一、定义与核心原理

自应力混凝土管是通过膨胀水泥或化学添加剂在硬化过程中产生自膨胀应力，补偿收缩并增强抗裂能力的特种混凝土管，其核心原理为利用材料内部膨胀力抵消外部荷载引起的拉应力。

相较于传统预应力管，其无需外部张拉工艺即可实现应力自平衡。

二、材料与结构特性

‌材料组成‌

‌基材‌：需采用C50及以上强度等级的混凝土，膨胀剂掺量6-12%（如UEA或CSA膨胀剂）。

‌增强材料‌：结合高强度碳素钢（如Q345B）或无缝钢管（壁厚≥8mm）作为骨架，形成复合抗压结构。

‌力学性能‌

‌抗弯承载力‌：自应力钢管混凝土管的抗弯强度较普通钢管混凝土提高15-20%，经验公式为 M_u = 1.05f_{ck}D^2t + 0.95f_yA_sdM

u=1.05f ckD2t+0.95f yA sd（D为管径，t为壁厚）。

‌抗剪切能力‌：抗剪强度≥8MPa，能有效抵抗地基不均匀沉降引起的剪切破坏。

三、应用场景与优势

应用领域 技术优势 典型场景

市政排水 抗渗等级≥P8，适应复杂地下水环境 雨污水主干管、顶管工程

工业管道 耐化学腐蚀（pH 2-12） 化工厂酸碱废液输送

电力管廊 抗压强度≥60MPa，适应覆土荷载 电缆套管、综合管廊

四、施工与质量控制

‌施工要求‌

‌浇筑工艺‌：采用自密实混凝土（坍落度≥220mm），浇筑时需分层振捣，单次浇筑高度≤1.5m。

‌养护条件‌：蒸汽养护温度（60±5）℃，相对湿度≥90%，持续48小时以上以充分激发膨胀应力。

检测指标‌

应力监测：通过光纤传感器实时监测管体应力分布，偏差应＜设计值的10%。

‌抗渗验证‌：施加0.8MPa水压30分钟，管壁渗水面积≤总表面积的0.01%。

五、关键技术问题与改进

问题类型 成因分析 改进方案

管体脱粘裂缝 膨胀剂分布不均或养护湿度不足 优化骨料级配（5-20mm连续级配）并添加0.1%聚丙烯纤维增韧

应力松弛 环境温湿度波动导致膨胀应力衰减 采用双层PE膜包裹养护，并掺入3%硅灰提升长期稳定性

接口渗漏 承插口密封胶带贴合不密实 采用预压式橡胶圈（邵氏硬度65±5）并辅以环氧树脂灌缝

六、标准与验收

‌执行规范‌：GB/T 19685-2025《自应力混凝土管技术规程》。

‌验收重点‌：管体无贯穿裂纹（裂缝宽度≤0.1mm）、端面平整度误差≤2mm、荷载试验下挠度值≤L/1500（L为管长）