通过使用机制砂替代天然砂进行免蒸压管桩混凝土配制试验,主要对比了不同品质机制砂取代天然砂对管桩混凝土拌和物工作性、力学性能、耐久性能以及桩身抗弯性能的影响,探讨了高品质机制砂在免蒸压管桩混凝土中应用的可行性。结果表明,采用高品质机制砂制备的混凝土拌和物具有较好的和易性,能够满足免蒸压管桩的生产工艺要求。同时,采用高品质机制砂生产的管桩桩身结构性能也满足相关标准要求。

通过掺加粉煤灰、矿粉、磨细石英砂等矿物掺合料制备了不同强度等级的混凝土,研究了矿物掺合料掺量、种类以及水灰比、混凝土内部不同深度对混凝土内部碱度的影响,并对比分析了不同矿物掺合料混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。研究结果表明,适量的矿物掺合料不仅可节约水泥,优化混凝土结构,提高混凝土抗硫酸盐侵蚀能力,同时对混凝土内部碱度影响较小。混凝土内部碱度分布基本均匀,不同深度的孔溶液中pH值基本一致;且混凝土的水灰比对其碱度几乎没有影响。

为了解决类矩形盾构管片的裂缝控制及混凝土脆性问题,确保管片尺寸的精度,在混凝土中掺入了高分子合成纤维,研究了其对混凝土性能的影响,并与钢纤维、玻璃纤维的增强效果进行了对比,探讨了高分子合成纤维在管片混凝土中应用的可行性。试验结果表明,高分子合成纤维、钢纤维及玻璃纤维的掺加对地铁管片混凝土工作性和力学性能影响不大,但对混凝土的增韧效果显著,抗弯性能及抗冲击性能得到明显改善。管片混凝土中掺加6 kg/m^3的高分子合成纤维和30 kg/m^3的钢纤维具有同等的增韧效果,可减少或部分取代管片混凝土中非结构配筋用量,提高管片的综合效益。

为了解决地铁管片混凝土的脆性问题,在混凝土中掺加高分子合成纤维,研究了其对混凝土的增韧效果,并与钢纤维、玻璃纤维的增强效果进行了对比,探讨了高分子合成纤维在管片中应用的可行性。试验结果表明,高分子合成纤维、钢纤维及玻璃纤维的掺加对地铁管片混凝土工作性和力学性能影响不大,对混凝土耐久性稍有一定的不利影响;但对混凝土的增韧效果显著,混凝土抗弯性能及抗冲击性能得到明显改善。测试数据显示,管片混凝土中掺加6 kg/m^3的高分子合成纤维和30 kg/m^3的钢纤维具有几乎同等的增韧效果。

采用聚羧酸高效减水剂技术,对双免工艺(免蒸养、免蒸压)PHC管桩混凝土的配合比、工艺制度以及经济成本作了研究。结果表明,采用双免工艺生产PHC管桩在技术指标、生产工艺、经济成本等方面均是可行的。同时提出了适合珠三角地区的PHC管桩双免工艺生产方案,符合低碳、环保、经济的发展要求。

对比了钻孔灌注桩与PHC管桩在性价比、施工质量可控性及对环境影响方面的差异,着重分析了PHC管桩与钻孔灌注桩的力学性能差异,同时还对比了在相同轴向承载力的情况下,PHC管桩与钻孔灌注桩在原材料消耗成本、施工制作成本方面的不同。结果表明,在公路、铁路、水利等相关工程中,用PHC管桩替代钻孔灌注桩,不但可以节省25%~40%的工程造价,而且PHC管桩的施工质量可控性远高于钻孔灌注桩,对周边环境的负面影响也远小于钻孔灌注桩。