CN101602587B - 高耐久性管桩混凝土的制备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种建筑材料及其制备工艺，即高耐久性管桩混凝土的制备。各物料质量比为，胶凝材料1～1.2份，细集料1.4～1.8份，粗集料2.5～3.5份，高效减水剂0.01～0.02份，水0.23～0.28。胶凝材料由水泥，矿粉，粉煤灰，硅砂粉组成，其质量比为，水泥0.8～1.2份，矿粉0.1～0.2份，粉煤灰0.1～0.2份，硅砂粉0.2～0.3份。细集料是特细砂和中砂的复配，其质量组成为细度模数0.7～1.0的特细砂0.5～1份，细度模数2.4～2.6的中砂2～3份。制备采用二次搅拌工艺，先投入胶凝材料、细集料和高效减水剂，加入拌合水总量的70～80％，搅拌20～25s，随后，加入粗集料和余下的20～30％拌合水，搅拌均匀即可出料。采用本发明制备的管桩混凝土具有高强度，高弹性模量，良好的延性，高抗渗性，高抗冲击性，高耐久性，适用于对耐久性有较高要求的管桩，如在侵蚀环境中使用的管桩。
Description
技术领域：
本发明属建筑材料类，适用于制备高耐久性混凝土管桩。
背景技术：
自上世纪90年代中期开始，预应力混凝土管桩在我国珠江三角洲、长江三角洲得到了迅速发展。随着现代化混凝土技术的进步，包括管桩在内的混凝土制品工艺水平得到大幅度提高，在管桩混凝土的生产、管桩的制备、应用技术、相关生产设备方面，形成了一系列拥有自主知识产权的原创技术。2006年全国管桩产量约为2.5亿米，与上世纪80年代相比，增长近百倍，品种和规格不断增加，应用市场也从东南沿海向内地拓展，成为世界上生产、应用管桩最多的国家。
混凝土制品耐久性问题一直是学术界和工程界关注的主要问题之一，在1991年召开的第二届混凝土耐久性国际会议上，在混凝土材料和构件破坏的原因中，侵蚀环境中的物理化学作用排在第三位。我国经济发达、人口密度大、城市化进程迅速的沿海地区，包括辽宁沿海地区、天津、浙江等地的土壤属于滨海盐土，对水泥混凝土制品具有强腐蚀作用。滨海盐土PH值通常在7.5～8.5左右，土壤中SO4 2-含量最高达土壤重量的0.28％，同时还含有大量的碳酸盐和镁盐等强腐蚀介质。基础是决定建筑物服役寿命的主要因素之一，按照国际上公认的“5倍定律”，耐久性不足的建筑物，其运营期间的维修费用将是5倍的建设费用，因此，提高管桩混凝土的耐久性具有重要的工程应用价值和良好的社会效益。
发明内容：
本发明解决的技术问题是从原材料的组分设计和制备工艺两个层面出发，制备高耐久性管桩混凝土，为提高管桩耐久性提供材料上的保证。
本发明依据的技术原理是紧密堆积原理，利用矿物掺合料火山灰增强效应和不同矿物外加剂复合效应、不同尺寸组分的填充效应，大幅度减少混凝土材料内部缺陷，赋予管桩混凝土高强度，高弹性模量，良好的延性，高抗渗性，高抗冲击性，高耐久性。
本发明涉及一种建筑材料的制备，即高耐久性管桩混凝土的制备。各物料质量比是，胶凝材料1～1.2份，细集料1.4～1.8份，粗集料2.5～3.5份，高效减水剂0.01～0.02份，水0.23～0.28。胶凝材料由水泥，矿粉，粉煤灰，硅砂粉组成，其质量组成为，水泥0.8～1.2份，矿粉0.1～0.2份，粉煤灰0.1～0.2份，硅砂粉0.2～0.3份。水泥为强度等级不低于42.5的普通硅酸盐水泥。细集料是特细砂和中砂的复配，其质量组成为细度模数0.7～1.0的特细砂0.5～1份，细度模数2.4～2.6的中砂2～3份。
混凝土的制备采用二次搅拌工艺，先投入胶凝材料、细集料和高效减水剂，加入拌合水总量的70～80％，搅拌20～25s，随后，加入粗集料和余下的20～30％拌合水，搅拌均匀即可出料。
本发明具有3个特点：①高强度，高弹性模量，高抗冲击性。胶凝材料、细集料，粗集料，特别是细度模数0.7～1.0的特细砂的掺入，在物料尺寸上起到胶凝材料与细度模数2.4～2.6的中砂间的桥接作用，使得所有物料在整体上形成连续级配的统一体，从而实现材料致密化。矿物外加剂的复合效应和硅砂粉参与化学反应都能有效提高混凝土的物理力学性能。②良好的延性，高抗渗性，高耐久性。胶凝材料组成中的矿物外加剂和硅砂粉的掺入，其复合效应能有效减少混凝土的内部缺陷，如改善孔结构特征，减小孔隙率，减少有害孔的量；改善各物料界面过渡区性能，减小界面过渡区尺寸，降低界面过渡区中羟钙石定向分布；二次搅拌工艺能有效改善粗集料与水泥石间界面过渡区的不匀质性。③环保节能。本发明充分利用其他工业废弃物，减少水泥用量，从而减少水泥工业对能源、资源的消耗和减少CO2的排放量，有利于建材行业的可持续发展。
本发明适用于制备对耐久性有较高要求的管桩，如在侵蚀环境中使用的管桩。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明进行进一步说明：
实施例1：胶凝材料1份，细集料1.7份，粗集料2.5份，高效减水剂0.015份，水0.28份。
胶凝材料中P.O42.5水泥1份，矿粉0.1份，粉煤灰0.1份，硅砂粉0.3份。
细集料由细度模数0.7的特细砂1份，细度模数2.6的中砂3份。
实施例2：胶凝材料1.2份，细集料1.4份，粗集料3.5份，高效减水剂0.02份，水0.23份。
胶凝材料中P.O52.5水泥1.2份，矿粉0.2份，粉煤灰0.2份，硅砂粉0.3份。
细集料由细度模数1.0的特细砂1份，细度模数2.6的中砂3份。
实施例3：胶凝材料1份，细集料1.6份，粗集料3.0份，高效减水剂0.01份，水0.28份。
胶凝材料中P.O52.5水泥0.8份，矿粉0.2份，粉煤灰0.1份，硅砂粉0.3份。
细集料由细度模数0.8的特细砂0.8份，细度模数2.4的中砂2.6份。
经检测满足要求的各原材料精确计量，先投入胶凝材料、细集料和高效减水剂，加入拌合水总量的70～80％，搅拌20～25s，随后，加入粗集料和余下的20％～30％拌合水，搅拌均匀即可出料。
Claims (1)
1.一种高耐久性管桩混凝土的制备方法，其特征在于，所述混凝土由以下各物料组成，其质量比为，胶凝材料1～1.2份，细集料1.4～1.8份，粗集料2.5～3.5份，高效减水剂0.01～0.02份，水0.23～0.28份；所述胶凝材料由水泥，矿粉，粉煤灰，硅砂粉组成，其质量组成为，水泥0.8～1.2份，矿粉0.1～0.2份，粉煤灰0.1～0.2份，硅砂粉0.2～0.3份；水泥为强度等级不低于42.5的普通硅酸盐水泥，矿粉、粉煤灰和硅砂粉比表面积400～500m2/kg，硅砂粉含水率低于1.0％，SiO2含量不低于90％；所述细集料是特细砂和中砂的复配，其质量组成为细度模数0.7～1.0的特细砂0.5～1份，细度模数2.4～2.6的中砂2～3份；所述混凝土的制备方法采用二次搅拌工艺进行制备，具体为：原材料检测，计量，先投入胶凝材料、细集料和高效减水剂，加入拌合水总量的70～80％，搅拌20～25s，随后，加入粗集料和余下的20％～30％拌合水，搅拌均匀即可出料。
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