管超高强混凝土，是当前解决这一问题的有效措施。现有的广安官盛渠江大桥(主跨320m)，采用强度等级为C100的钢管混凝土，工程效果良好。
[0003]但苏坝特大桥全长835.5米，主桥为370.5米，上承式钢筋混凝土拱桥，主拱采用钢管混凝土劲性骨架法成拱，拱肋劲性骨架分为预埋段、9个节段和合龙段，桥面梁为28.5m预应力简支小箱梁。拱肋主弦管的单根上弦管长度41146cm，左右幅合计6根上弦管，单根下弦管长度40298cm，左右幅合计6根下弦管，共计12根主弦管，拱肋主弦管的长度大，数量多，若采用现有桥梁工程中应用最高等级的C100钢管混凝土，其钢管混凝土劲性骨架强度仍然不够，不能有效支撑混凝土外包阶段的荷载，因而外包分环次数至少3环以上，施工周期长也存在安全风险，因此，必须研发一种性能更好、强度等级更高的超高强钢管混凝土。

技术实现思路

[0004]为了得到一种性能优异且适合于苏坝特大桥的强度等级达C120的超高强钢管混凝土，本申请提供一种C120超高强补偿收缩自密实钢管混凝土及其制备方法。
[0005]第一方面，本申请提供一种C120超高强补偿收缩自密实钢管混凝土，采用如下的技术方案：一种C120超高强补偿收缩自密实钢管混凝土，包括以下重量份的原料：水泥61.5
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68.8份、粉煤灰微珠3
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15份、硅灰1.5
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7.7份、玄武岩91.1
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100.7份、石英砂58.2
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64.4份、膨胀剂0.2
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0.5份、钢纤维0.2
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0.6份、减水剂2.21
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3.02份和水10
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15份；所述水胶比为0.14
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0.17。
[0006]通过采用上述技术方案，水泥、粉煤灰微珠、硅灰、玄武岩、石英砂、膨胀剂、钢纤维、减水剂和水按配方比例混合，可得到高强、高韧性、低含气量、低收缩、工作性能良好且体积稳定性良好的钢管混凝土。本申请中，水泥、粉煤灰微珠、硅粉、膨胀剂和减水剂相互配合，细粉均匀分散，可降低颗粒摩擦阻力，降低混凝土粘度，减少泵送阻力；粉料持续吸附分散，可保持稳定的流动度，调整流动保持时间；膨胀剂和减水剂相互配合，还能桥接浆体颗粒，束缚自由水，提高触变性，降低颗粒沉降，防止混凝土泌水离析，提高和易性、提高混凝土的填充密实性。
[0007]优选的，所述粉煤灰微珠的细度≤25％，烧失量≤5.0％，需水量比≤100％，含水率为1.0％，活性指数≥70％，SO3含量≤3.0％。
[0008]通过采用上述技术方案，本申请的粉煤灰微珠具有化学性质稳定、质轻、隔热、隔音、耐高温、耐磨、耐酸和耐腐蚀等优点，此外，本申请的粉煤灰微珠内部中空，呈玻璃光泽，颜色为无色、白色或乳白色，呈透明、半透明或不透明。在钢管混凝土体系中加入本申请的粉煤灰微珠，可降低混凝土的粘稠度，提高流动性，达到自密实混凝土的工作性要求，且能提高混凝土的强度。
[0009]优选的，所述粉煤灰微珠的质量占胶凝材料总量的8％
‑
14％。
[0010]本申请中，胶凝材料是指水泥、粉煤灰微珠、硅灰和膨胀剂，胶凝材料总量是指水泥、粉煤灰微珠、硅灰和膨胀剂的总质量。
[0011]通过采用上述技术方案，在胶凝材料总量和硅灰用量不变的情况下，随着粉煤灰微珠用量的增加，混凝土工作性逐渐增加，强度呈先增加后降低趋势。当粉煤灰微珠的质量占胶凝材料总量的8％
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14％时，混凝土的强度较大，大于125MPa，所以，本申请中，优选的，粉煤灰微珠的质量占胶凝材料总量的8％
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14％。
[0012]优选的，所述硅灰的质量占胶凝材料总量的4％
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6％。
[0013]通过采用上述技术方案，在胶凝材料总量和粉煤灰微珠用量不变的情况下，本申请中，随着硅灰用量的增加，T500时间增大，倒坍时间增大，抗压强度先增大后减小。当硅灰与胶凝材料总量的质量比小于4％，骨料沉底，混凝土抗压强度差；当硅灰与胶凝材料总量的质量比大于6％，混凝土的流速慢、含气量高，静置后坍损快。所以，优选的，本申请中，硅灰的质量占胶凝材料总量的4％
‑
6％。
[0014]优选的，所述硅灰的SiO2含量≥95％。
[0015]进一步优选，本申请中选择半加密SF95硅灰，其SiO2含量≥95％。
[0016]通过采用上述技术方案，本申请中选择SiO2含量≥95％的硅灰，可增强混凝土的抗压强度、抗折强度，增加混凝土的密实性、抗冻性、抗磨性，降低混凝土的粘度，改善流动性能。
[0017]优选的，所述钢纤维的长度为12
‑
13mm，直径为0.2
±
0.02mm。
[0018]本申请中，加入长径比适合的钢纤维，可增加混凝的抗压强度、抗折强度，可提高混凝土的均匀性，减少混凝土的收缩。需要注意的是，掺入钢纤维的时候，需要将钢纤维分散均匀，从而有利于改善混凝土的工作性能和力学性能。在投放钢纤维时，最好是分批次投放，切不可将整袋钢纤维一次直接倒入搅拌机内。
[0019]优选的，本申请中所述钢纤维的用量为0.2
‑
0.4份。
[0020]本申请中，随之钢纤维用量的增加，混凝土的T500逐渐增大及抗压强度先增大后
减小。专利技术人发现，当钢纤维的用量在0.2
‑
0.4份时，混凝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种C120超高强补偿收缩自密实钢管混凝土，其特征在于：包括以下重量份的原料：水泥61.5
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68.8份、粉煤灰微珠3
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15份、硅灰1.5
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7.7份、玄武岩91.1
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100.7份、石英砂58.2
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64.4份、膨胀剂0.2
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0.5份、钢纤维0.2
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0.6份、减水剂2.21
‑
3.02份和水10
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15份；所述水胶比为0.14
‑
0.17。2.根据权利要求1所述的C120超高强补偿收缩自密实钢管混凝土，其特征在于：所述粉煤灰微珠的细度≤25%，烧失量≤5.0%，需水量比≤100%，含水率为1.0%，活性指数≥70%，SO3含量≤3.0%。3.根据权利要求1或2所述的C120超高强补偿收缩自密实钢管混凝土，其特征在于：所述粉煤灰微珠的质量占胶凝材料总量的8%
‑
14%。4.根据权利要求1所述的C120超高强补偿收缩自密实钢管混凝土，其特征在于：所述硅灰的质量占胶凝材料总量的4%
‑
6%。5.根据权利要求1或4所述的C120超高强补偿收缩自密实钢管混凝土，其特征在于：所述硅灰的SiO2含量≥95%。6.根据权利要求1所述的C120超高强补偿收缩自密实钢管混凝土，其特征在于：所述膨胀剂的质量与粉煤灰微珠的质量比为（2
‑
3）：（5.2
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7.2）；所述膨胀剂在水中7天的限制膨胀率≥0.05%，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王军，黄秀梅，李斌，杜兵，黄晓敏，余泽文，
申请(专利权)人：四川精益达工程检测有限责任公司，
类型：发明
国别省市：