Study on the Size Effect of PCCP Protective Layer Mortar and the Influence of Admixtures

Luo Weibang; Ma Xiaoyu; Lu Yuncai; Zhou Lina

doi:10.13568/j.cnki.651094.651316.2025.08.09.0002

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Study on the Size Effect of PCCP Protective Layer Mortar and the Influence of Admixtures

Smart Engineering and Advanced Manufacturing Topic | 更新时间：2026-02-07

- Study on the Size Effect of PCCP Protective Layer Mortar and the Influence of Admixtures
- Journal of Xinjiang University(Natural Science Edition in Chinese and English) Vol. 43, Issue 1, Pages: 82-92(2026)
- 作者机构：
  
  1.新疆水利水电勘测设计研究院有限责任公司，新疆乌鲁木齐 830047
  2.新疆大学建筑工程学院，新疆乌鲁木齐830017
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13568/j.cnki.651094.651316.2025.08.09.0002
  CLC： TV432
- Received：09 August 2025，
  
  Revised：2025-12-23，
  
  Accepted：28 December 2025，
  
  Published：25 January 2026
- 稿件说明：
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罗纬邦，马小宇，陆云才，周丽娜．PCCP保护层砂浆尺寸效应及掺合料影响研究［J］．新疆大学学报（自然科学版中英文），2026，43（1）：82-92．

Luo Weibang，Ma Xiaoyu，Lu Yuncai，Zhou Lina. Study on the Size Effect of PCCP Protective Layer Mortar and the Influence of Admixtures[J]. Journal of Xinjiang University(Natural Science Edition in Chinese and English)，2026，43(1)：82-92.
罗纬邦，马小宇，陆云才，周丽娜．PCCP保护层砂浆尺寸效应及掺合料影响研究［J］．新疆大学学报（自然科学版中英文），2026，43（1）：82-92． DOI： 10.13568/j.cnki.651094.651316.2025.08.09.0002.

Luo Weibang，Ma Xiaoyu，Lu Yuncai，Zhou Lina. Study on the Size Effect of PCCP Protective Layer Mortar and the Influence of Admixtures[J]. Journal of Xinjiang University(Natural Science Edition in Chinese and English)，2026，43(1)：82-92. DOI： 10.13568/j.cnki.651094.651316.2025.08.09.0002.

摘要

预应力钢筒混凝土管（Prestressed Concrete Cylinder Pipe， PCCP）保护层砂浆的厚度通常仅为25 mm，但实验室标准砂浆试件尺寸为70.7 mm或40 mm，为在试验结果与构件真实性能之间建立有效关联，系统探究尺寸效应的影响至关重要．针对上述问题，本文通过改变粉煤灰（Fly Ash， FA）和纳米二氧化硅（Nano Silica， NS）掺量，制作70.7 mm、40 mm及25 mm 3种尺寸的立方体试件，探究掺合料对PCCP保护层砂浆性能的影响，并揭示其强度随试件尺寸变化的规律．主要结论如下：首先，确定了FA（20%）与NS（3%）的最优复掺配比，其28 d力学性能与尺寸稳定性均最优．其次，砂浆强度表现出清晰的尺寸效应，即试件尺寸从70.7 mm减小至40 mm时强度升高，进一步减小至25 mm时则降低．最终，所建立的尺寸换算方程表明，换算系数随掺量呈先升后降趋势，且具有掺量依赖性，这为精确预测PCCP薄层砂浆的真实性能提供了理论依据．

Abstract

The thickness of the protective layer mortar for prestressed concrete cylinder pipe (PCCP) is usually only 25 mm

whereas the laboratory standard mortar specimen sizes are 70.7 mm or 40 mm. To establish an effective correlation between experimental results and the actual performance of components

it is crucial to systematically investigate the influence of size effects. To address this issue

this study produces cubic specimens of three sizes

70.7 mm

40 mm

and 25 mm

by varying the contents of fly ash (FA) and nano silica (NS)

in order to explore the impact of these supplementary materials on the performance of PCCP protective layer mortar and to reveal the regularity of strength variation with specimen size. The main conclusions are as follows: Firstly

the optimal combined dosage of FA (20%) and NS (3%) is determined

which shows the best 28-day mechanical performance and dimensional stability. Secondly

the mortar strength exhibits a clear size effect: as the specimen size decreases from 70.7 mm to 40 mm

the strength increases

but further reduction to 25 mm led to a decrease in strength. Finally

the established size conversion equation indicates that the conversion coefficient first increases and then decreases with the admixture content and is dependent on the dosage. This provides a theoretical basis for accurately predicting the actual performance of thin-layer PCCP mortar.

关键词

Keywords

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