CN109397510A - 一种免压蒸养混凝土phc管桩及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种免压蒸养混凝土PHC管桩及制备方法，属于混凝土领域。本发明每立方米的混凝土组成比为：水为110‑125kg；水泥为418‑445kg；硅灰为22‑40kg；砂子为585‑690kg；碎石子为1150‑1325kg；减水剂为5‑5.5kg。本发明原料简单，制作方便，制作过程无需进行常压高温蒸汽养护，减少了生产的成本，同时降低能耗的需求，在成型过程中无需人工进行过多干预，减少了人员的投入。由于没有锅炉以及配备的管路使得减少了占用的加工环境，同时没有废水废气的排放，具有清洁环保的效果。

Description

一种免压蒸养混凝土PHC管桩及其制备方法
技术领域
本发明涉及混凝土技术领域，尤其涉及一种免压蒸养混凝土PHC管桩及其制备方法。
背景技术
目前常规的混凝土在制作成制品后，都需要进行一次常压高温蒸汽养护，甚至还需要进行二次的高压蒸汽养护，常压高温养护主要目的是能尽快达到拆模所需混凝土强度，加快管模的周转率，高压蒸汽养护目的是尽快提高混凝土强度达到出厂施工要求。采用蒸汽养护，一方面除了需要投入大量的资金进行建设锅炉以及蒸汽管路，由于管桩的规格相对较大，一次进行蒸养所需的蒸汽量十分巨大，能耗十分巨大，另一方面在蒸养过程中锅炉所产生的废弃废水对环境具有不利的影响，而且无论是从生产成本还是从生产成本，现有的混凝土生产方式急需改进。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种生产成本低，成型强度高，节能环保，成型后无需进行双蒸养护的混凝土PHC管桩及制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：
一种免压蒸养混凝土，每立方米的混凝土组成比为：水为110-125kg；水泥为418-445kg；硅灰为22-40kg；砂子为585-690kg；碎石子为1150-1325kg；减水剂为5-5.5kg。
作为上述技术方案的改进，每立方米的混凝土组成比为：水为117kg；水泥为428kg；硅灰为22kg；砂子为657kg；碎石子为1220kg；减水剂为5kg。
作为上述技术方案的改进，水泥为P.II42.5R及以上的硅酸盐水泥，砂子的细度模数为2.5～3.1；碎石子采用粒径5～25mm的连续级配，其中级配为粒径5～20mm的碎石子占碎石子总重量的60～70％，级配为粒径5～20mm的碎石子占碎石子总重量的30～40％，压碎指标不低于10％，针片状含量不大于5％。
作为上述技术方案的改进，所述减水剂为西卡聚羧酸高性能减水剂。
作为上述技术方案的改进，所述硅灰内的二氧化硅质量比占比大于92％，硅灰的比表面积大于18000m2/kg，活性指数大于110％。
一种免压蒸养混凝土PHC管桩的制备方法，包括：
步骤1、将减水剂、硅灰、水泥、砂子和总质量80-90％的水进行初次搅拌均匀；
步骤2、将重量比为65％、粒度直径为粒径5～20mm的碎石子和重量比为35％、粒度直径为粒径5～20mm的碎石子一次性加入到步骤1中得到的混合物中，逐步加入剩余的水，搅拌直至均匀，搅拌总时长130～160s，塌落度控制在50～90mm，得到混凝土；
步骤3、在管模内放入预制的钢筋笼，将混凝土均匀喂入管模内，合模进行张拉钢筋笼，所有钢筋相对管桩的压强为1000MPa；将张拉完成后的管模进行离心，采用阶梯速率离心，离心转速从160rad/min逐渐提升到960rad/min，离心总时间为25～30min；
步骤4、将混凝土进行上模成型，环境平均温度不低于25摄氏度，环境相对湿度为60％～80％，静置15小时后拆模；
步骤5、拆模后的混凝土产品在自然环境中放置7～14天，得到成品混凝土PHC管桩。
作为上述技术方案的改进，步骤1的具体操作为：
步骤1.1、将全部的硅灰和水泥先放入到搅拌机搅拌均匀，搅拌时间5-20s；
步骤1.2、将减水剂加入到总重量的80-90％水中，搅拌均匀，得到混合液体，将混合液体加入到步骤1.1中得到的混合物中，搅拌直至均匀。
作为上述技术方案的改进，步骤3中具体操作为：在管模内放入预制的钢筋笼，将混凝土均匀喂入管模内，合模进行张拉钢筋笼，所有钢筋相对管桩的压强为1000MPa；将张拉完成后的管模进行离心，采用五级阶梯速率离心，离心转速分别为160、320、480、640、800和960rad/min，每阶段离心时间分别为3～4、2～3、2～3、3～5、3～5和10～13min。
本发明的有益效果有：
本发明提供一种原料简单，制作方便，制作过程无需进行常压高温蒸汽养护，减少了生产的成本，同时降低能耗的需求，在成型过程中无需人工进行过多干预，减少了人员的投入。由于没有锅炉以及配备的管路使得减少了占用的加工环境，同时没有废水废气的排放，具有清洁环保的效果。
具体实施方式
实施例1
一种免压蒸养混凝土，每立方米的混凝土组成比为：
每立方米的混凝土组成比为：水为117kg；水泥为428kg；硅灰为22kg；砂子为657kg；碎石子为1220kg；减水剂为5kg。
在本实施例中，水泥为P.II42.5R及以上的硅酸盐水泥，砂子的细度模数为2.8，含泥量不大于1.0％；碎石子采用粒径5～25mm的连续级配，其中级配为粒径5～20mm的碎石子占碎石子总重量的60％，级配为粒径20～25mm的碎石子占碎石子总重量的40％，压碎指标为10％，针片状含量为3％。其中，为了更进一步理解，本实施例中，粒径5～20mm的碎石子的级配分布为：粒径5～10mm占碎石子总重量的15％，粒径11～15mm占碎石子总重量的25％，粒径16～20mm占碎石子总重量的20％。所述减水剂为西卡聚羧酸高性能减水剂，减水率实测大于30％。而本实施例中，硅灰内的二氧化硅质量比占比大于92％，硅灰的比表面积大于18000m2/kg，活性指数大于110％。
本实施例还提供了一种免压蒸养混凝土PHC管桩的制备方法，包括：
步骤1、将减水剂、硅灰、水泥、砂子和总质量80-90％的水进行初次搅拌均匀；
步骤2、将重量比为65％、粒度直径为粒径5～20mm的碎石子和重量比为35％、粒度直径为粒径5～20mm的碎石子一次性加入到步骤1中得到的混合物中，逐步加入剩余的水，搅拌直至均匀，搅拌总时长130～160s，塌落度控制在50～90mm，得到混凝土；优选搅拌时长为160s，塌落度为80mm。优选搅拌时长为140s，塌落度为60mm。
步骤3、在管模内放入预制的钢筋笼，将混凝土均匀喂入管模内，合模进行张拉钢筋笼，所有钢筋相对管桩的压强为1000MPa；将张拉完成后的管模进行离心，采用阶梯速率离心，离心转速从160rad/min逐渐提升到960rad/min，离心总时间为25～30min；
步骤4、将混凝土进行上模成型，环境平均温度不低于25摄氏度，环境相对湿度为60％～80％，静置15小时后拆模；
步骤5、拆模后的混凝土产品在自然环境中放置7～14天，得到成品混凝土PHC管桩。
在本实施例中，步骤1的具体操作为：
步骤1.1、将全部的硅灰和水泥先放入到搅拌机搅拌均匀，搅拌时间5-20s；
步骤1.2、将减水剂加入到总重量的90％水中，搅拌均匀，得到混合液体，将混合液体加入到步骤1.1中得到的混合物中，搅拌直至均匀。
上述选用材料配比中由于砂子和碎石子含量较多，因此预先需要放入更多的水进行搅拌，而且选用的砂子和碎石子含水率为正常含水率
本实施例中，步骤3中具体操作为：在管模内放入预制的钢筋笼，将混凝土均匀喂入管模内，合模进行张拉钢筋笼，所有钢筋相对管桩的压强为1000MPa；将张拉完成后的管模进行离心，采用五级阶梯速率离心，离心转速分别为160、320、480、640、800和960rad/min，每阶段离心时间分别为4、3、2、3、5和13min。后期的高度离心可以进一步增强整个管桩的强度，提高致密性。
实施例2
一种免压蒸养混凝土，每立方米的混凝土组成比为：
每立方米的混凝土组成比为：水为125kg；水泥为457kg；硅灰为23kg；砂子为586kg；碎石子为1244kg；减水剂为5.5kg。
在本实施例中，水泥为P.II52.5R及以上的硅酸盐水泥，砂子的细度模数为3.1，含泥量不大于1.0％；碎石子采用粒径5～25mm的连续级配，其中级配为粒径5～20mm的碎石子占碎石子总重量的70％，级配为粒径20～25mm的碎石子占碎石子总重量的30％，压碎指标为18％，针片状含量为5％。其中，为了更进一步理解，本实施例中，粒径5～20mm的碎石子的级配分布为：粒径5～10mm的碎石子占碎石子总重量的15％，粒径11～15mm的碎石子占碎石子总重量的30％，粒径16～20mm的碎石子占碎石子总重量的25％。所述减水剂为西卡聚羧酸高性能减水剂。而本实施例中，硅灰内的二氧化硅质量比占比大于92％，硅灰的比表面积大于18000m2/kg，活性指数大于110％。
一种免压蒸养混凝土PHC管桩的制备方法，包括：
步骤1、将减水剂、硅灰、水泥、砂子和总质量80-90％的水进行初次搅拌均匀；
步骤2、将重量比为65％、粒度直径为粒径5～20mm的碎石子和重量比为35％、粒度直径为粒径5～20mm的碎石子一次性加入到步骤1中得到的混合物中，逐步加入剩余的水，搅拌直至均匀，搅拌总时长130～160s，塌落度控制在50～90mm，得到混凝土；优选搅拌时长为140s，塌落度为60mm。
步骤3、在管模内放入预制的钢筋笼，将混凝土均匀喂入管模内，合模进行张拉钢筋笼，所有钢筋相对管桩的压强为1000MPa；将张拉完成后的管模进行离心，采用阶梯速率离心，离心转速从160rad/min逐渐提升到960rad/min，离心总时间为25～30min；
步骤4、将混凝土进行上模成型，环境平均温度不低于25摄氏度，环境相对湿度为60％～80％，静置15小时后拆模；
步骤5、拆模后的混凝土产品在自然环境中放置13天，得到成品混凝土PHC管桩。
在本实施例中，步骤1的具体操作为：
步骤1.1、将全部的硅灰和水泥先放入到搅拌机搅拌均匀，搅拌时间5-20s；
步骤1.2、将减水剂加入到总重量的85％水中，搅拌均匀，得到混合液体，将混合液体加入到步骤1.1中得到的混合物中，搅拌直至均匀。
在该实施例中，采用控制前期加入水的总含量使得前期得到的初次混合物的性质不同，该比例适用于低含水率的砂子。
在本实施例中，由于步骤1和步骤2中所采用的砂子和碎石子的选用比例以及规格不同，步骤3也进行相应调整。其中，步骤3中具体操作为：在管模内放入预制的钢筋笼，将混凝土均匀喂入管模内，合模进行张拉钢筋笼，所有钢筋相对管桩的压强为1000MPa，其中管桩的横截面规格决定了钢筋数量，但是每根的张拉力均一致；将张拉完成后的管模进行离心，采用五级阶梯速率离心，离心转速分别为160、320、480、640、800和960rad/min，每阶段离心时间分别为3、3、2、4、5和10min。后期的高度离心可以进一步增强整个管桩的强度，提高致密性。
本发明提供一种混凝土PHC管桩，原料简单，制作方便，制作过程无需进行常压高温蒸汽养护，减少了生产的成本，同时降低能耗的需求，在成型过程中无需人工进行过多干预，减少了人员的投入。由于没有锅炉以及配备的管路使得减少了占用的加工环境，同时没有废水废气的排放，具有清洁环保的效果。
以上所述，只是本发明的较佳实施方式而已，但本发明并不限于上述实施例，只要其以任何相同或相似手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种免压蒸养混凝土，其特征在于，每立方米的混凝土组成比为：水为110-125kg；水泥为418-445kg；硅灰为22-40kg；砂子为585-690kg；碎石子为1150-1325kg；减水剂为5-6.3kg。
2.根据权利要求1所述的一种免压蒸养混凝土，其特征在于，每立方米的混凝土组成比为：水为117kg；水泥为428kg；硅灰为22kg；砂子为657kg；碎石子为1220kg；减水剂为5.5kg。
3.根据权利要求2所述的一种免压蒸养混凝土，其特征在于，水泥为P.II42.5R及以上的硅酸盐水泥，砂子的细度模数为2.5～3.1；碎石子采用粒径5～25mm的连续级配，其中级配为粒径5～20mm的碎石子占碎石子总重量的60～70％，级配为粒径5～20mm的碎石子占碎石子总重量的30～40％，压碎指标不低于10％，针片状含量不大于5％。
4.根据权利要求3所述的一种免压蒸养混凝土，其特征在于，所述减水剂为西卡聚羧酸高性能减水剂。
5.根据权利要求1所述的一种免压蒸养混凝土，其特征在于，所述硅灰内的二氧化硅质量比占比大于92％，硅灰的比表面积大于18000m2/kg，活性指数大于110％。
6.采用权利要求1～5任一项所述的一种免压蒸养混凝土PHC管桩的制备方法，其特征在于，包括：
步骤1、将减水剂、硅灰、水泥、砂子和总质量80-90％的水进行初次搅拌均匀；
步骤2、将重量比为65％、粒度直径为粒径5～20mm的碎石子和重量比为35％、粒度直径为粒径5～20mm的碎石子一次性加入到步骤1中得到的混合物中，逐步加入剩余的水，搅拌直至均匀，搅拌总时长130～160s，塌落度控制在50～90mm，得到混凝土；
步骤3、在管模内放入预制的钢筋笼，将混凝土均匀喂入管模内，合模进行张拉钢筋笼，所有钢筋相对管桩的压强为1000MPa；将张拉完成后的管模进行离心，采用阶梯速率离心，离心转速从160rad/min逐渐提升到960rad/min，离心总时间为25～30min；
步骤4、将混凝土进行上模成型，环境平均温度不低于25摄氏度，环境相对湿度为60％～80％，静置15小时后拆模；
步骤5、拆模后的混凝土产品在自然环境中放置7～14天，得到成品混凝土PHC管桩。
7.根据权利要求6所述的一种免压蒸养混凝土PHC管桩的制备方法，其特征在于，步骤1的具体操作为：
步骤1.1、将全部的硅灰和水泥先放入到搅拌机搅拌均匀，搅拌时间5-20s；
步骤1.2、将减水剂加入到总重量的80-90％水中，搅拌均匀，得到混合液体，将混合液体加入到步骤1.1中得到的混合物中，搅拌直至均匀。
8.根据权利要求6所述的一种免压蒸养混凝土PHC管桩的制备方法，其特征在于，步骤3中具体操作为：在管模内放入预制的钢筋笼，将混凝土均匀喂入管模内，合模进行张拉钢筋笼，所有钢筋相对管桩的压强为1000MPa；将张拉完成后的管模进行离心，采用五级阶梯速率离心，离心转速分别为160、320、480、640、800和960rad/min，每阶段离心时间分别为3～4、2～3、2～3、3～5、3～5和10～13min。
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