在寒冷地区存放使用预应力钢筒混凝土管易被忽视的问题.pdf
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1、2 0 1 3年第 1 0期 l 0月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 CHI NA CONCRETE AND CEMENT PR0DUCTS 2 01 3 No 1 0 Oc t o be r 在寒冷地区存放使用预应力钢筒混凝土管 易被忽视的问题 李金瑞 , 胡孝 民, 杨铁 占 ( 大庆油田建材公司 , 1 5 0 1 1 3 ) 摘要 : 分析 了预应 力钢 筒混凝 土管砂浆保护层 的要 求 以及砂浆 冻融破 坏的原 因, 提 出了在寒冷地 区存放使 用 预应 力钢 筒混凝土管 易被 忽视 的问题 , 并给 出了相应措施。 指 出应提 高砂浆保护层的质量 , 避 免在 冬季将管子长期处
2、于过度潮湿的地方 。 有利提 高管的使 用寿命 。 关 键词 : 寒 冷 地 区 : 预 应 力 钢 筒 混凝 土 管 : 易忽视 的 问题 Ab s t r a c t :T h e d e ma n d s o f mo r t a r c o v e r o f p r e s t r e s s e d c o n c r e t e c y l i n d e r p i p e ( P C C P)a n d t h e r e a s o n wh y T HE mo r t a r w o u l d h a p p e n t o t h e f r e e z i n g
3、t h a w d a ma g e a r e a n a l y z e d W h e n t h e P CC P i s s t o r e d a n d u s e d i n c o l d a r e a ,t h e e a s i l y n e g l e c t e d p r o b l e ms a n d t h e c o r r e s p o n d i n g me a s u r e s a r e p u t f o r wa r d F o r p r o l o n g i n g t h e s e r v i c e l i f e o f
4、t h e P CC P, i t i s v e r y i mp o rta n t t o i mp r o v e t h e q u a l i t y o f t h e mo rta r c o v e r a n d a v o i d t o p l a c e t h e P C CP i n t h e f r o z e n we t e n v i r o n me n t f o r a l o n g t i m e Ke y wo r d s : Co l d a r e a ; P r e s t r e s s e d c o n c r e t e c y
5、 l i n d e r p i p e ( P CC P) ; Ea s i l y n e g l e c t e d p r o b l e ms 中图分类号 : T U 5 2 5 文献标识码 : A 文章编号: 1 0 0 0 4 6 3 7 ( 2 0 1 3 ) 1 0 2 8 0 3 1 预应 力钢 筒混 凝土管 结构 预 应 力 钢 筒 混 凝 土 管( P r e s t r e s s e d C o n c r e t e C y l i n d e r P i p e , 以下简称 P C C P) 是 一种充分利用钢 的抗 拉 、 抗 渗 和混 凝 土抗压 及 防腐
6、 优 点 的 刚性 复合 管。P C C P制造采用钢质承 口环和插 口环并与薄钢 板 卷制 焊 接成 钢筒 ,然后 在钢 筒 内外 采 用 浇注 、 离 心或挤压方法敷上混凝土成为管芯 , 并在管芯外缠 绕高强度预应力钢丝 , 钢丝外敷砂浆保护层。钢筒 上 的承 、 插 口环用 于管 段 的联 结 , 其 插 口上 的橡胶 槽用于放置“ 0” 型橡胶圈 , 插 口进人承 口后 , 橡胶圈 的变形使管得到密封 。P C C P基本结构见 图 1 。 图 1 P C C P基本结构 砂浆保护层 、 钢丝 、 钢衬筒及混凝 土内衬 同时 为混 凝 土 管结 构贡 献强 度 , 还 各 自利 用 了
7、钢 件 与混 凝 土间 的物 理 、 化学 作 用进 行保 护 。埋 置 于 混凝 土 或砂浆中的钢件 ,能使其表面形成一个钝化层 , 使 其 免受 化学 侵蚀 , 而钢 件 良好 的抗 拉 性 能弥 补 了混 一 28一 凝土或砂浆 的抗拉不足。 2问题的提 出 2 0 0 8年, 在东 北 的 D H F输水 工 程 中 , 夏 秋 季节 运到第十安装标工地的 P C C P ,放置于T地沟槽两 侧 由施工堆积在松土岗上 ; 2 0 0 9年初春 , 吊管时 , 发 现 管底 粘有 冻土 , 最 大土 块 约在 2 mx l mx O 8 m, 在 中 春后期 吊起的管子不再粘有冻土块 ,
8、 但与地面土壤 接触的保护层砂浆却出现脱落现象 , 最大脱落面积 可达 l mx1 5 m。 3砂 浆保 护层 要求 国 内# I- H 关 标准 对 P C C P的水 泥砂浆 保护 层 提 出 了如 下要求 : 保 护 层砂 浆 的配 制应 按 1份重 量 水 泥与不超过 3份重量的细集料拌制而成。从拌合机 中取 出 的保 护层砂 浆试 样 的含 水量 不得低 于其 干料 总重 的 7 保护 层水 泥砂 浆 2 8 d龄期 的立方 体 抗 压强度 不 得低 于 4 5 MP a 【 , 水 泥砂 浆 吸水 率 全部 试 验数据的平均值 不应超过 9 ,单 个值不应 超过 1 1 t - 3
9、 1 。 保护层坚固性要求 : 在砂浆保护层养护后 , 管子 发运 前 应采 用 锤头 重量 不 大于 0 5 k g的小 锤 轻轻 敲击来检验覆盖在预应力钢丝上 的砂浆保护层是 否存 在分层 和空 鼓 。 管子 堆放要 求 :相 关标 准仅 对堆放 层次 做 了说 明H - 2 ,5 1 李金瑞 , 胡孝民, 杨铁占在寒冷地区存放使用预应力钢筒混凝土管易被忽视的问题 4寒冷 地 区气候 本 文寒 冷 地 区是 指我 国东北 地 区 ,该 地 区年 温 差大大高于同纬各地 。冬季寒冷而漫长 , 一般长达 半年 以上 ,最 北 部 可 达 8个 月 , 1月 平 均最 低 气 温 在一 2 O
10、以下 , 极端最低温 达到一 5 2 3 o C; 夏季温 暖 、 湿润而短促 ; 降水不十分 丰富 , 大部分地 区的年 降 水 量 为 4 0 0 7 0 0 mm, 东 部 降 水 集 中在 5 - 9月 , 西 部 则集 中在 6 8月 , 7 0 8 0 的降水集 中在 6 7月 。 但特殊年份 的 1 0 1 2月份也有较多降雨 ,如 2 0 1 2 年冬 季 和 2 0 1 3年 春 黑 龙 江 出现 内涝 , 2 0 1 3年 4月 份 地 里 还 有 深 深 积 雪 。 日照 时 数 东 部 在 2 2 0 0 2 4 0 0 h , 西部在 2 6 0 0 3 3 0 0
11、h , 无 霜期较短, 一 般只有 1 2 0 d左 右 。 辽 宁 极端 最 低 温达 到 一 3 0 以下 , 冬 春 昼夜 温差 3 0 以上 , 尤其是秋未冬初 和冬未春初 , 白天气温可 高达 l 0 以上 , 夜 间温度 在一 2 0 左 右 : 辽 宁地 区冻 土深 度在 1 5 2 m 哈 尔滨 北部 地 区要超 过 2 m。 5混凝 土 冻融破 坏 的原 因 5 1 冻 融破 坏理 论及 破坏 过程 混 凝 土 的冻 融 破 坏 是 一 个 极 其 复 杂 的物 理 变 化过程, 而且受许多因素的影响 。 如: 混凝土中孔隙 的 充 水 程 度 、 水 灰 比 、 水 泥 品
12、种 及 集 料 质 量 、 含 气 量 、环境温度 以及反复冻融的次数等。 因此, 对于 混凝土冻融破坏的机理难以得出一致性的定论 。目 前 主要 有 以 下代 表 性 理论 : 冰 的分 离 层 理论 、 充水 系 数 理论 、 渗 透 压 理 论 、 水 压 力 理 论 、 孔 结构 理 论 、 极 限充水 程度 理论 。上 述几 种理 论从 不 同角度 阐述 了混 凝 土冻 融破 坏 的机 理,一般 可 以认 为混 凝 土 的 冻融 破 坏是 一 个 由表 及 里, 先 大孔 后 小孔 的物 理变 化过程。由于水结成冰产生体积膨胀, 在混凝土 中形 成 内压力 。当这种 内压 力超 过混
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