预应力高强混凝土管桩(prestressed high-strength concrete pipe pile,简称PHC管桩)是现阶段最常用于建筑基础的混凝土构件。其具有高强度、高密实性、高承载力等优点,被广泛地应用于工业与民用建筑、公路与铁路交通、港口与码头等各类工程建设。目前的PHC管桩生产主要采用先常压蒸汽养护后高压蒸汽养护的两段式养护工艺(也称蒸压管桩),能耗高、碳排量大,难以达到节能环保的要求。管桩在施工过程中桩身混凝土难以避免会产生裂缝,因此即使管桩混凝土的抗侵蚀性能达标,仍然无法避免有害离子沿裂缝侵蚀管桩中的钢筋。因此,带微裂纹的管桩在强腐蚀地区能否应用的问题,值得深入研究。针对这些问题,本文开展了采用聚羧酸减水剂的免蒸压PHC管桩研究,对免蒸压PHC管桩混凝土的养护制度和配合比同时进行了优化设计,研究了免蒸压管桩的生产工艺,并采用本文所述的免蒸压技术制成了符合要求的PHC管桩成品。此外,设计了管桩混凝土自愈合性能的试验方法,分别从实验和理论分析系统研究了蒸压和免蒸压管桩混凝土开裂后的自愈合性能。本研究进行的主要工作和取得的主要成果如下:(1)研究了养护制度各阶段的时间分配对免蒸压PHC管桩混凝土抗压强度的影响。结果认为在保证静停时间充足的情况下,恒温时间与抗压强度呈正相关;静停不充分就直接进行高温恒温,混凝土的强度会大幅下降。并优选出了养护总时长分别为12小时和8小时情况下的最佳养护制度。(2)系统研究了多种矿物掺合料及掺合料组合对于免蒸压PHC管桩混凝土工作性能、抗压强度的影响规律,优选了出了强度达到要求,工作性能满足管桩生产需要的混凝土配比,其胶凝材料中矿物掺合料用量到达45%。(3)制定了一套针对管桩混凝土自愈合性能的试验方法,并检测了蒸压和免蒸压管桩混凝土的自愈合性能和自愈合速度。结果表明,传统蒸压管桩混凝土不具有自愈合性能,免蒸压管桩混凝土具有自愈合性能;裂缝产生的龄期是影响免蒸压管桩混凝土自愈合性能的重要因素;随着龄期的增长,自愈合速度减慢;裂缝产生后0~7d时间段是裂缝愈合的主要时段。(4)分别对蒸压和免蒸压管桩混凝土试件耐久性进行了对比研究,探明了养护制度和胶凝体系组成对管桩混凝土耐久性的影响规律:高温高压下的蒸养使得混凝土水化产物完全,结构空隙率大,导致蒸压管桩混凝土耐久性不良。采用免蒸压养护制度制备的混凝土结构致密耐久性良好:6h电通量在100C以下,抗硫酸盐侵蚀等级在KS300以上,抗冻等级在F400以上。(5)进行了免蒸压管桩的试生产,根据生产结果调整出适合生产的免蒸压管桩混凝土配合比和生产工艺参数。结果表明,本研究生产免蒸压PHC管桩产品外观质量良好,满足C80PHC管桩性能要求。考虑到免蒸压PHC管桩混凝土的耐久性好,且具有一定的自愈能力,能有效修复施工所产生的裂纹,因此其能用于腐蚀地区。