PHC管樁混凝土耐久性——抗氯離子滲透、硫酸鹽侵蝕、抗凍性等性能簣
前言
隨著PHC管樁應用范圍的日益擴大和耐久性要求的不斷提高,PHC管樁能否適用于自然環(huán)境嚴酷的土建工程,如海洋、港口、寒冷地區(qū)、地下水中侵蝕性介質濃度較高的西部、沿海及內(nèi)陸地區(qū)的工程,受到專家和學者們?nèi)找骊P注。
如何較為準確地評價預應力高強混凝土管樁耐久性是值得我們?nèi)ニ伎己吞剿鞯膯栴}。本文從氯離子滲透性、硫酸鹽侵蝕和抗凍性等方面來考察管樁混凝土的耐久性以及摻合料、生產(chǎn)工藝等因素對管樁混凝土耐久性的影響。
編號 |
水泥 |
摻合料 |
砂 |
小石 |
大石 |
水 |
LS-Ⅱ |
JZ |
510 |
/ |
680 |
490 |
765 |
142 |
10.7 |
SL |
357 |
153
磨細礦渣 |
680 |
490 |
765 |
140 |
10.7 |
GS |
357 |
153
磨細砂 |
680 |
490 |
765 |
142 |
10.7 |
S |
357 |
153
磨細砂 |
700 |
490 |
745 |
148 |
11.2 |
加速滲透法:通過施加電場來加速氯離子在混凝土中的遷移,縮短氯離子達到穩(wěn)態(tài)傳輸過程的時間
通過電量
Charge passed (Coulombs) |
氯離子滲透性
Chloride ion penetrability |
>4,000 |
高 High |
2,000–4,000 |
中等 Moderate |
1,000–2,000 |
低 Low |
100–1,000 |
很低 Very Low |
<100 |
可忽略 Negligible |
編號 |
試驗次數(shù) | ||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 | |
JZ |
3422 |
3324 |
3194 |
2984 |
3377 |
3264 |
2269 |
3060 |
2786 |
SL |
1819 |
1946 |
1677 |
1288 |
1791 |
1915 |
1257 |
1322 |
1545 |
GS |
354 |
703 |
498 |
955 |
587 |
546 |
528 |
233 |
456 |
XY |
828 |
1077 |
712 |
861 |
599 |
686 |
926 |
843 |
789 |
編號 |
壓蒸后 |
Na2SO4溶液長期浸泡 |
Na2SO4溶液干濕循環(huán) |
100℃下15次干濕循環(huán) | ||
10周 |
30周 |
10次 |
30次 | |||
JZ |
89.2 |
97.6 |
101.7 |
96.2 |
100.7 |
101.3 |
SL |
94.8 |
96.2 |
107.3 |
98.6 |
100.1 |
111.0 |
GS |
97.2 |
99.0 |
103.4 |
96.7 |
96.8 |
107.1 |
S |
91.8 |
93.5 |
90.3 |
94.7 |
96.8 |
84.0 |
NaCl |
MgCl2 |
CaCl2 |
KCl |
2.74 |
0.51 |
0.12 |
0.11 |
編號 |
GS |
JZ |
test |
JZ |
GS |
抗壓強度 |
65.4 |
71.0 |
56.2 |
64.9 |
56.1 |
抗折強度 |
― |
― |
― |
7.37 |
2.80 |
從目前已做完的試驗結果來看,用蒸養(yǎng)-壓蒸工藝生產(chǎn)的PHC管樁,如果原材料選用、配合比(含膠凝材料用量)和攪拌工藝是合理的,生產(chǎn)工藝(離心-蒸養(yǎng)-壓蒸)是符合規(guī)范要求的,對純水泥混凝土(即不摻加外摻料)生產(chǎn)的管樁、摻磨細砂的管樁無論是抗氯離子滲透、抗硫酸鹽侵蝕、還是抗凍性試驗,都是符合或基本符合要求的。
小結-2
管樁混凝土強度和管樁混凝土耐久性線性關系不明確,也就是說強度高或強度達到80MPa以上,甚至90~100MPa,但其耐久性試驗仍有可能不合格。從本次研究情況看,只要在原材料選用、混凝土配合比、混凝土攪拌、離心、蒸養(yǎng)、壓蒸等工藝上某個環(huán)節(jié)或幾個環(huán)節(jié)不符合要求,其三種耐久性試驗就會出問題,特別是凍融循環(huán)試驗就很難合格。
小結-3
有耐久性要求的地基基礎使用PHC管樁,或者說要提高當前我國PHC管樁的耐久性,建議行業(yè)協(xié)會和管樁標準盡快制定出從原材料至混凝土配合比、攪拌工藝、離心工藝、兩次蒸養(yǎng)-壓蒸工藝的具體規(guī)定(要量化),否則,從目前我們已經(jīng)抽樣試驗的情況看,我國管樁企業(yè)中有的管樁耐久性不合格。
小結-4
從本次試驗研究中發(fā)現(xiàn)摻磨細礦渣用蒸養(yǎng)-壓蒸工藝生產(chǎn)的管樁混凝土,其耐久性試驗(特別是抗凍性試驗)發(fā)現(xiàn)有問題,這方面研究工作可繼續(xù)做下去;其抗凍性較差可以解釋的原因可能是摻磨細礦渣的管樁混凝土在水化生成物后,體積收縮為最大。另外,蒸養(yǎng)時的靜停時間對管樁混凝土的耐久性有影響,本次試驗表明影響特別靈敏。
免壓蒸法生產(chǎn)PHC管樁
外加劑 |
摻量
% |
用水量
kg |
坍落度
mm |
抗壓強度 MPa | ||
1d |
3d |
7d | ||||
LS-JS |
1.2 |
117 |
45 |
79.7 |
85.4 |
90.0 |
ACE-68 |
1.0 |
122 |
55 |
84.9 |
92.0 |
95.5 |
LS-JS |
1.2 |
117 |
40 |
75.9 |
84.4 |
87.1 |
ACE-68 |
1.0 |
122 |
30 |
83.0 |
87.5 |
93.2 |
LS-JS |
1.2 |
117 |
30 |
75.3 |
86.8 |
88.7 |
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