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钢管混凝土是将混凝土灌入钢管内而形成的一种组合结构。它具有优良的性能，现已成为大跨度桥梁中有竞争力的桥型。本课题以正在建设中的国家重点工程沪蓉西高速公路支井河特大钢管混凝土拱桥为背景。该桥梁全长543．37米，主桥为上承式430m钢管混凝土拱桥，大桥主拱圈计算跨径430m，为目前世界上同类型桥跨度第一、施工难度第一的特大钢管混凝土拱桥。结合当前在钢管混凝土材料设计和施工方面存在的问题，开展了大跨径超缓凝自应力高强钢管混凝土的研制及灌注仿真研究，为钢管混凝土的材料设计与施工提供了重要依据和理论指导。
本文进行的主要工作和取得的重要成果有：
针对当前钢管混凝土中所用减水剂在引气量、减水率、保坍性不能满足工程要求等问题，以及支井河特大桥钢管混凝土对混凝土凝结时间超长的要求，采用改性剂A和改性剂B对现有LK聚羧酸减水剂进行改性，研制出了引气量小、减水率高、保坍性好、缓凝时间超过20h的聚羧酸超缓凝高性能减水剂LKS。LKS的适宜配比为LK：A：B-88：6：6，可以根据工程的需求通过调节LKS掺量来满足不同缓凝时间的要求。系统研究了LKS对水泥的凝结时间、水化热、流变性能、ζ-电位、强度以及钢筋锈蚀的影响。结果表明，LKS能有效调控水泥的水化过程，与水泥的适应性良好，不会对水泥性能产生负面影响；通过XRD、SEM等微观研究方法，阐明了LKS的缓凝作用机理。
依据钢管混凝土对膨胀性能要求，提出了利用MgO的延迟膨胀性能来作为钢管混凝土的膨胀源。系统研究了适用于钢管混凝土的MgO膨胀剂的制备技术，探讨了煅烧制度和细度控制对MgO膨胀剂的水化及膨胀性能的影响，确定了MgO膨胀剂的制备技术参数：煅烧温度1000℃，保温时间1h，细度控制在45μm
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