耐腐蚀管桩介绍.ppt

1、先张法预应力高强混凝土耐腐蚀管桩,三和管桩集团 魏宜龄,1,2011年11月,一、为什么要研制耐腐蚀管桩 1.国家有要求：保证结构在设计使用年限内的安全和使用功能； 2.客户有需求：业主和设计部门要求提供耐腐蚀产品； 3.国标有不足：GB13476-2009中4.2.4耐久性：对于有特殊要求及腐蚀、冻融环境下的管桩，应对其原材料、混凝土配合比和生产工艺等相关技术进行控制。 二、研制依据 1.国家、行业、地方有关混凝土结构耐久性、防腐蚀标准； 2.本公司两项研究成果 （1）2006年“预应力高强混凝土管桩耐久性的研究” （2）2008年“免压蒸高耐久性PHC管桩的研制”,2,预应力高强混凝土管桩

2、耐久性的研究课题,该课题是混凝土结构耐久性问题的延续。首先对目前广泛采用的掺加磨细砂和二次蒸汽养护工艺制作PHC管桩混凝土耐久性做了一系列试验研究，发现该混凝土的电通量值、氯离子扩散系数、抗冻性能的试验值不如采用其它工艺制作的C80混凝土，且波动较大，尤其是抗冻性能非常差。因此针对掺磨细砂，采用蒸压工艺生产的PHC管桩耐久性不足的问题，研究了矿渣、粉煤灰等不同矿物掺合料、外加剂、生产工艺对管桩混凝土耐久性的影响，确定了满足抗冻指标达300次以上、电通量值（ASTM C1202法）小于1000C或氯离子扩散系数（NEL法）小于310-12m2/s、抗硫酸盐腐蚀性能良好的 耐久PHC管桩生产技术。

3、2006年12月27日通过了中国建筑材料工业协会组织的科技成果鉴定。,3,免压蒸高耐久性PHC管桩的研制课题,由于蒸压工艺是造成管桩混凝土微观缺陷增多耐久性差的主要因素，我们又开展了“免蒸压高耐久性PHC管桩的研制”工作，通过研发特种辅助掺合料，采用与胶凝材料匹配的高性能外加剂，有效地调整了蒸养后硬化水泥浆体的组成和微观结构，增加混凝土密实度，促进早期强度增长，提高管桩混凝土耐久性。管桩混凝土的氯离子扩散系数2.010-12m2/s，抗冻融循环次数300次、抗硫酸盐侵蚀干湿循环次数30次（限于当时条件只试验到此，后来补做抗硫酸盐等级可达KS150），混凝土7d抗压强度可达90MPa以上，电通量

4、值800C。可满足海洋和氯盐环境、冻融环境及硫酸盐腐蚀环境耐久性要求。 由于上述成果是针对氯盐渗透、硫酸盐侵蚀及冻融三种环境条件的成果，在工程实践中一般只有一种环境因素起主导作用，因此我们通过不同掺合料对不同环境的贡献，形成DPHC管桩系列产品。确定管桩混凝土耐久性能指标。为明确不同环境及作用等级，我们将DPHC1-7缩写为KCM、KCS、KSM、KSS、KFM、KFS、KAS七种品种。,4,三、耐腐蚀管桩核心内容 1.基本思路 按结构设计使用年限和环境类别，分析腐蚀因素和作用等级，确定管桩中钢筋的混凝土保护层厚度和管桩混凝土耐久性指标要求，选择满足不同环境因素和作用强度的不同类型的管桩。 2

5、. 适用范围为中、强腐蚀环境； 腐蚀环境因素：氯盐、硫酸盐、冻融环境及其混合； 产品品种：七种。,5,3.耐腐蚀管桩的基本尺寸,6,7,4. 耐腐蚀管桩耐久性指标,8,四、有关标准在耐久性、防腐蚀方面的要求,1.GB50046-2008工业建筑防腐蚀设计规范（摘录） （1）结构混凝土的基本要求,9,（2）裂缝控制等级和最大裂缝宽度允许值 （3）钢筋的混凝土保护层最小厚度（mm）,10,（4）混凝土桩基础的结构设计应符合： （预应力混凝土管桩）混凝土强度等级C60，抗渗等级S10，桩尖采用闭口型，钢筋的混凝土保护层厚度35mm。,11,2.GB/T50476-2008混凝土耐久性设计规范（摘录）

6、,（1）化学腐蚀环境中混凝土材料与钢筋的保护层最小厚度,环境作用等级,12,（2）氯化物环境 a.基本要求,环 境作 用等级,13,b.混凝土的抗氯离子侵入性指标,14,侵入 性指标,3.JTJ275-2000海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范 （1）预应力混凝土保护层最小厚度c 当构件厚度 500mm时，c50mm。 说明：a.混凝土保护层厚度系指主筋表面与混凝土表面的最小距离； b.构件厚度系指规定保护层最小厚度方向上的构件尺寸。 （2）混凝土质量要求,15,4.JTJ267-98港口工程混凝土结构设计规范（摘录） 受力钢筋的混凝土保护层最小厚度（mm）的规定,16,5.JTG/TB07-0

7、1-2006公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范（摘录） （1）耐久性设计 要求混凝土最低强度等级、最大水胶比和胶材用量（kg/m3）,环境 作用级,17,（2）混凝土保护层最小厚度（mm）,18,（3）混凝土表面裂缝计算宽度的允许值（mm）,19,6.TB10005-2010铁路混凝土结构耐久性设计规范（摘录） 混凝土配合比、最低强度等级、保护层最小厚度要求（设计使用年限100年）,20,7.GB50010-2010混凝土结构设计规范（摘录） （1）结构混凝土材料的耐久性基本要求（指设计使用年限为50年的混凝土结构）,21,注：预应力构件混凝土中的最大氯离子含量为0.06%；其最低混凝土强度等级

8、宜按表中的规定提高两个等级。,（2）混凝土保护层的最小厚度（mm）（指设计使用年限为50年的混凝土结构）,22,说明：1.设计使用年限为100年的混凝土结构，最外层钢筋的保护层厚度不应小于表中数值的1.4倍。 2.采用工厂化生产的预制构件，可适当减小混凝土保护层厚度。,由以上可见，管桩产品作为桩基础，在混凝土强度等级、最大水胶比、最小胶材用量等方面均可满足有关国家及行业标准要求。在钢筋混凝土保护层方面，按上述标准要求分析，将混凝土保护层厚度按40、50、60mm考虑可满足绝大多数工程的需要。,23,五、规定混凝土的耐久性能指标依据 耐久性能指标主要依据本公司试验研究成果，并参考有关标准，如：GB/T50476-2008、JGJ/T193-2009、JG/TB07-1-2006等。 环境作用等级依据GB/T50476-2008：,24,环境类别参考GB/T50476-2008:,25,26,耐久性能等级划分如下：,六、耐腐蚀管桩与TB10005-2010在耐久性能指标方面比较（设计使用年限60年）,27,说明：检验方法按GB/T50082标准。,七、结语 耐腐蚀管桩产品研制的宗旨在于满足客户要求，弥补目前普通管桩产品不适应中强腐蚀环境的不足。管桩基础涉及许多地区和众多行业