CN111620619A - 一种c70自密实补偿收缩钢管混凝土及其制备方法 - Google Patents

一种c70自密实补偿收缩钢管混凝土及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种C70自密实补偿收缩钢管混凝土及其制备方法，其每立方混凝土由以下质量的原材料组成：水泥450kg～470kg、粉煤灰或微珠45kg～70kg、硅粉40kg～55kg、复合膨胀剂50kg～55kg、粗集料952kg～1008kg、细集料730kg～754kg、高性能减水剂8.85kg～9.75kg、水163kg～171kg。本发明通过合理选择矿物掺和料、细集料、粗集料种类，并充分运用滚珠效应理论，通过物理降粘的方法科学降黏，有效保障混凝土的大流动性能；通过优化减水剂、膨胀剂配方，降低混凝土含气量、增加混凝土自由膨胀率进行补偿收缩，避免混凝土与钢管内壁脱粘，有效保障混凝土体积稳定性。从而解决了高强度自密实补偿收缩钢管混凝土工作性能与“泵送顶升法”施工工艺相匹配的技术难题。

Description

一种C70自密实补偿收缩钢管混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及混凝土技术领域，具体涉及一种C70自密实补偿收缩钢管混凝土及其制备方法。
背景技术
钢管混凝土是指在钢管中填充混凝土而形成、且钢管及其核心混凝土能共同承受外荷载作用的结构构件，其具有承载力高、良好的塑性和韧性、经济效益显著等优势；随着国家经济的迅速发展，和施工技术的不断更新，钢管混凝土结构的优势得到了更加充分的发挥，使钢管混凝土结构广泛应用于各种大型建筑工程和交通运输工程中，特别是大跨度(拱桥、斜拉桥等)桥梁工程中的应用。
钢管混凝土的工作性能，是钢管混凝土结构施工质量的保障，对于交通运输工程中大跨度钢管混凝土拱桥，在施工中易出现混凝土坍损快、流动性差、泵送压力大、堵管等施工问题，且管内混凝土易出现混凝土未密实、与钢管脱粘的现象，构成质量缺陷。其施工性能(高流动性、低粘聚性)和力学性能(高强度、体积稳定性)是混凝土设计及质量控制的技术难点。
随着国家对工程建设质量要求的不断提高，致使对砂石材料质量要求越来越高，由于环境保护对天然河砂的禁采和部分地区原有天然河砂资源匮乏，能满足要求的天然河砂越来越少，机制砂在高强自密实补偿收缩钢管混凝土中的应用将得到更好的推广。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明提出了一种C70自密实补偿收缩钢管混凝土及其制备方法，具有高强度、高流动性、低粘聚性、自密实性、补偿收缩、保坍效果好等性能。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种C70自密实补偿收缩钢管混凝土，每立方米混凝土中各材料用量如下：水泥450kg～470kg、微珠45kg～70kg、硅粉40kg～55kg、复合膨胀剂50kg～55kg、粗集料952kg～1008kg、细集料730kg～754kg、高性能减水剂8.85kg～9.75kg、水163kg～171kg。
优选地，所述微珠为球形非晶态的粉煤灰微珠，其触变指数为7.5，球体密度和堆积密度分别为2520kg/m3、650kg/m3，比表面积为1300m2/kg，活性指数87％，烧失量1.21％，需水量比98％。
优选地，所述硅粉规格为SF90及以上，比表面积不小于15000m2/kg，活性指数不小于90％。
进一步地，所述复合膨胀剂由氧化钙和氧化镁按(2～4)：(6～8)的质量比配制而成。
进一步地，所述粗集料为碎石5-16mm连续级配，压碎值小于18％。
进一步地，所述粗集料由5～10mm和10～16mm两级配碎石按(1～5)：(9～5)的比例混合而成。
优选地，所述碎石为鹅卵石破碎的砾石或母岩饱和单轴抗压强度不低于105MPa的玄武岩、石灰岩破碎而成的碎石；制备粗集料时，可采用其中单独的一种碎石，也可采用至少两种任意组合的混合碎石。
优选地，所述细集料为采用玄武岩、鹅卵石破碎而成的机制砂或为天然河砂，细集料的规格为0mm～4.75mm，细度模数为2.8-3.0。
进一步地，所述高性能减水剂由以下质量百分比的组分组成：减水母液38％～45％、保坍剂11％～22％、复合减水保坍母液10％～17％、消泡剂0.08％～0.2％、复合消泡引气剂0.05％～0.15％、白糖2％～5％、葡萄糖酸钠2％～4％，保水剂1％～3％，余量为水。
优选地，所述减水母液为异丁烯醇聚氧乙烯醚和丙烯酸羟乙酯的合成物；
所述保坍剂为柠檬酸或葡萄糖酸钠、三聚磷酸钠或六偏磷酸钠的一种或两种以上的混合物；
所述复合减水保坍母液为丙烯酸羟乙酯和甲基烯丙基聚氧乙烯醚共聚物；所述消泡剂为C7-C22的高碳醇、聚醚类消泡剂和有机硅类消泡剂的一种或两种以上任意比例的混合物；
所述复合消泡引气剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯磺酸钠，脂肪醇硫酸钠中的一种。
所述保水剂为白色粉末状羟丙基甲基纤维素醚。
一种C70自密实补偿收缩钢管混凝土的制备方法如下：先将配方量的水泥、硅粉、复合膨胀剂、粗集料、细集料及粉煤灰或微珠分别投入拌合机锅体内进行搅拌，搅拌20～40秒使集料和粉料充分混合均匀后，再将配方量的水和高性能减水剂混合成混合液，然后将所述混合液加入拌合机锅体内继续进行搅拌140～160秒，即得所述C70自密实补偿收缩钢管混凝土。
采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：
1.本发明通过合理选择矿物掺和料、细集料、粗集料种类，并充分运用滚珠效应理论通过物理降粘的方法科学降黏，有效保障混凝土的大流动性能。
2.本发明所采用的氧化钙、氧化镁复合型膨胀剂，膨胀反应需水量低，更适应低水胶比的钢管混凝土环境条件，且氧化钙和氧化镁分别在混凝土早期和中后期发生膨胀反应，合理组配，缩短膨胀峰值的周期，有效补偿钢管混凝土的自收缩，提高早期强度，确保钢管混凝土的体积稳定性。
3.本发明利用粉煤灰微珠的球形结构，降低混凝土(水泥浆体)粘度、改善混凝土的和易性、减小混凝土压注阻力，提高混凝土泵送性能，利用其球形结构，降低混凝土(水泥浆体)粘度、改善混凝土的和易性、减小混凝土压注阻力，提高混凝土泵送性能
4.本发明通过掺入硅粉解决混凝土在高流动性下的泌水、改善混凝土的和易性、增加混凝土的密实性、从而提高混凝土强度和泵送性能。
5.本发明所选集料(粗集料、细集料)均进行整形处理，粒型棱角圆润规整，且采用5-16mm的粒径，易悬浮于混凝土浆体内，确保了混凝土的匀质性，有利于混凝土的流动性和自密实性。
6.本发明所述的C70自密实补偿收缩钢管混凝土具有高强度的特性，主要体现在3天抗压强度大于设计强度的80％、28天抗压强度大于设计强度的115％；高强度不但确保了结构质量，其3天的高强度更是缩短了工序的间歇期，从而缩短工期、提高施工效率、节约成本，产生可观的经济效益。
7.本发明所述的C70自密实补偿收缩钢管混凝土具有低粘度性和高流动性的特性，主要体现在混凝土拌合物在流态下具有良好的包裹性、不离析、不泌水、更不发粘；其坍落度为250-270mm、坍落扩展度为670-700mm、T500为8-10s、混凝土良好的和易性降低了泵送压力和施工风险、减少了设备投入，从而确保施工质量、节约施工成本。
8.本发明所述的C70自密实补偿收缩钢管混凝土具有补偿收缩的特性，28d密闭环境下自由膨胀率大于0；通过科学选择膨胀源并合理组配，缩短膨胀峰值的周期，有效补偿钢管混凝土的自收缩，解决了混凝土与钢管内壁脱粘的技术难题、确保钢管混凝土的体积稳定性。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施例，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
实施例1
本实施例提出来一种C70自密实补偿收缩钢管混凝土，具体地，每立方米混凝土中各材料用量如下：水泥450kg～470kg、微珠45kg～70kg、硅粉40kg～55kg、复合膨胀剂50kg～55kg、粗集料952kg～1008kg、细集料730kg～754kg、高性能减水剂8.85kg～9.75kg、水163kg～171kg。
本发明还保护了一种C70自密实补偿收缩钢管混凝土的制备方法，包括以下步骤：采用强制式搅拌机进行拌合，先将集料(粗集料、细集料)和粉料(水泥、粉煤灰或微珠、硅粉、复合膨胀剂)分别投入拌合机锅体内进行搅拌，搅拌20～40秒使集料和粉料充分混合均匀后，再将配方量的水和高性能减水剂混合成混合液，然后将水和高性能减水剂混合后所得混合液加入拌合机锅体内继续进行搅拌140～160秒，即得所述本发明C70自密实补偿收缩钢管混凝土。需要说明的是，整个过程中搅拌不得中断，确保混凝土拌合均匀，总搅拌时间不得小于180秒。
为了降低混凝土的粘度、提高混凝土的泵送性能，现有技术大都采用化学降粘的方法(添加化学降粘剂)来调整混凝土的和易性，但往往因为混凝土材料的变化、外加剂掺量的波动，导致混凝土和易性波动较大，造成混凝土流动性差、离析、泌水、分层，致使发生堵管、爆管、钢管内混凝土不密实等事故，直接影响施工效率和质量。而本发明通过合理选择矿物掺和料、细集料、粗集料种类，并充分运用滚珠效应理论，通过物理降粘的方法科学降黏，有效保障混凝土的大流动性能；通过优化减水剂、膨胀剂配方，降低混凝土含气量、增加混凝土自由膨胀率进行补偿收缩，避免混凝土与钢管内壁脱粘，有效保障混凝土体积稳定性。
实施例2
在上述实施例的基础上，进一步，所述粉煤灰为F类I级低钙粉煤灰，其中游离CaO的质量含量<1％，I级F类粉煤灰的细度不大于12％。所述微珠为球形非晶态的粉煤灰微珠，规格为MB-TC01B，触变指数为7.5，球体密度和堆积密度分别为2520kg/m3、650kg/m3，比表面积为1300m2/kg，活性指数87％，烧失量1.21％，需水量比98％；本发明掺入球形非晶态的粉煤灰微珠，利用粉煤灰微珠的球形结构，并充分运用滚珠效应理论，通过物理方式(滚珠效应)降低混凝土(水泥浆体)粘度、改善混凝土的和易性、减小混凝土压注阻力，提高混凝土泵送性能。
进一步地，所述硅粉规格为SF90及以上，比表面积不小于15000m2/kg，活性指数不小于90％。掺入硅粉主要是为了避免混凝土在高流动性下的泌水、改善混凝土的和易性、增加混凝土的密实性、从而提高混凝土强度和泵送性能。
实施例3
为了防止混凝土收缩，避免混凝土与钢管脱黏，现有技术在实施应用中，往往添加由硫酸铝、氧化铝、硫酸钙等无机复合型膨胀剂，以达到限制收缩和微膨胀的目的；但是此类复合膨胀剂水化需要的水较多，因钢管混凝土自身低水胶比、密闭与外界非接触的特殊环境，不能有效提供膨胀剂水化需要的水分，而影响膨胀剂的作用，不能充分发挥补偿收缩和微膨胀的作用，致使混凝土与钢管脱黏、不能有效提高混凝土内部密实性，从而降低自身强度，影响结构受力。
本发明所述复合膨胀剂由氧化钙和氧化镁按(2～4)：(6～8)的质量比配制而成，氧化钙、氧化镁类膨胀剂较其他膨胀源的膨胀剂膨胀反应需水量低，更适应低水胶比的钢管混凝土环境条件，且氧化钙和氧化镁分别在混凝土早期和中后期发生膨胀反应，合理组配，缩短膨胀峰值的周期，有效补偿钢管混凝土的自收缩，提高早期强度，确保钢管混凝土的体积稳定性。
实施例4
在上述实施例的基础上，进一步地，所述粗集料为碎石5-16mm连续级配，压碎值小于18％。优选地，所述粗集料由5～10mm和10～16mm两级配碎石按(1～5)：(9～5)的比例混合而成；所述碎石优选鹅卵石破碎的砾石或母岩饱和单轴抗压强度不低于105MPa的玄武岩、石灰岩破碎而成的碎石；制备粗集料时，可采用其中单独的一种碎石，也可采用至少两种任意组合的混合碎石，需要说明的是碎石的组合种类和比例不做限制。
进一步地，所述细集料规格为0mm～4.75mm；细集料为采用玄武岩、鹅卵石破碎而成的机制砂或为天然河砂(湖砂)，其细度模数为2.8-3.0。
本发明选择5-16mm规格的碎石和细度模数2.7-3.0范围内的二区级配砂，科学选择比例，有效保障强度指标。
值得一提的是，本发明的所选集料均进行整形处理，粒型棱角圆润规整，且采用5-16mm的粒径，易悬浮于混凝土浆体内，确保了混凝土的匀质性，有利于混凝土的流动性和自密实性。
本发明所述C70自密实补偿收缩钢管混凝土中各原材料的优选技术要求如下表1：
表1为原材料技术要求
Figure BDA0002478960160000091
需要进一步说明的是，本发明可根据市场实际情况，因地制宜，合理选择矿物掺和料、细集料、粗集料种类，所述微珠与粉煤灰可互相替换、鹅卵石碎石与玄武岩碎石可互相替换、河砂与机制砂可互相替换。
实施例5
与上述实施例不同的是，进一步地，所述高性能减水剂由以下质量百分比的组分组成：减水母液38％～45％、保坍剂11％～22％、复合减水保坍母液10％～17％、消泡剂0.08％～0.2％、复合消泡引气剂0.05％～0.15％、白糖2％～5％、葡萄糖酸钠2％～4％、保水剂1％～3％，余量为水。
优选地，所述减水母液为异丁烯醇聚氧乙烯醚和丙烯酸羟乙酯的合成物；
所述保坍剂为柠檬酸或葡萄糖酸钠、三聚磷酸钠或六偏磷酸钠的一种或两种以上的混合物；
所述复合减水保坍母液为丙烯酸羟乙酯和甲基烯丙基聚氧乙烯醚共聚物；所述消泡剂为C7-C22的高碳醇、聚醚类消泡剂和有机硅类消泡剂的一种或两种以上任意比例的混合物；
所述复合消泡引气剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯磺酸钠，脂肪醇硫酸钠中的一种。
所述保水剂为白色粉末状羟丙基甲基纤维素醚。
本发明掺入高性能减水剂的目的是有效提高混凝土拌合物和易性，控制混凝土坍落度、坍落扩展度、含气量、凝结时间、坍落度(扩展度)经时损失等工作性能。
实施例6
本实施例提供了一种C70自密实补偿收缩钢管混凝土，每立方米混凝土中各材料用量如下，水泥：微珠：硅粉：复合膨胀剂：粗集料(碎石)：细集料(机制砂)：高性能减水剂：水＝460：57.5：47.5：52.5：980：742：9.3：167。
进一步地，所述粗集料采用鹅卵石破碎而成，经过整形处理，5mm-16mm连续级配(规格5mm-10mm与10mm-16mm的碎石比例为2：8)，针片状含量0％，压碎值13.9％，含泥量0.4％，表观密度2951kg/m3，母岩抗压强度168MPa。
所述细集料采用玄武岩破碎而成的机制砂，细度模数2.98，石粉含量7.9％，压碎值12％，表观密度2926kg/m3。
所述高性能减水剂采用缓凝型聚羧酸高性能减水剂。
本实施例所述C70自密实补偿收缩钢管混凝土的制备方法如下：先将配方量的水泥、硅粉、复合膨胀剂、粗集料、细集料及粉煤灰或微珠分别投入拌合机锅体内进行搅拌，搅拌30秒使集料和粉料充分混合均匀后，再将配方量的水和高性能减水剂混合成混合液，然后将所述混合液加入拌合机锅体内继续进行搅拌150秒，即制得所述C70自密实补偿收缩钢管混凝土。
本实施例所用原料优选重庆华新地维水泥有限公司生产的P·O42.5级水泥；天津筑成新材料科技有限公司生产的规格MB-TC01B的微珠；成都埃森工程材料有限公司生产的规格SF90硅粉；武汉三源特种建材有限责任公司生产的FQY高性能膨胀剂；上海三瑞高分子材料股份有限公司生产的缓凝型聚羧酸高性能减水剂。
实施例7
本实施例提供了一种C70自密实补偿收缩钢管混凝土，每立方米混凝土中各材料用量如下，水泥：微珠：硅粉：复合膨胀剂：粗集料(碎石)：细集料(机制砂)：高性能减水剂：水＝470：70：55：55：952：734：9.75：163。
进一步地，所述粗集料采用玄武岩破碎而成,经过整形处理，5mm-16mm连续级配(规格5mm-10mm与10mm-16mm的碎石比例为3:7)，针片状含量0％，压碎值13.9％，含泥量0.4％，表观密度2951kg/m3，母岩抗压强度168MPa。
所述细集料采用玄武岩破碎而成的机制砂，细度模数2.98，石粉含量7.9％，压碎值12％，表观密度2926kg/m3。
所述高性能减水剂采用缓凝型聚羧酸高性能减水剂，有效成分为：减水母液45％、保坍剂13％、复合减水保坍母液17％、消泡剂0.08％、复合消泡引气剂0.1％、白糖2％、葡萄糖酸钠3％、保水剂1％、水18.82％。
本实施例所述C70自密实补偿收缩钢管混凝土的制备方法如下：先将配方量的水泥、硅粉、复合膨胀剂、粗集料、细集料及粉煤灰或微珠分别投入拌合机锅体内进行搅拌，搅拌30秒使集料和粉料充分混合均匀后，再将配方量的水和高性能减水剂混合成混合液，然后将所述混合液加入拌合机锅体内继续进行搅拌150秒，即制得所述C70自密实补偿收缩钢管混凝土。所得混凝土拌合物的包裹性和流动性非常好，经时3小时后，混凝土拌合物状态很好，无明显的放大和减小现象，依据相关标准规定试验方法检测混凝土拌和物各项性能指标，其结果如下：坍落度为245mm、坍落扩展度为690mm、T500为10s、含气量为2.0％、28d抗压强度86.5MPa、28d弹性模量4.02×104MPa、28d密闭环境下自由膨胀率2.3×10-4，混凝土各项性能指标满足施工工艺和结构设计质量要求。
实施例8
本实施例提供了一种C70自密实补偿收缩钢管混凝土，每立方米混凝土中各材料用量如下，水泥：微珠：硅粉：复合膨胀剂：粗集料(碎石)：细集料(砂)：高性能减水剂：水＝460：70：45：55：952：754：9.45：164。
所述粗集料采用玄武岩破碎而成，经过整形处理，5mm-16mm连续级配(规格5mm-10mm与10mm-16mm的碎石比例为3:7)，针片状含量0％，压碎值13.9％，含泥量0.4％，表观密度2951kg/m3，母岩抗压强度168MPa。
所述细集料采用鹅卵石破碎而成的机制砂，细度模数2.87，石粉含量3.5％，压碎值13％，表观密度2720kg/m3。
所述高性能减水剂采用缓凝型聚羧酸高性能减水剂，有效成分为：减水母液40％、保坍剂22％、复合减水保坍母液5％、消泡剂0.08％、复合消泡引气剂0.05％、白糖2.5％、保水剂2％、葡萄糖酸钠1％、水27.37％。
本实施例所述C70自密实补偿收缩钢管混凝土的制备方法如下：先将配方量的水泥、硅粉、复合膨胀剂、粗集料、细集料及粉煤灰或微珠分别投入拌合机锅体内进行搅拌，搅拌30秒使集料和粉料充分混合均匀后，再将配方量的水和高性能减水剂混合成混合液，然后将所述混合液加入拌合机锅体内继续进行搅拌150秒，即制得所述C70自密实补偿收缩钢管混凝土。所得混凝土拌合物的包裹性和流动性非常好，经时3小时后，混凝土拌合物状态很好，无明显的放大和减小现象，依据相关标准规定试验方法检测混凝土拌和物各项性能指标，其结果如下：坍落度为255mm、坍落扩展度为700mm、T500为9s、含气量为2.0％、28d抗压强度84.5MPa、28d弹性模量4.12×104MPa、28d密闭环境下自由膨胀率2.1×10-4，混凝土各项性能指标满足施工工艺和结构设计质量要求。
实施例9
本实施例提供了一种C70自密实补偿收缩钢管混凝土，每立方米混凝土中各材料用量如下，水泥：粉煤灰：硅粉：复合膨胀剂：粗集料(碎石)：细集料(砂)：高性能减水剂：水＝450：45：40：55：1008：730：8.85：171。
所述粗集料采用鹅卵石破碎而成，经过整形处理，5mm-16mm连续级配(规格5mm-10mm与10mm-16mm的碎石比例为4:6)，针片状含量0％，压碎值9.7％，含泥量0.4％，表观密度2710kg/m3。
所述细集料采用天然河砂，细度模数2.87，含泥量0.7％，表观密度2720kg/m3。
所述高性能减水剂采用缓凝型聚羧酸高性能减水剂，有效成分为：减水母液28％、保坍剂11％、复合减水保坍母液10％、消泡剂0.5％、复合消泡引气剂0.1％、白糖3％、葡萄糖酸钠2％、保水剂3％、水42.4％。
本实施例所述C70自密实补偿收缩钢管混凝土的制备方法如下：先将配方量的水泥、硅粉、复合膨胀剂、粗集料、细集料及粉煤灰或微珠分别投入拌合机锅体内进行搅拌，搅拌30秒使集料和粉料充分混合均匀后，再将配方量的水和高性能减水剂混合成混合液，然后将所述混合液加入拌合机锅体内继续进行搅拌150秒，即制得所述C70自密实补偿收缩钢管混凝土。所得混凝土拌合物的包裹性和流动性非常好，经时3小时后，混凝土拌合物状态很好，无明显的放大和减小现象，依据相关标准规定试验方法检测混凝土拌和物各项性能指标，其结果如下：坍落度为260mm、坍落扩展度为700mm、T500为8s、含气量为1.8％、28d抗压强度82.6MPa、28d弹性模量4.09×104MPa、28d密闭环境下自由膨胀率1.9×10-4，混凝土各项性能指标满足施工工艺和结构设计质量要求。
实施例7-9所述混凝土的力学性能分别通过检测混凝土标准试件标养条件下3天、28天龄期抗压强度和现场结构超声波检测进行评价；混凝土的施工性能以混凝土拌合物坍落度、坍落扩展度、3h经时坍落度、3h经时坍落扩展度、T500等相关参数检测评价；混凝土体积稳定性以施工过程中混凝土拌合物含气量检测、混凝土试件28d密闭环境下自由膨胀率检测、以及现场结构超声波检测进行评价，具体的性能指标如下表2所示。
表2为混凝土工作性能控制指标
Figure BDA0002478960160000151
上述试验方法均为国家、行业标准规定的试验方法，无特别之处，不做特殊说明。
应用：本发明所述一种C70自密实补偿收缩钢管混凝土在工程实体(合江长江公路大桥全长1420m，主桥长度668m，引桥(含台后搭板)长度752m，主桥飞燕式钢管混凝土系杆拱桥的跨径(507m)位居同类型桥梁世界第一。桥型布置为：20×30m(简支T梁)+(80.5+507+80.5)m(飞燕式钢管混凝土系杆拱)+4×25m(简支T梁)。主拱圈、边拱圈主弦管分别由8根
Figure BDA0002478960160000161
钢管组成，主弦管内砼采用C70自密实补偿收缩钢管混凝土)中的成功应用，充分验证了此混凝土的低粘度、高流动性、高温环境下坍损小、泵送压力小等施工优越性能；施工后经敲击和超声波检测，管内混凝土均匀、密实，未有脱空现象发生，进一步论证了此混凝土的高强度、体积稳定性等力学性能的可靠性。因此，本发明所述钢管混凝土为组合结构，在结构受力方面，具有体积稳定性(即补偿收缩的性能)和强度匹配性(即高强度的特性)，从而解决了高强度自密实补偿收缩钢管混凝土工作性能与“泵送顶升法”施工工艺(该工艺要求混凝土必须混凝土具有低粘度性和高流动性的特性，主要体现在混凝土拌合物在流态下具有良好的包裹性、不离析、不泌水、更不发粘的特点)相匹配的技术难题。
综上所述，本发明所述钢管混凝土具有高强度的特性，主要体现在3天抗压强度大于设计强度的80％、28天抗压强度大于设计强度的115％；高强度不但确保了结构质量，其3天的高强度更是缩短了工序的间歇期，从而缩短工期、提高施工效率、节约成本，产生可观的经济效益。
本发明所述C70自密实补偿收缩钢管混凝土具有低粘度性和高流动性的特性，主要体现在混凝土拌合物在流态下具有良好的包裹性、不离析、不泌水、更不发粘；其坍落度为250-270mm、坍落扩展度为670-700mm、T500为8-10s、混凝土良好的和易性降低了泵送压力和施工风险、减少了设备投入，从而确保施工质量、节约施工成本。
本发明所述C70自密实补偿收缩钢管混凝土还具有补偿收缩的特性，28d密闭环境下自由膨胀率大于0；通过科学选择膨胀源并合理组配，缩短膨胀峰值的周期，有效补偿钢管混凝土的自收缩，解决了混凝土与钢管内壁脱粘的技术难题、确保钢管混凝土的体积稳定性。
总之本发明各项性能指标(施工过程中混凝土各项性能指标、以及施工后结构各项性能指标)满足相应规范指标要求，易于施工、便于质量控制；面对环境保护、河砂资源匮乏的现状，因地制宜、就地取材，适合广泛应用推广。
以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种C70自密实补偿收缩钢管混凝土，其特征在于，每立方米混凝土中各材料用量如下：水泥450kg～470kg、微珠45kg～70kg、硅粉40kg～55kg、复合膨胀剂50kg～55kg、粗集料952kg～1008kg、细集料730kg～754kg、高性能减水剂8.85kg～9.75kg、水163kg～171kg。
2.根据权利要求1所述的一种C70自密实补偿收缩钢管混凝土，其特征在于：所述微珠为球形非晶态的粉煤灰微珠，其触变指数为7.5，球体密度和堆积密度分别为2520kg/m3、650kg/m3，比表面积为1300m2/kg，活性指数87％，烧失量1.21％，需水量比98％；
所述硅粉规格为SF90及以上，比表面积不小于15000m2/kg，活性指数不小于90％。
3.根据权利要求1所述的一种C70自密实补偿收缩钢管混凝土，其特征在于：所述复合膨胀剂由氧化钙和氧化镁按(2～4)：(6～8)的质量比配制而成。
4.根据权利要求1所述的一种C70自密实补偿收缩钢管混凝土，其特征在于：所述粗集料为碎石5-16mm连续级配，压碎值小于18％。
5.根据权利要求1所述的一种C70自密实补偿收缩钢管混凝土，其特征在于：所述粗集料由5～10mm和10～16mm两级配碎石按(1～5)：(9～5)的比例混合而成。
6.根据权利要求4或5所述的一种C70自密实补偿收缩钢管混凝土，其特征在于：所述碎石为鹅卵石破碎的砾石或母岩饱和单轴抗压强度不低于105MPa的玄武岩、石灰岩破碎而成的碎石；制备粗集料时，可采用其中单独的一种碎石，也可采用至少两种任意组合的混合碎石。
7.根据权利要求1所述的一种C70自密实补偿收缩钢管混凝土，其特征在于：所述细集料为采用玄武岩、鹅卵石破碎而成的机制砂或为天然河砂，细集料的规格为0mm～4.75mm，细度模数为2.8-3.0。
8.根据权利要求1所述的一种C70自密实补偿收缩钢管混凝土，其特征在于，所述高性能减水剂由以下质量百分比的组分组成：减水母液38％～45％、保坍剂11％～22％、复合减水保坍母液10％～17％、消泡剂0.08％～0.2％、复合消泡引气剂0.05％～0.15％、白糖2％～5％、葡萄糖酸钠2％～4％、保水剂1％～3％，余量为水。
9.根据权利要求8所述的一种C70自密实补偿收缩钢管混凝土，其特征在于：所述减水母液为异丁烯醇聚氧乙烯醚和丙烯酸羟乙酯的合成物；
所述保坍剂为柠檬酸或葡萄糖酸钠、三聚磷酸钠或六偏磷酸钠的一种或两种以上的混合物；
所述复合减水保坍母液为丙烯酸羟乙酯和甲基烯丙基聚氧乙烯醚共聚物，其分子量为5000～30000；
所述消泡剂为C7-C22的高碳醇、聚醚类消泡剂和有机硅类消泡剂的一种或两种以上任意比例的混合物；
所述复合消泡引气剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯磺酸钠，脂肪醇硫酸钠中的一种。
所述保水剂为白色粉末状羟丙基甲基纤维素醚。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种C70自密实补偿收缩钢管混凝土的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：先将配方量的水泥、硅粉、复合膨胀剂、粗集料、细集料及粉煤灰或微珠分别投入拌合机锅体内进行搅拌，搅拌20～40秒使集料和粉料充分混合均匀后，再将配方量的水和高性能减水剂混合成混合液，然后将所述混合液加入拌合机锅体内继续进行搅拌140～160秒，即得所述C70自密实补偿收缩钢管混凝土。
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