蒸养制度对PHC管桩混凝土弹性模量性能影响研究.开题报告

1. 研究目的与意义

预应力高强混凝土管桩( 简称 PHC 桩) 是一种新型的基桩，预制混凝土桩基工程与一般基础工程相比，具有桩材质量好、施工快、工程地质适应性强、场地文明等优点，所以被广泛应用于各类建筑物和构筑物的基础工程上，如高层、公共建筑、一般工业与民用建筑、港口、码头、高速公路、桥梁、重型机床、仓库、护岸领域。回顾它的发展历史，1906年，出现了采用配螺旋筋的混凝土桩，桩的形状开始设计并使用三角形、正方形、六角形、八角形。1915年，澳大利亚人W.R.Hume发明了离心密实混凝土的成型方法，很快被用来制造环形管桩、圆锥形桩、竹节形桩及各种管子和混凝土电杆。目前，离心成型的管桩已成为预制混凝土桩中最重要，最活跃部分。除实心和空心混凝土桩外，还有混凝土板桩和钢管混凝土桩。日本率先将该技术引入到钢筋混凝土管桩的生产中，先后与1934年和1962年开发出离心混凝土管桩（RC）和预应力混凝土管桩（PC）。从1967年开始，日本开始研制预应力高强混凝土离心管桩，并先后与1968年和1982年制定了《先张法离心预应力混凝土管桩》和《先张法心累高强混凝土管桩》的技术规范。随着管桩技术的成熟化，1991年日本各种管桩的产量达到近800万吨，其后由于受到经济危机的影响有所下降。然而由于管桩在抗震方面较其它类型的建筑物基础具有很显著的优势，其生产和应用逐渐回升，发展至今管桩在日本全国都得到了普遍的应用。除日本外，欧美国家比如美国、德国、俄罗斯、法国、意大利及东南亚诸国也大量应用管桩。

在国内广东省是管桩厂最多、使用管桩最多也最为普遍的省份，早在1991年广东省建委便组织制定了省标DBJ15-201-91《建筑地基基础施工及验收规程》，将预应力混凝土管桩编入标准内1995年又组织了有关科研、设计、管桩厂及施工单位编写了《预应力混凝土管桩基础技术规程》(DBJ/T1S-22-98)。黑龙江省于2003年将管桩工程纳入黑龙江省建筑安装工程施工技术操作规程《建筑地基基础工程DB23/T715-2003》^【2】。建设部自1993年起，己将高强度预应力混凝土管桩列入重点推广项目。1998年全国约生产预应力混凝土管桩2000万米，其中广东省占70%我国现己研制成功φ1000mm×30m预应力高强混凝土管桩(上海三航局预制厂)，掺电厂粉煤灰和磨细石英砂应用;φ200mm×28m大型滚焊机(南京水泥制品机械厂研制)及静压桩机的推广应用等;浙江省推广应用薄壁PC管桩已有十多年历史，并有地方法规，独具一格。根据行业的发展，1998年还对国标GB13476-92进行了修订，现修订后的GB13476-1999在1999年开始实施。预应力高强混凝土管桩相对于其他桩型来说，预应力管桩算得上是一种新型桩，它的发展史不过区区几十年的时间，但是由于其桩体承载力高、成桩速度快、经济效益好等优点，受到建设单位、设计单位及施工企业的 一致认可，从而在全国大部分地区得到了快速的应用普及。

2. 研究内容和预期目标

在之前的建筑史上，混凝土结构的质量控制中主要以强度、坍落度作为主要控制指标。近年来，混凝土的弹性模量引起了日益广泛的重视，其在计算钢筋混凝土的变形，裂缝扩展和大体积混凝土的温度应力等方面是必不可少的指标^【1】。蒸养制度是影响预应力高强管桩混凝土弹性模量的重要因素，适当后期养护可提高混凝土的弹性模量，免压蒸养护混凝土的弹性模量大于高压蒸养混凝土。因此研究蒸养制度对其弹性模量的影响是一个必要的过程。

在PHC管桩生产过程中，大多厂家均会采用二级蒸养制度既养护常压蒸汽养护和高压蒸汽养护。在高温高压的饱和蒸汽中，水热作用会促进水泥的水化反应，并可以使混凝土结构里最薄弱的集料-水泥界面得到很大的改善，同时也能改善混凝土的弹性模量，以便提高混凝土早期力学性能。不同的蒸养制度会对混凝土的水化产物产生不同的影响，本课题通过测定经过不同蒸养制度下的混凝土的抗压强度、轴心抗压强度、动态弹性模量和静态弹性模量，对试验数据结果进行系统的对比分析，研究不同蒸养制度对PHC管桩混凝土的弹性模量的影响规律，同时探索管桩在蒸汽养护拆模和高压蒸汽养护后温度降温时的强度变化规律，为PHC的设计、制备与应用及优化提供了理论依据和技术支持。

3. 研究的方法与步骤

试验方法：

（1）每组试验开始前先将所需要的30l原材料称好，并用油刷好模具。

（2）把称取好的各种材料放入45l的混凝土搅拌机进行搅拌，然后将搅拌好的混凝土进行装模，成型两组试块，一组6个试块。

4. 参考文献

参考文献：

[1] 杨成学，杨文礼，杨露.现场测试混凝土弹性模量[J].四川理工学院学报:自然科学版，2010，23（5）:504-507.[2] 黑龙江省建筑安装工程施工技术操作规程《建筑地基基础工程DB23[T]15-2003》[3] 姜璐. 界面结构特性及混凝土弹性模量预测 [D]. 浙江工业大学，2005,4.[4] 刘冰峰. C50自密实混凝土的配制及粗骨料对其弹性模量的影响研究[D]. 中南大学，2007,5.[5] 刘宏伟. 混凝土早龄期弹性模量无损检测初探 [D]. 河海大学，2006,5.[6] 陈波. 基于温度_应力试验的早龄期混凝土弹性模量量测[J]. 建筑材料学报，2016,8,19(4) :785-790.[7] 李杰. 大掺量粉煤灰混凝土弹性模量试验研究[D]. 西北农林科技大学，2010,4.[8] 肖诗云. 混凝土等效弹性模量细观影响因素[J]. 沈阳建筑大学学报（自然科学版），2015,7,31(4):636-643.

5. 计划与进度安排

第一阶段（寒假期间）：2月6日～2月17日，文献检索，完成文献综述，提出初步试验方案；第二阶段（第1周）：2月20日～2月26日，提交文献综述、初步试验方案，写出开题报告；赴广东；第三阶段（第2～3周）：2月27日～3月12日，提交开题报告；带着明确目标，实习2周（适应工厂环境）；第四阶段（第4～8周）：3月13日～4月16日，论文实验研究，提交外文翻译初稿；第五阶段（第9～12周）：4月17日～5月14日，论文实验研究，提交论文初稿；第六阶段（第13～14周）：5月15日～5月28日，论文修改，提交论文终稿；第七阶段（第15周）：5月29日～6月04日，答辩报告准备（PPT形式）；第八阶段（第16周）：6月05日～6月09日，论文答辩。

（按学院统一规定的时间执行）