CN102059740A - 一种预应力高强混凝土管桩(phc)的制备方法 - Google Patents

一种预应力高强混凝土管桩(phc)的制备方法 Download PDF

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李谊华
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Abstract

本发明是一种预应力高强混凝土管桩(PHC)的制备方法。将全球状超细粉煤灰8～22％的重量比例掺入78～92％重量比例的42.5级以上的高标号硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥混合得胶凝材料；将胶凝材料与砂、碎石、奈系或者羧酸类高效减水剂、水一起在强制搅拌机里充分搅拌180～240秒得混合料，然后将混合料喂入已放置预应力钢筋的管桩钢模的下半模中，合上管桩钢模上半模后张拉预应力钢筋，将此钢模放置在离心机上进行离心作业，然后进行70～90℃、4～5小时常压蒸汽养护，冷却脱模后再静养1～3天，可获得抗压强度超过C80的高强度预应力混凝土管桩。混凝土的密实度极大提高，耐久性改善，混凝土的早期和后期抗压强度大幅度提高。

Description

一种预应力高强混凝土管桩(PHC)的制备方法
技术领域
本发明涉及混凝土制品技术领域，具体地说是一种预应力高强混凝土管桩(PHC)的制备方法。
背景技术
现有的先张法预应力高强混凝土管桩(简称PHC管桩)的混凝土配制用水量相对较大，因而混凝土管桩的强度难以大幅度提高，若需获得C80或以上强度，皆采用二次高压蒸汽养护的工艺，这将造成生产工艺流程加长，生产成本增加，能耗增加，二氧化碳排放加大的后果。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种预应力高强混凝土管桩(PHC)的制备方法。
本发明的技术方案为：将全球状超细粉煤灰用于先张法预应力混凝土管桩(PHC)的混凝土配制。具体方法是如下：
1)先制备胶凝材料：将全球状超细粉煤灰8～22％的重量比例掺入78～92％重量比例的42.5级以上的高标号硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥混合得胶凝材料；
2)生产预应力高强混凝土管桩：将胶凝材料与砂、碎石、奈系或者羧酸类高效减水剂、水一起在强制搅拌机里充分搅拌180～240秒得混合料，然后将混合料喂入已放置预应力钢筋的管桩钢模的下半模中，合上管桩钢模上半模后张拉预应力钢筋，将此钢模放置在离心机上进行离心作业，然后进行70～90℃、4～5小时常压蒸汽养护，冷却脱模后再静养1～3天，可获得抗压强度超过C80的高强度预应力混凝土管桩。
以上所述的全球状超细粉煤灰，90％的粒径在10微米以下，其平均粒径在1.5～2.5微米。扫描电镜下呈现完美的球形非晶态玻璃体，有极强的填充、减水功能。其化学成分大致如下：
化学成分明显表明其是一种活性火山灰物质。由于其粒径小及本身的火山灰特性，使其具有良好的活性。经测试，该超细粉煤灰的需水量比为85％左右，远低于I级粉煤灰，取代量不大于15％时，活性系数均大于100％，该材料是由燃煤锅炉生成并经分选获得。
本发明由于加入全球状超细粉煤灰，使管桩混凝土的用水量大幅度降低，该新型材料既作为活性掺合料又兼具矿化物减水剂的功能。该材料与化学减水剂(奈系或羧酸类等)复合作用，将使管桩混凝土的用水量降至100kg/立方米以下。由于水胶比大幅度降低，同时由于该材料的微填充作用，混凝土的密实度极大提高，耐久性改善，抗压强度和柔韧性大幅度提高。仅常压蒸养脱模后混凝土抗压强度可达80Mpa以上。可省去高能耗、高成本的高压蒸养工序，缩短了养护时间，节省了能源，减少了二氧化碳的排放，提高了产品质量和生产效率，同样使产品达到或超过PHC管桩的国家要求。
具体实施方式
本发明使用的材料是一种全球状超细粉煤灰(由深圳市同成新材料科技公司生产)，90％的粒径在10微米以下，其平均粒径在1.5～2.5微米之间。扫描电镜下呈现完美的球形非晶态玻璃体，有极强的填充、减水功能。其化学成分大致如下：
Figure BSA00000344489300021
实施例1：
1)先制备胶凝材料：将上述的全球状超细粉煤灰20％的重量比例掺入80％重量比例的42.5级以上的高标号硅酸盐水泥(或普通硅酸盐水泥)混合得胶凝材料。
2)生产外径400mm壁厚90mm的AB型预应力高强混凝土管桩：将胶凝材料410公斤(按每立方米计)与砂780公斤、碎石1270公斤、市面上通用的奈系或者羧酸类高效减水剂(可用含固量重量比40％的花王奈系高效减水剂)11公斤、水90公斤一起在强制搅拌机里充分搅拌240秒得混合料，然后将混合料喂入已放置预应力钢筋的管桩钢模的下半模中，合上管桩钢模上半模后张拉预应力钢筋，将此钢模放置在离心机上进行离心作业，然后进行70-90℃、4小时常压蒸汽养护，冷却脱模强度达到88Mpa，后再静养3天，可获得抗压强度超过C80的高强度预应力混凝土管桩。
实施例2：
1)先制备胶凝材料：将上述的全球状超细粉煤灰22％的重量比例掺入78％重量比例的42.5级以上的高标号硅酸盐水泥(或普通硅酸盐水泥)混合得胶凝材料。
2)生产外径400mm壁厚90mm的AB型预应力高强混凝土管桩：将胶凝材料410公斤(按每立方米计)与砂790公斤、碎石1300公斤、市面上通用的奈系或者羧酸类高效减水剂(可用含固量重量比40％的花王奈系高效减水剂)10公斤、水91公斤一起在强制搅拌机里充分搅拌200秒得混合料，然后将混合料喂入已放置预应力钢筋的管桩钢模的下半模中，合上管桩钢模上半模后张拉预应力钢筋，将此钢模放置在离心机上进行离心作业，然后进行70-90℃、4.5小时常压蒸汽养护，冷却脱模强度达到92Mpa，后再静养2天，可获得抗压强度超过C80的高强度预应力混凝土管桩。
实施例3：
1)先制备胶凝材料：将上述的全球状超细粉煤灰8％的重量比例掺入92％重量比例的42.5级以上的高标号硅酸盐水泥(或普通硅酸盐水泥)混合得胶凝材料。
2)生产外径400mm壁厚90mm的AB型预应力高强混凝土管桩：将胶凝材料410公斤(按每立方米计)与砂780公斤、碎石1270公斤、市面上通用的奈系或者羧酸类高效减水剂(可用含固量重量比40％的花王奈系高效减水剂)11公斤、水93公斤一起在强制搅拌机里充分搅拌180秒得混合料，然后将混合料喂入已放置预应力钢筋的管桩钢模的下半模中，合上管桩钢模上半模后张拉预应力钢筋，将此钢模放置在离心机上进行离心作业，然后进行70-90℃、5小时常压蒸汽养护，冷却脱模强度达到82Mpa，后再静养1天，可获得抗压强度超过C80的高强度预应力混凝土管桩。
经测试，上述实施例的免去高压蒸养的新工艺生产的管桩，混凝土的抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度及混凝土静力受压弹性模量等测试结果达到国标要求，部分测试结果超过国家标准。免去高压蒸养后，使PHC管桩的脆性降低、韧性大大提高。

Claims (2)

1.一种预应力高强混凝土管桩(PHC)的制备方法，其特征在于按以下步骤制备：
1)先制备胶凝材料：将全球状超细粉煤灰8～22％的重量比例掺入78～92％重量比例的42.5级以上的高标号硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥混合得胶凝材料；
2)生产预应力高强混凝土管桩：将胶凝材料与砂、碎石、奈系或者羧酸类高效减水剂、水一起在强制搅拌机里充分搅拌180～240秒得混合料，然后将混合料喂入已放置预应力钢筋的管桩钢模的下半模中，合上管桩钢模上半模后张拉预应力钢筋，将此钢模放置在离心机上进行离心作业，然后进行70～90℃、4～5小时常压蒸汽养护，冷却脱模后再静养1～3天，可获得抗压强度超过C80的高强度预应力混凝土管桩。
2.根据权利要求1所述的预应力高强混凝土管桩(PHC)的制备方法，其特征在于：所述的全球状超细粉煤灰90％的粒径在10微米以下，其平均粒径为1.5～2.5微米，扫描电镜下呈球形非晶态玻璃体。
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