CN102179875B - 免压蒸phc管桩及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种免压蒸PHC管桩，由水泥、矿粉、黄砂、碎石、减水剂、水组成，与现有技术不同的是所述成分配比为，水泥340~420kg、矿粉100~160kg、黄砂700~900kg、碎石1030~1260kg、减水剂2.0kg~6.0kg、水60~130kg，所述碎石粒径为5~25mm。同时提供了此管桩的生产工艺条件和参数，从而保证管桩在不进行高压蒸养的条件下，仍然能够符合国家规范的要求。保证3-5天砼强度达到80MPa，28天强度大于砼设计强度。满足按数理统计方法评定要求的Rn≥1.15R。以及在沉桩锤击数大于2000击时仍不出现桩身开裂、桩顶破损等问题。

Description

免压蒸PHC管桩及其生产工艺

技术领域

本发明涉及一种混凝土制品及其生产工艺，特别是涉及高强度砼管桩及其生产工艺。

背景技术

PHC管桩因其具有较好的力学性能、成桩周期短价格低而得到广泛的应用，在陆上工程中已全面取代方桩，在水上工程中的应用越来越广泛、正在逐步取代方桩。随着水运工程建设的高速发展，PHC桩的需求量逐年增加，同时业主与设计单位也对管桩的性能和质量提出了更高的要求。目前国内PHC管桩在应用上存在两种状况：1）用户普遍认为PHC管桩必须经过高压蒸养，质量才有保障；2）传统的出厂合格证上砼强度均以出釜强度表示。但是高压蒸养存在两个问题：1）PHC管桩出釜时温度很高，若不经过有效的降温处理，则温差足以使桩身砼产生裂缝；2）高压蒸养会导致混凝土脆性增大。3）高压蒸养需要比较高的生产投入。因此，提供一种能够广泛运用的PHC管桩生产工艺，使其只经过常压蒸养就能满足各项指标及相关规范的要求，成为目前业界亟待解决的问题。

发明内容

针对高压蒸养PHC管桩容易由于温差产生裂缝、混凝土高脆性及生产投入较大的问题，本发明提供了一种免压蒸PHC管桩，由水泥、矿粉、黄砂、碎石、减水剂、水组成，与现有技术不同的是所述成分配比为，水泥340~420kg、矿粉100~160kg、黄砂700~900kg、碎石1030~1260kg、减水剂2.0kg~6.0kg、水60~130kg，所述碎石粒径为5~25mm。PHC管桩的砼强度、抗锤击性能、贯入性能等都与混凝土原料本身的配比密切相关，所以发明人根据不同原材料对这些性能的影响，在现有的原材料基础上优化得到了更为合理的混凝土配比，从而保证管桩产品只在常压状态下蒸养就可以达到C80级高强桩。

作为本发明的优选条件，减水剂为聚羧酸型，由于聚羧酸系高效减水剂所配制的大流动性混凝土经时损失小，一小时基本无坍落度损失，二小时经时损失小于15%，所以优选此减水剂可以进一步改善混凝土的坍落度，保证备用混凝土的质量。

本发明还提供了生产这种免蒸养PHC管桩的工艺，包括以下步骤：

A．将权利要求1中所述的水泥提前储存3天以上，并确保使用时温度低于50℃；

B．将权利要求1中所述的水加热至40~60℃；

C．复检权利要求1中所述的各原料，搅拌140s以上，得到坍落度为70~120mm的混凝土备用；

D．在15~45℃下将混凝土入模；

E．合模张拉；

F．以100~150n/min的转速低速离心2~4min，然后分别以400~500n/min的转速和600~700n/min的转速中速离心5~8min和8~11min，最后以1000~1300n/min的转速高速离心10~15min；

G．将得到的管桩首先静置1~2小时，然后升温3小时，在60~85℃恒温条件下蒸养6~8小时，最后降温3小时以上；

H．拆去模具。

通过对混凝土原料水泥及水的预处理，以及混凝土搅拌时间的优化，从而保证了原料混凝土坍落度在70~120mm之间。在后续过程中，通过控制混凝土入模温度、离心参数以及蒸养参数的控制，优化了整个生产工艺，得到脱模强度大于75MPa的管桩，从而保证管桩在不进行高压蒸养的条件下，仍然能够符合国家规范的要求。保证3-5天砼强度达到80MPa，28天强度高于砼设计强度。满足按数理统计方法评定要求的Rn≥1.15R。同时抗裂弯矩及极限弯矩均大于标准值。保证其在沉桩锤击数大于2000击时仍不出现桩身开裂、桩顶破损等问题。

具体实施方式

实施例1

首先将水泥提前进场储存3天以上，并确保使用时温度低于50℃使用；然后将水加热至40~60℃，复检，并将矿粉、黄砂、粒径为5~25mm的碎石、聚羧酸型减水剂与处理好的水泥和水混合，搅拌140s以上，得到坍落度为70~120mm的混凝土备用；将混凝土在15~45℃下入模；合模张拉；以100~150n/min的转速低速离心2~4min，然后分别以400~500n/min的转速和600~700n/min的转速中速离心5~8min和8~11min，最后以1000~1300n/min的转速高速离心10~15min；得到初步成型的管桩；将得到的管桩首先静置1~2小时，然后升温3小时，在60~85℃恒温条件下蒸养6~8小时，最后降温3小时以上，拆去模具，得到强度大于75MPa的管桩。

为了进一步检测免蒸养工艺对管桩的影响，我们采用在同一模具中张拉，并采用相同的制桩情况，保持两个管桩的制造差别仅体现在最后的蒸养过程。其中管桩SYZ-1是经过高压蒸养的，管桩SYZ-2是未经过高压蒸养的。然后将上述两根管桩按照《混凝土结构试验方法标准》（GB50152-92）、《先张法预应力混凝土管桩》（GB3476-2009）、《先张法预应力混凝土管桩》（ZJ3H007-2007）中的规定，对管桩的抗裂弯矩值、极限弯矩值、抗裂试验及破坏试验的挠度值进行检测，并进一步对裂缝出现时间，出现位置以及裂缝的宽度进行试验检测，对比数据如下：

有上表中的数据可以看到，免蒸养PHC管桩的实测抗裂弯矩为理论抗裂弯矩的119.4%，实测极限弯矩为理论极限弯矩的135.1%。

同时根据抗裂试验及裂缝试验得到，免蒸养PHC管桩出现和破坏时跨中桡度分别为9.41mm和97.55mm，最大裂缝宽度为1.60mm。因此采用本发明所提供的技术方案后，管桩在不进行高压蒸养的条件下，仍然能够符合国家规范的要求。

之后，我们委托上海港湾工程质量检测有限公司，对免蒸养PHC管桩进行了沉桩试验，通过高应变及低应变检测，根据《港口工程桩机动力检测规程》，表明被检测桩体均达到Ⅰ类桩水平。

所以免压蒸PHC管桩虽然省去了高压蒸养工艺，但是仍能保证3~5天砼强度达到80MPa，28天强度大于砼设计强度。满足按数理统计方法评定要求的Rn≥1.15R。同时抗裂弯矩及极限弯矩均大于标准值。保证其在沉桩锤击数大于2000击时仍不出现裂缝、桩顶破损等问题。

Claims (3)

1.免压蒸PHC管桩，由水泥、矿粉、黄砂、碎石、减水剂、水组成，其特征在于：所述成分配比为，水泥340~420kg、矿粉100~160kg、黄砂700~900kg、碎石1030~1260kg、减水剂2.0kg~6.0kg、水60~130kg，所述碎石粒径为5~25mm；

并由如下步骤制备而成：

A．将上述水泥提前储存3天以上，并确保使用时温度低于50℃；

B．将上述水加热至40~60℃；

C．复检上述的各原料，搅拌140s以上，得到坍落度为70~120mm的混凝土备用；

D．在15~45℃下将混凝土入模；

E．合模张拉；

F．以100~150n/min的转速低速离心2~4min，然后分别以400~500n/min的转速和600~700n/min的转速中速离心5~8min和8~11min，最后以1000~1300n/min的转速高速离心10~15min；

G．将得到的管桩首先静置1~2小时，然后升温3小时，在60~85℃恒温条件下蒸养6~8小时，最后降温3小时以上；

H．拆去模具。

2.如权利要求1所述的免压蒸PHC管桩，其特征在于：所述减水剂为聚羧酸型减水剂。

3.一种生产如权利要求1或2所述的免压蒸PHC管桩的工艺，其特征在于包括以下步骤：

A．将权利要求1中所述的水泥提前储存3天以上，并确保使用时温度低于50℃；

B．将权利要求1中所述的水加热至40~60℃；

C．复检权利要求1中所述的各原料，搅拌140s以上，得到坍落度为70~120mm的混凝土备用；

D．在15~45℃下将混凝土入模；

E．合模张拉；

F．以100~150n/min的转速低速离心2~4min，然后分别以400~500n/min的转速和600~700n/min的转速中速离心5~8min和8~11min，最后以1000~1300n/min的转速高速离心10~15min；

G．将得到的管桩首先静置1~2小时，然后升温3小时，在60~85℃恒温条件下蒸养6~8小时，最后降温3小时以上；

H．拆去模具。