基于多基預(yù)應(yīng)力復(fù)合管的混凝土試驗(yàn)研究與開(kāi)裂模擬.pdf

1、該項(xiàng)目來(lái)源于多基結(jié)構(gòu)材料復(fù)合技術(shù)及在高壓管制造中的應(yīng)用(國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃863項(xiàng)目(2013AA031306))。多基復(fù)合管是在PCCP管的基礎(chǔ)上改良而成的新型材料管道。該管道由玻璃鋼內(nèi)襯層、玻璃鋼結(jié)構(gòu)層、混凝土結(jié)構(gòu)層等組成，其中混凝土在多基復(fù)合管材料中占據(jù)著重要的地位，因此，對(duì)混凝土的生產(chǎn)制備及性能研究顯得至關(guān)重要。由于生產(chǎn)多基復(fù)合管所用模具價(jià)格較貴，為加快模具周轉(zhuǎn)速度，提高生產(chǎn)效率，節(jié)約生產(chǎn)成本，就要求在盡可能短的時(shí)間內(nèi)脫模。

2、另外，為滿(mǎn)足后續(xù)施工的需要，還要求混凝土脫模強(qiáng)度不低于20MPa，同時(shí)，也不能明顯削弱后期強(qiáng)度。
　　 基于此，本文針對(duì)混凝土各組分的配合比、蒸養(yǎng)制度等對(duì)其強(qiáng)度的影響進(jìn)行了試驗(yàn)研究，并對(duì)開(kāi)裂問(wèn)題進(jìn)行了數(shù)值模擬。具體研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下:
　　 1.在常溫條件下生產(chǎn)制備混凝土。通過(guò)試驗(yàn)調(diào)整混凝土各組分的用量，制備試樣，分別測(cè)試各組試樣的脫模強(qiáng)度，得到滿(mǎn)足脫模強(qiáng)度的最佳配合比;按滿(mǎn)足脫模強(qiáng)度的最佳配合比制備試樣，試驗(yàn)并分析蒸養(yǎng)

3、參數(shù)對(duì)脫模強(qiáng)度的影響，在盡量縮短蒸養(yǎng)時(shí)間的情況下，得到脫模強(qiáng)度不小于20MPa的最佳蒸養(yǎng)制度;綜合考慮配合比及蒸養(yǎng)參數(shù)對(duì)混凝土3d、7d、28d及90d強(qiáng)度的影響，找到滿(mǎn)足混凝土在常溫條件下生產(chǎn)時(shí)的最佳配比和蒸養(yǎng)制度:
　　 (1)小規(guī)模生產(chǎn)時(shí)，混凝土最佳配比為:水膠比為0.34，砂率為0.42，減水劑摻量為1.1％，速凝劑摻量為1.75％，膨脹劑摻量為10％。蒸養(yǎng)制度為:靜養(yǎng)0.5h，升溫速度20℃/h，恒溫溫度為65℃，恒溫

4、時(shí)間為2.5h，降溫時(shí)間0.5～1h，蒸養(yǎng)的總時(shí)間不超過(guò)6h;
　　 (2)大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)，混凝土最佳配比為:水膠比0.34，砂率0.37，不摻加速凝劑，減水劑摻量為0.5％，膨脹劑摻量為10％。蒸養(yǎng)制度為:靜養(yǎng)1h，升溫速度20℃/h，恒溫溫度為65℃，恒溫時(shí)間為3.5h，自然降溫(時(shí)間大概為1～1.5h)，蒸養(yǎng)總時(shí)間約為7.5h～8h。
　　 2.在負(fù)溫條件下生產(chǎn)制備混凝土。負(fù)溫情況下，在混凝土中添加不同類(lèi)型、不同摻量

5、的防凍劑(主要采用NaNO2、K2CO3)，靜養(yǎng)期分別置于-1℃、-2℃、-3℃環(huán)境下，研究混凝土脫模強(qiáng)度、3d、7d、28d及90d強(qiáng)度隨防凍劑摻量變化而變化的規(guī)律，得到防凍劑的最佳摻量、摻量系數(shù)及混凝土的最佳蒸養(yǎng)制度。綜合考慮得出:防凍劑選K2CO3較為合適，其摻量系數(shù)為0.735，在-1℃、-2℃、-3℃溫度條件下，其最佳摻量分別為0.25％、0.5％、0.75％。
　　 3.混凝土的開(kāi)裂問(wèn)題:采用有限元軟件ANSYS分別