CN102180634A

CN102180634A - 一种石灰硅砂硅酸盐水泥及其在管桩生产中的使用技术方法

Info

Publication number: CN102180634A
Application number: CN 201110040086
Authority: CN
Inventors: 蒋元海
Original assignee: JIAXING COLLEGE PIPE PILE APPLIED TECHNOLOGY RESEARCH INSTITUTE
Current assignee: JIAXING COLLEGE PIPE PILE APPLIED TECHNOLOGY RESEARCH INSTITUTE
Priority date: 2011-02-12
Filing date: 2011-02-12
Publication date: 2011-09-14

Abstract

本发明提供一种石灰硅砂硅酸盐水泥及其在管桩生产中的使用技术方法。将硅酸盐水泥熟料、硅砂、生石灰、石膏等按一定比例配制并磨细加工后即为石灰硅砂硅酸盐水泥，将此水泥替代高标号的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，并采用蒸汽养护工艺生产管桩。该水泥使管桩在常压养护条件下的混凝土具有较好的早强性能，又使管桩在压蒸养护条件下混凝土的强度得到很大的提高。

Description

一种石灰硅砂硅酸盐水泥及其在管桩生产中的使用技术方法

技术领域

本发明涉及一种混凝土管桩的生产技术方法。

背景技术

现有技术中，先张法预应力混凝土管桩(简称“管桩”)包含：预应力混凝土管桩(即PC桩，混凝土设计强度为C60等级)、预应力高强混凝土管桩(即PHC桩，混凝土设计强度为C80等级)、预应力混凝土薄壁管桩(即PTC桩，混凝土设计强度为C60等级)。管桩生产所用的胶凝材料为42.5级以上的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。发明专利ZL 93101616.9、ZL95116762.6、ZL98122869.0、ZL03113121.2、ZL03112836.X、ZL03113366.5、ZL03112837.8、ZL03113220.0、ZL03113256.1、ZL03113255.3中提出了用铁铝酸盐水泥、管桩水泥、高强管桩水泥、掺磨细建筑砂、磨细矿渣、磨细钢渣、磨细硅砂等代替水泥或部分水泥生产管桩等技术方法，由于该些技术方法在生产管桩时混凝土早期强度偏低或生产比较复杂或技术不成熟，因此部分专利技术还没有得到较好的推广使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石灰硅砂硅酸盐水泥及其在管桩生产中的使用技术方法。石灰硅砂硅酸盐水泥即将硅酸盐水泥熟料(其中C₃A含量不大于10％)、硅砂(其中SiO₂含量不小于80％)、生石灰(其中CaO含量不小于80％)、石膏等按一定比例掺加后粉磨至比表面积380m²/kg～500m²/kg即可。石灰硅砂硅酸盐水泥中硅酸盐

水泥熟料、硅砂、生石灰三种成分的掺加量按质量百分比计为60％～80％∶

18％～35％∶

2％～5％，水泥中石膏的掺加量按质量百分比计为上述三种成分总量的

2％～8％，使水泥中的SO₃为1.6％～3.2％；粉磨时掺加不大于上述四组分总量的1‰的助磨剂。由于硅砂的价格很低，生石灰的价格也不高，石灰硅砂硅酸盐水泥的生产成本也较低。用本方法生产管桩时可以用生产成本较低的石灰硅砂硅酸盐水泥替代高标号的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。

本发明的技术方案是：一种石灰硅砂硅酸盐水泥及其在管桩生产中的使用技术方法，将硅酸盐水泥熟料(其中C₃A含量不大于10％)、硅砂(其中SiO₂含量不小于80％)、生石灰、石膏等按一定比例掺加后粉磨至比表面积380m²/kg～500m²/kg即表示石灰硅砂硅酸盐水泥已合成。将石灰硅砂硅酸盐水泥与砂、碎石、混凝土高效减水剂、水等一起在强制式混凝土搅拌机中搅拌，然后将混合料喂入清理干净且已放置预应力钢筋的管桩钢模的下半模中；合上管桩钢模的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；离心作业后进行常压蒸汽养护；常压蒸汽养护后进行预应力放张和管桩脱模作业；将使用过的钢模进行清理，同时将经过常压蒸汽养护后的管桩送入蒸压釜中进行高压蒸汽养护；高压蒸汽养护后管桩的混凝土强度达到规定等级时产品可以出厂。所述的特征是：用生产成本较低的石灰硅砂硅酸盐水泥替代高标号的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，并采用压蒸工艺法生产管桩。

本技术方法的原理是：水泥生产中掺加硅砂作为混合材后，水泥在水化过程中由于水泥熟料的比例下降了，引起了混凝土中的碱度降低，特别需要说明的是管桩生产采用常压蒸汽养护工艺，随着养护温度的提高，水泥水化反应速度的加快，混凝土中的碱度降低的速度比自然养护时更快；混凝土中的水化反应随着混凝土碱度的降低，水泥水化速度减慢，水化产物生成量减少，混凝土早期强度的增长速度减慢。本发明申请的石灰硅砂硅酸盐水泥在生产时掺加了生石灰，配制的管桩混凝土在搅拌时其中的磨细石灰成分快速溶解，使混凝土中的碱度得到快速的提高，同时还提高了混凝土的水化温度，由此提高了水化反应的速度，增加了水化产物的生成数量，提高了混凝土的脱模强度。脱模后的管桩在高压养护过程中，由于提高了混凝土中的Ca(OH)₂的数量，促进了在常压蒸汽养护过程中生成的水化硅酸钙等水化产物转化为强度较大的托勃莫来石晶体C₅S₆H₅的形成，提高了Ca(OH)₂与石灰硅砂硅酸盐水泥中SiO₂及砂石集料表面的SiO₂进行水热合成反应生成托勃莫来石晶体C₅S₆H₅的反应速度和数量，由此提高了管桩的蒸压混凝土强度。由于硅砂粉的易磨性差，粉磨时掺加助磨剂，可以提高粉磨效率，

本发明与现有技术相比具有以下优点：一种石灰硅砂硅酸盐水泥及其在管桩生产中的使用技术方法，用该方法不仅可以用生产成本较低的石灰硅砂硅酸盐水泥替代高标号的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，在石灰硅砂硅酸盐水泥中掺加了生石灰，生石灰在磨细至380m²/kg～500m²/kg时具有较好的早强性能，特别是在70℃～95℃的常压蒸汽养护下具有很好的胶凝性能；而且在石灰硅砂硅酸盐水泥中掺加了硅砂，使水泥中的钙和硅的比值C/S接近1，可满足最佳的水热合成条件，管桩在高温高压蒸汽养护条件下所形成的托贝莫来石的含量就高，混凝土的强度得到很大的提高，具有很好的经济效益和社会效益。

具体实施方式

一种石灰硅砂硅酸盐水泥及其在管桩生产中的使用技术方法。石灰硅砂硅酸盐水泥即将硅酸盐水泥熟料(其中C₃A含量不大于10％)、硅砂(其中SiO₂含量不小于80％)、生石灰(其中CaO含量不小于80％)、石膏等按一定比例掺加后粉磨至比表面积380m²/kg～500m²/kg即可。石灰硅砂硅酸盐水泥中硅酸盐水泥熟料、硅砂、生石灰三种成分的掺加量按质量百分比计为60％～80％∶18％～35％∶2％～5％，水泥中石膏的掺加量按质量百分比计为上述三种成分总量的2％～8％，使水泥中的SO₃为1.6％～ 3.2％；粉磨时掺加不大于上述四组分总量的1‰的助磨剂。用石灰硅砂硅酸盐水泥替代高标号的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，将硅砂硅酸盐水泥与细集料、粗集料、混凝土高效减水剂一起在强制式混凝土搅拌机中搅拌60秒～180秒，然后将混合料喂入已清理干净且已放置预应力钢筋的管桩钢模的下半模中，合上管桩钢模的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，离心工艺控制要求：初速2～5倍的重力加速度，时间1～4分钟；低速10～15倍的重力加速度，时间2～6分钟；中速20～30倍的重力加速度，时间2～8分钟；高速35～50倍的重力加速度，时间5～12分钟。离心作业后进行70℃～95℃、4小时～8小时的常压蒸汽养护；常压蒸汽养护后进行预应力放张和管桩脱模作业，将使用过的钢模进行清理，同时将常压蒸汽养护后的管桩送入蒸压釜中进行160℃～200℃、6小时～12小时的高压蒸汽养护；高压蒸汽养护后管桩的混凝土强度达到设计等级时产品可以出厂。

实施例1.生产外径400mm壁厚90mm的AB型预应力高强混凝土管桩(即PHC桩，混凝土设计强度为C80等级)。将硅酸盐水泥熟料(其中C₃A含量5.5％)、硅砂(其中SiO₂含量93％)、矿渣、石膏等按一定比例掺加后粉磨至比表面积420m²/kg即表示石灰硅砂硅酸盐水泥已合成。石灰硅砂硅酸盐水泥中硅酸盐水泥熟料、硅砂、生石灰三种成分的掺加量按质量百分比计为66％∶30％∶4％，水泥中石膏的掺加量按质量百分比计为上述三种成分总量的6％，水泥中的SO₃为2.8％。将硅砂硅酸盐水泥与砂、碎石、混凝土高效减水剂一起在强制式混凝土搅拌机中搅拌150秒，然后将混合料喂入已清理干净且已放置预应力钢筋的管桩钢模的下半模中，合上管桩钢模的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，离心工艺控制要求：初速2倍的重力加速度，时间2分钟；低速12倍的重力加速度，时间3分钟；中速28倍的重力加速度，时间4分钟；高速42倍的重力加速度，时间8分钟。离心作业后进行90℃、6小时的常压蒸汽养护；常压蒸汽养护后混凝土的脱模强度为46MPa；然后进行预应力放张和管桩脱模作业，将使用过的钢模进行清理，同时将常压蒸汽养护后的管桩送入蒸压釜中进行185℃、9小时的高压蒸汽养护；高压蒸汽养护后管桩的混凝土强度达到92MPa。管桩的力学性能检测结果达到国家标准GB13476规定的要求。

Claims

1.一种石灰硅砂硅酸盐水泥及其在管桩生产中的使用技术方法，将C₃A的含量不大于10％的硅酸盐水泥熟料、SiO₂含量不小于80％的高硅砂、CaO含量不小于80％的生石灰、石膏混合后粉磨至比表面积380m²/kg～500m²/kg即表示石灰硅砂硅酸盐水泥已合成；用石灰硅砂硅酸盐水泥替代部分高标号的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，将石灰硅砂硅酸盐水泥与细集料、粗集料、混凝土高效减水剂、水一起在强制式混凝土搅拌机中搅拌，然后将混合料喂入已清理干净且已放置预应力钢筋的管桩钢模的下半模中，合上管桩钢模的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，离心作业后进行常压蒸汽养护；常压蒸汽养护后进行预应力放张和管桩脱模作业，然后将使用过的钢模进行清理，同时将常压蒸汽养护后的管桩送入蒸压釜中进行高压蒸汽养护；高压蒸汽养护后管桩的混凝土强度达到设计等级时产品可以出厂。

2.根据权利要求1所述的一种石灰硅砂硅酸盐水泥及其在管桩生产中的使用技术方法，其所述的特征是：石灰硅砂硅酸盐水泥中硅酸盐水泥熟料、高硅砂、生石灰三种成分的掺加量按质量百分比计为60％～80％∶18％～35％∶2％～5％，水泥中石膏的掺加量按质量百分比计为上述三种成分总量的2％～8％，使水泥中的SO₃为1.6％～3.2％；粉磨时掺加不大于上述四组分总量的1‰的助磨剂。

3.根据权利要求1所述的一种石灰硅砂硅酸盐水泥及其在管桩生产中的使用技术方法，其所述的特征是：离心工艺控制：初速2～5倍的重力加速度，时间1～4分钟；低速10～15倍的重力加速度，时间2～6分钟；中速20～30倍的重力加速度，时间2～8分钟；高速35～50倍的重力加速度，时间5～12分钟。

4.根据权利要求1所述的一种石灰硅砂硅酸盐水泥及其在管桩生产中的使用技术方法，其所述的特征是：离心作业后进行70℃～95℃、4小时～8小时的常压蒸汽养护。

5.根据权利要求1所述的一种石灰硅砂硅酸盐水泥及其在管桩生产中的使用技术方法，其所述的特征是：将常压蒸汽养护后的管桩送入蒸压釜中进行160℃～200℃、6小时～12小时的高压蒸汽养护。