为改善环形UHPC制品离心成型质量问题,试验研究了水胶比、钢纤维掺量、减水剂、骨料掺量等因素对环形UHPC制品离心成型质量的影响。试验室研究结果表明:单掺细骨料UHPC制品随着水胶比的增大,其壁厚不均匀度也随之增大,制品离心成型难度也越大;双掺细骨料UHPC制品随着水胶比的增大,其壁厚不均匀度基本呈现先减小后增大的趋势;适宜双掺细骨料UHPC制品离心成型的水胶比范围比单掺细骨料UHPC制品的大;减水剂用量宜为1.2%~1.5%,当减水剂用量超过2.0%时,制品无法成型;含粗骨料UHPC制品的水胶比范围宜为0.16~0.17,钢纤维掺量与粗骨料体积含量呈反比关系,骨料的掺加能防止钢纤维“跑偏”,减少钢纤维集中分布在最外层现象的发生;采用离心成型工艺,单掺细骨料UHPC制品的混凝土坍落度宜控制在90~150 mm,双掺细骨料UHPC制品的混凝土坍落度宜控制在120~180 mm。

采用常压蒸汽养护方式,以硅粉为掺合料配制了强度等级为C85的混凝土,研究了硅粉掺量对混凝土布料成型和强度的影响,并结合生产实际情况,参考PHC管桩离心成型和蒸汽养护工艺制度,确定了无余浆生产竹节桩的离心成型及蒸汽养护工艺制度。

介绍了日本和我国管桩、异型桩的生产、使用以及相关标准的制定情况,提出目前我国的三角形桩、六边形桩、齿形桩、锥形管桩、八角形桩等异型桩至今未有国家、行业和地方标准,强调了国家标准《先张法预应力混凝土异型桩》制定的必要性。

提出了当前我国管桩离心成型工艺存在的问题,论述了离心成型工艺参数(各阶段的离心速度n和离心时间t)确定的计算方法。

针对山区地质条件复杂、成井困难、需专用井管等问题,设计了适合不同地区不同地层的预应力钢筋混凝土井管;并对预应力钢筋混凝土井管离心成型机关键技术进行了研究。结果表明:设计的主动离心成型机头、从动离心成型机头与管体模具同轴,液压支护装置支护管体模具,解决了井管生产的偏心难题。MATLAB仿真表明其液压控制系统既快又稳。