CN105130308A - 一种免蒸压预应力混凝土管桩 - Google Patents
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Abstract
一种免蒸压预应力混凝土管桩，其中每立方米混凝土含有胶凝材料420-480kg，水胶比为0.24-0.26，砂率为30-33%；碎石为破碎鹅卵石，其中每立方米混凝土含有1250-1350kg；减水剂掺量为胶凝材料的1.5-2.0%；胶凝材料由水泥、矿渣微粉、电石渣、微硅粉及石膏粉组成；所述胶凝材料中矿渣微粉的质量比为20-30%、电石渣为5-7%、微硅粉5-10%、石膏粉5-7%，余量为水泥。本发明在保证PHC管桩质量的同时不仅全面提高了管桩的综合性能，同时简化工艺流程，大幅度降低了制桩过程中蒸汽的消耗，同时减少了进出高压釜所需起重设备的使用，也相应减少了电能消耗。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种免蒸压预应力混凝土管桩。
背景技术
随着工程建设技术的快速发展，以及地基处理工程施工工艺和机械设备的不断更新，高强混凝土预应力静压管桩在大中城市高层建筑工程的地基处理中得到广泛应用；目前国内生产采用二次蒸养方式（一次初期蒸养保证脱模，二期高压蒸养保证混凝土强度），蒸压养护是耗时和能源最多的工序，一般来说，以燃油锅炉为例，每蒸压1立方米混凝土耗油25Kg，且耗能时间比较长；此外蒸压养护需要高压釜，投入比较高，管桩出高压釜的时候温度比较高，若不使用特殊保护则导致管桩裂缝；给管桩耐久性带来不利影响。
发明内容
本发明的目的就在于为解决现有技术的不足而提供一种免蒸压预应力混凝土管桩及它的制备方法。
本发明的目的是以下述技术方案实现的：
一种免蒸压预应力混凝土管桩，所述管桩混凝土由胶凝材料、砂、碎石、减水剂和水组成，其中每立方米混凝土含有胶凝材料420-480kg，水胶比为0.24-0.26，砂率为30-33%；碎石为破碎鹅卵石，其中每立方米混凝土含有1250-1350kg；减水剂掺量为胶凝材料的1.5-2.0%；胶凝材料由水泥、矿渣微粉、电石渣、微硅粉及石膏粉组成；所述胶凝材料中矿渣微粉的质量比为20-30%、电石渣为5-7%、微硅粉5-10%、石膏粉5-7%，余量为水泥。
所述破碎鹅卵石粒径为5-25mm，压碎指标为7-7.5%，针片状含量小于3%，含泥量不大于0.5%，表观密度为2500-2700Kg/m3，堆积密度为1400-1500Kg/m3，紧密密度为1550-1650Kg/m3。
砂的细度为2.6-3.2，含泥量不大于1.0%。
所述减水剂为聚羧酸减水剂，减水率不低于25%，含气量不高于3%。
所述水泥为PⅡ52.5型，矿渣微粉为S95型。
所述管桩混凝土坍落度为3-5cm。
如上所述的免蒸压预应力混凝土管桩的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1）混凝土搅拌，喂料入模，合模，张拉；
2）离心成型：离心工序为四个阶段:管模速度分别为低速70-80转/分，2-3分钟；低中速180-200转/分，1.5-2.5分钟；中速280-300转/分，1.5-2.5分钟；高速420-450转/分钟，4-6分钟；
3）常压蒸养：蒸养由室温匀速升至95-100℃升温时间为1.5-2.5h，保持95-100℃5-6h，降温时间为20-35min；
4）脱模，自然养护3-7天。
步骤2）中离心工序分为:低速70-80转/分，2.5分钟；低中速180-200转/分，2分钟；中速280-300转/分，2分钟；高速420-450转/分钟，5分钟。
由于原料级配不合理、大塌落度及离心工艺不当造成混凝土分层是混凝土管桩开裂的重要原因，本发明提供的免蒸压预应力混凝土管桩，采用破碎鹅卵石作为粗集料，其级配合理，颗粒形状好，针片状含量少，粗骨料之间的填充性好，添加量1300-1500kg，这样粗骨料在混凝土中分布均匀，减少了粗骨料之间的间距，降低了混凝土本身的沉降收缩和自收缩；同时加上电石渣、微硅粉、石膏粉、增效剂，进一步优化原料颗粒级配，提高混凝土强度，再经过科学的实验对离心工艺加以改善，提高离心工艺中高速的转速，保证最少的余浆层，增大混凝土层，使生产的混凝土管桩不必进行高压蒸养即可使强度达到脱模时80Mpa，自然养护1-3天后达到85MPa以上，同时抗折性能、耐腐蚀性得到进一步提高。因此本发明在保证PHC管桩质量的同时不仅全面提高了管桩的综合性能，同时简化工艺流程，大幅度降低了制桩过程中蒸汽的消耗，同时减少了进出高压釜所需起重设备的使用，也相应减少了电能消耗。
具体实施方式
实施例1
一种免蒸压预应力混凝土管桩，管桩混凝土由胶凝材料、砂、碎石、减水剂和水组成，其中每立方米混凝土含有420-480kg胶凝材料，水胶比为0.24-0.26，砂率为30-33%；碎石为破碎鹅卵石，粒径为5-25mm，其中每立方米混凝土含有1300-1500kg；减水剂掺量为胶凝材料的1-2%；胶凝材料由水泥、矿渣微粉、电石渣、微硅粉及石膏粉组成；胶凝材料中矿渣微粉的质量比为20-30%、电石渣为5-7%、微硅粉5-10%、石膏粉5-7%，余量为水泥。
破碎鹅卵石破碎指标为7-7.5%，针片状含量小于3%，含泥量不大于0.5%，不含泥块，表观密度为2500-2700Kg/m3，堆积密度为1400-1500Kg/m3，紧密密度为1550-1650Kg/m3；砂符合天然一级砂的要求，细度模数2.6-3.2，含泥量不大于1.0%，不含泥块；减水剂为聚羧酸减水剂，减水率不低于25%，含气量不高于3%。
水泥为PⅡ52.5型，3天抗折强度达到4.5MPa,28天抗折强度达到7.5MPa,3天强度达到32MPAa,28天强度达到56MPa，水泥初终凝时间控制在2-2.5小时，终凝时间控制在3-3.5小时，水泥比表面积控制在350-370m2/kg；矿渣微粉为S95型；采用1级别，活性指数3天达到85%，7天达到100%，28天达到115%；烧失量小于等于3%；石膏粉细度为200目；电石渣氧化钙含量大于55%。
管桩混凝土坍落度为3-5cm。
所述的免蒸压预应力混凝土管桩的制备方法，包括以下步骤：
1）混凝土搅拌，喂料入模，合模，张拉；
2）离心成型：离心工序分为4个阶段，管摸速度分别为低速70-80转/分，2-3分钟；低中速180-200转/分，1.5-2.5分钟；中速280-300转/分，1.5-2.5分钟；高速420-450转/分钟，4-6分钟；
3）常压蒸养：蒸养由室温匀速升至95-100℃升温时间为1.5-2.5h，保持95-100℃4-5h，降温时间为20-35min；
4）脱模，自然养护3-7天。
实施例2
一种免蒸压预应力混凝土管桩，所述管桩混凝土由胶凝材料、砂、碎石、减水剂和水组成，其中每立方米混凝土含有440kg胶凝材料，水胶比为0.25，砂率为32%；碎石为破碎鹅卵石，粒径为5-25mm，其中每立方米混凝土含有1300kg；减水剂掺量为胶凝材料的2%；胶凝材料由水泥、矿渣微粉、电石渣、微硅粉及石膏粉组成；所述胶凝材料中矿渣微粉的质量比为25%、电石渣为6%、微硅粉8%、石膏粉6%，余量为水泥。
所述破碎鹅卵石破碎指标为7-7.5%，针片状含量小于3%，含泥量不大于0.5%，泥块含量0%，表观密度为2500-2700Kg/m3，堆积密度为1400-1500Kg/m3，紧密密度为1550-1650Kg/m3；所述砂符合天然一级砂的要求，细度2.6-3.2，含泥量不大于1.0%，泥块含量0%；所述减水剂为聚羧酸减水剂，减水率不低于25%，含气量不高于3%。
所述水泥为PⅡ52.5型，3天抗折强度达到4.5MPa,28天抗折强度达到7.5MPa,3天强度达到32MPAa,28天强度达到56MPa，水泥初终凝时间控制在2-2.5小时，终凝时间控制在3-3.5小时，水泥比表面积控制在350-370m2/kg；矿渣微粉为S95型；采用1级别，活性指数3天达到85%，7天达到100%，28天达到115%；烧失量小于等于3%；石膏粉细度为200目；电石渣氧化钙含量大于55%。
所述管桩混凝土坍落度为3-5cm。
所述的免蒸压预应力混凝土管桩的制备方法，包括以下步骤：
1）混凝土搅拌，喂料入模，合模，张拉；
2）离心成型：离心工序为低速75转/分，2.5分钟；低中速190转/分，2分钟；中速290转/分，2分钟；高速430转/分钟，5分钟；
3）常压蒸养：蒸养由室温匀速升至95℃升温时间为2h，保持95℃5h，降温时间为30min；
4）脱模，自然养护5天。
强度达到脱模时80Mpa，自然养护1-3天后达到87MPa。
实施例3
一种免蒸压预应力混凝土管桩，所述管桩混凝土由胶凝材料、砂、碎石、减水剂和水组成，其中每立方米混凝土含有430kg胶凝材料，水胶比为0.24，砂率为30%；碎石为破碎鹅卵石，其中每立方米混凝土含有1350kg；减水剂掺量为胶凝材料的1.5%；胶凝材料由水泥、矿渣微粉、电石渣、微硅粉及石膏粉组成；所述胶凝材料中矿渣微粉的质量比为20%、电石渣为7%、微硅粉6%、石膏粉5%，余量为水泥。
所述的免蒸压预应力混凝土管桩的制备方法，包括以下步骤：
1）混凝土搅拌，喂料入模，合模，张拉；
2）离心成型：离心工序为低速80转/分，2分钟；低中速200转/分，1.5分钟；中速280转/分，2分钟；高速440转/分钟，4分钟；
3）常压蒸养：蒸养由室温匀速升至100℃升温时间为2.5h，保持100℃4h，降温时间为35min；
4）脱模，自然养护6天；其他同实施例2。
强度达到脱模时81Mpa，自然养护1-3天后达到85MPa。
实施例4
一种免蒸压预应力混凝土管桩，所述管桩混凝土由胶凝材料、砂、碎石、减水剂和水组成，其中每立方米混凝土含有480kg胶凝材料，水胶比为0.26，砂率为33%；碎石为破碎鹅卵石，其中每立方米混凝土含有1500kg；减水剂掺量为胶凝材料的1%；胶凝材料由水泥、矿渣微粉、电石渣、微硅粉及石膏粉组成；所述胶凝材料中矿渣微粉的质量比为28%、电石渣为5%、微硅粉9%、石膏粉7%，余量为水泥。
所述的免蒸压预应力混凝土管桩的制备方法，包括以下步骤：
1）混凝土搅拌，喂料入模，合模，张拉；
2）离心成型：离心工序为低速70转/分，3分钟；低中速180转/分，2.5分钟；中速300转/分，1.5分钟；高速420转/分钟，6分钟；
3）常压蒸养：蒸养由室温匀速升至98℃升温时间为1.5h，保持98℃4h，降温时间为25min；
4）脱模，自然养护4天；其他同实施例2。
强度达到脱模时80Mpa，自然养护1-3天后达到88MPa。
实施例5
一种免蒸压预应力混凝土管桩，所述管桩混凝土由胶凝材料、砂、碎石、减水剂和水组成，其中每立方米混凝土含有420kg胶凝材料，水胶比为0.26，砂率为31%；碎石为破碎鹅卵石，其中每立方米混凝土含有1400kg；减水剂掺量为胶凝材料的1.2%；胶凝材料由水泥、矿渣微粉、电石渣、微硅粉及石膏粉组成；所述胶凝材料中矿渣微粉的质量比为30%、电石渣为5.5%、微硅粉5%、石膏粉7%，余量为水泥。
所述的免蒸压预应力混凝土管桩的制备方法，包括以下步骤：
1）混凝土搅拌，喂料入模，合模，张拉；
2）离心成型：离心工序为低速80转/分，2.5分钟；低中速200转/分，2分钟；中速280转/分，2分钟；高速450转/分钟，5分钟；
3）常压蒸养：蒸养由室温匀速升至96℃升温时间为2h，保持96℃4h，降温时间为20min；
4）脱模，自然养护3天；其他同实施例2。
实施例6
一种免蒸压预应力混凝土管桩，所述管桩混凝土由胶凝材料、砂、碎石、减水剂和水组成，其中每立方米混凝土含有450kg胶凝材料，水胶比为0.25，砂率为30%；碎石为破碎鹅卵石，其中每立方米混凝土含有1450kg；减水剂掺量为胶凝材料的1.8%；胶凝材料由水泥、矿渣微粉、电石渣、微硅粉及石膏粉组成；所述胶凝材料中矿渣微粉的质量比为22%、电石渣为6.5%、微硅粉10%、石膏粉6.5%，余量为水泥。
所述的免蒸压预应力混凝土管桩的制备方法，包括以下步骤：
1）混凝土搅拌，喂料入模，合模，张拉；
2）离心成型：离心工序为低速70转/分，2分钟；低中速180转/分，1.5分钟；中速300转/分，1.5分钟；高速420转/分钟，6分钟；
3）常压蒸养：蒸养由室温匀速升至97℃升温时间为2.5h，保持97℃4.5h，降温时间为35min；
4）脱模，自然养护7天；其他同实施例2。
实施例7
一种免蒸压预应力混凝土管桩，所述管桩混凝土由胶凝材料、砂、碎石、减水剂和水组成，其中每立方米混凝土含有460kg胶凝材料，水胶比为0.24，砂率为33%；碎石为破碎鹅卵石，其中每立方米混凝土含有1300kg；减水剂掺量为胶凝材料的2%；胶凝材料由水泥、矿渣微粉、电石渣、微硅粉及石膏粉组成；所述胶凝材料中矿渣微粉的质量比为21%、电石渣为5%、微硅粉5%、石膏粉5.5%，余量为水泥。
所述的免蒸压预应力混凝土管桩的制备方法，包括以下步骤：
1）混凝土搅拌，喂料入模，合模，张拉；
2）离心成型：离心工序为低速80转/分，2分钟；低中速190转/分，2分钟；中速280转/分，2分钟；高速430转/分钟，5分钟；
3）常压蒸养：蒸养由室温匀速升至99℃升温时间为2h，保持99℃4h，降温时间为30min；
4）脱模，自然养护6天；其他同实施例2。
实施例8
一种免蒸压预应力混凝土管桩，所述管桩混凝土由胶凝材料、砂、碎石、减水剂和水组成，其中每立方米混凝土含有470kg胶凝材料，水胶比为0.26，砂率为30%；碎石为破碎鹅卵石，其中每立方米混凝土含有1500kg；减水剂掺量为胶凝材料的1.5%；胶凝材料由水泥、矿渣微粉、电石渣、微硅粉及石膏粉组成；所述胶凝材料中矿渣微粉的质量比为29%、电石渣为6%、微硅粉10%、石膏粉5%，余量为水泥。
所述的免蒸压预应力混凝土管桩的制备方法，包括以下步骤：
1）混凝土搅拌，喂料入模，合模，张拉；
2）离心成型：离心工序为低速80转/分，3分钟；低中速200转/分，2.5分钟；中速280转/分，1.5分钟；高速450转/分钟，6分钟；
3）常压蒸养：蒸养由室温匀速升至95℃升温时间为2h，保持95℃4h，降温时间为30min；
4）脱模，自然养护5天；其他同实施例2。
Claims (8)
1.一种免蒸压预应力混凝土管桩，其特征在于：所述管桩混凝土由胶凝材料、砂、碎石、减水剂和水组成，其中每立方米混凝土含有胶凝材料420-480kg，水胶比为0.24-0.26，砂率为30-33%；碎石为破碎鹅卵石，其中每立方米混凝土含有1250-1350kg；减水剂掺量为胶凝材料的1.5-2.0%；胶凝材料由水泥、矿渣微粉、电石渣、微硅粉及石膏粉组成；所述胶凝材料中矿渣微粉的质量比为20-30%、电石渣为5-7%、微硅粉5-10%、石膏粉5-7%，余量为水泥。
2.如权利要求1所述的免蒸压预应力混凝土管桩，其特征在于：所述破碎鹅卵石粒径为5-25mm，压碎指标为7-7.5%，针片状含量小于3%，含泥量不大于0.5%，表观密度为2500-2700Kg/m3，堆积密度为1400-1500Kg/m3，紧密密度为1550-1650Kg/m3。
3.如权利要求1所述的免蒸压预应力混凝土管桩，其特征在于：砂的细度为2.6-3.2，含泥量不大于1.0%。
4.如权利要求1所述的免蒸压预应力混凝土管桩，其特征在于：所述减水剂为聚羧酸减水剂，减水率不低于25%，含气量不高于3%。
5.如权利要求1所述的免蒸压预应力混凝土管桩，其特征在于：所述水泥为PⅡ52.5型，矿渣微粉为S95型。
6.如权利要求1所述的免蒸压预应力混凝土管桩，其特征在于：所述管桩混凝土坍落度为3-5cm。
7.如权利要求1-6任一项所述的免蒸压预应力混凝土管桩的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1）混凝土搅拌，喂料入模，合模，张拉；
2）离心成型：离心工序为四个阶段:管模速度分别为低速70-80转/分，2-3分钟；低中速180-200转/分，1.5-2.5分钟；中速280-300转/分，1.5-2.5分钟；高速420-450转/分钟，4-6分钟；
3）常压蒸养：蒸养由室温匀速升至95-100℃升温时间为1.5-2.5h，保持95-100℃5-6h，降温时间为20-35min；
4）脱模，自然养护3-7天。
8.如权利要求7所述的免蒸压预应力混凝土管桩的制备方法，其特征在于步骤2）中离心工序分为:低速70-80转/分，2.5分钟；低中速180-200转/分，2分钟；中速280-300转/分，2分钟；高速420-450转/分钟，5分钟。
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