CN110092630A - 一种phc管桩用掺合料及其制备phc管桩的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑材料技术领域，具体公开了一种PHC管桩用掺合料及其制备PHC管桩的方法。PHC管桩用掺合料包括以下重量百分数的原料：活化粉煤灰10‑17%、硅灰1‑5%、沸石粉8‑14%、煅烧二水石膏4‑10%、碳酸锂0.2‑0.7%，余量为矿粉，本发明原料易得，取代传统PHC管桩用掺合料中25‑30%的水泥，产品具有连续且均匀的粒径分布，可有效提高PHC管桩密实度及强度，可大幅提升PHC管桩的力学性能和长期耐久性能，并大幅度提高PHC管桩的抗渗、抗蚀能力，可有效提高早期强度；且直接免除常规蒸养以及高压蒸养过程，仅采用太阳能温室养护即可满足C80管桩混凝土生产要求，大大节约蒸汽和人工成本，有利于PHC管桩生产成本的降低。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体是一种PHC管桩用掺合料及其制备PHC管桩的方法。
背景技术
目前，可使用PHC管桩(即预应力高强混凝土管桩)代替钢管桩或钢管混凝土桩作为承载基础桩来降低施工成本。PHC管桩在高层建筑、桥梁、场馆等大型地基广泛使用。
但由于PHC管桩存在力学强度不足的缺陷，从而使其作为承载基础桩满足不了设计要求，特别是在大规模采用PHC管桩(如桩长在60米以上的群桩)作为承载基础桩的施工中，使用PHC管桩在沉桩过程中，经打桩机的锤击，经常会出现一些桩头破损和断桩的现象，使得沉桩的到位率降低，桩头的破损率上升，较难满足施工设计的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种PHC管桩用掺合料及其制备PHC管桩的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种PHC管桩用掺合料，包括以下重量百分数的原料：活化粉煤灰10-17%、硅灰1-5%、沸石粉8-14%、煅烧二水石膏4-10%、碳酸锂0.2-0.7%，余量为矿粉；
活化粉煤灰制备方法为：取粉煤灰，筛选粒径为0.1-0.5μm的粉煤灰颗粒；将粉煤灰颗粒与氢氧化钙按照100：1-5的质量比混合；
硅灰细度为10000-30000目；
沸石粉细度为800-1500目；
煅烧二水石膏细度为100-350目；
矿粉的比表面积为900-1500㎡/kg。
作为本发明进一步的方案：包括以下重量百分数的原料：活化粉煤灰15%、硅灰3%、沸石粉10%、煅烧二水石膏7%、碳酸锂0.5%，余量为矿粉。
作为本发明进一步的方案：所述煅烧二水石膏的制备方法为：将二水石膏煅烧至500-1000℃，然后研磨至100-350目。
作为本发明进一步的方案：所述粉煤灰为炉温在800-1000℃下形成的粉煤灰。
作为本发明进一步的方案：所述活化粉煤灰制备方法为：取粉煤灰，筛选粒径为0.3μm的粉煤灰颗粒；将粉煤灰颗粒与氢氧化钙按照100：3的质量比混合。
作为本发明进一步的方案：所述硅灰细度为20000目，硅灰中的钙含量占99%；所述沸石粉细度为1200目；所述煅烧二水石膏细度为200目；所述矿粉的比表面积为1200㎡/kg。
一种PHC管桩用掺合料制备PHC管桩的方法，步骤为：按照上述配方称取活化粉煤灰、硅灰、沸石粉、煅烧二水石膏、碳酸锂和矿粉，然后将所有原料一同加入搅拌机中，并加入适量的水，搅拌均匀后进行成型、太阳能蒸养，即得。
作为本发明进一步的方案：搅拌速度为100-300r/min，搅拌时间为20-35min。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明原料易得，取代传统PHC管桩用掺合料中25-30%的水泥，产品具有连续且均匀的粒径分布，可有效提高PHC管桩密实度及强度，可大幅提升PHC管桩的力学性能和长期耐久性能，并大幅度提高PHC管桩的抗渗、抗蚀能力，可有效提高早期强度，从而解决现有PHC管桩存在力学强度不足的缺陷；且直接免除常规蒸养以及高压蒸养过程，仅采用太阳能温室养护即可满足C80管桩混凝土生产要求，大大节约蒸汽和人工成本，有利于PHC管桩生产成本的降低；本发明产品可在预制构建领域（如管桩，方桩，板桩，地铁管片及桥梁等）得到广泛应用，具有良好的社会效应及经济性能。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种PHC管桩用掺合料，包括以下重量百分数的原料：活化粉煤灰10%、硅灰5%、沸石粉8%、煅烧二水石膏10%、碳酸锂0.2%，余量为矿粉；
活化粉煤灰制备方法为：取粉煤灰，所述粉煤灰为炉温在800℃下形成的粉煤灰，筛选粒径为0.1μm的粉煤灰颗粒；将粉煤灰颗粒与氢氧化钙按照100：1的质量比混合；硅灰细度为10000目；沸石粉细度为800目；煅烧二水石膏细度为100目；所述煅烧二水石膏的制备方法为：将二水石膏煅烧至500℃，然后研磨至100目；矿粉为大型钢厂副产品，矿粉的比表面积为900㎡/kg。
一种PHC管桩用掺合料制备PHC管桩的方法，步骤为：按照上述配方称取活化粉煤灰、硅灰、沸石粉、煅烧二水石膏、碳酸锂和矿粉，然后将所有原料一同加入搅拌机中，并加入适量的水，搅拌均匀，搅拌速度为100r/min，搅拌时间为20min，然后进行成型、太阳能蒸养，即得。
实施例2
一种PHC管桩用掺合料，包括以下重量百分数的原料：活化粉煤灰17%、硅灰1%、沸石粉14%、煅烧二水石膏4%、碳酸锂0.7%，余量为矿粉；
活化粉煤灰制备方法为：取粉煤灰，所述粉煤灰为炉温在1000℃下形成的粉煤灰，筛选粒径为0.5μm的粉煤灰颗粒；将粉煤灰颗粒与氢氧化钙按照100：5的质量比混合；硅灰细度为30000目；沸石粉细度为1500目；煅烧二水石膏细度为350目；所述煅烧二水石膏的制备方法为：将二水石膏煅烧至1000℃，然后研磨至350目；矿粉的比表面积为1500㎡/kg。
一种PHC管桩用掺合料制备PHC管桩的方法，步骤为：按照上述配方称取活化粉煤灰、硅灰、沸石粉、煅烧二水石膏、碳酸锂和矿粉，然后将所有原料一同加入搅拌机中，并加入适量的水，搅拌均匀，搅拌速度为300r/min，搅拌时间为35min，然后进行成型、太阳能蒸养，即得。
实施例3
一种PHC管桩用掺合料，包括以下重量百分数的原料：活化粉煤灰15%、硅灰3%、沸石粉10%、煅烧二水石膏7%、碳酸锂0.5%，余量为矿粉。
所述煅烧二水石膏的制备方法为：将二水石膏煅烧至800℃，然后研磨至200目。所述粉煤灰为炉温在900℃下形成的粉煤灰。所述活化粉煤灰制备方法为：取粉煤灰，筛选粒径为0.3μm的粉煤灰颗粒；将粉煤灰颗粒与氢氧化钙按照100：3的质量比混合。所述硅灰细度为20000目，硅灰中的钙含量占99%；所述沸石粉细度为1200目；所述矿粉的比表面积为1200㎡/kg。
一种PHC管桩用掺合料制备PHC管桩的方法，步骤为：按照上述配方称取活化粉煤灰、硅灰、沸石粉、煅烧二水石膏、碳酸锂和矿粉，然后将所有原料一同加入搅拌机中，并加入适量的水，搅拌均匀，搅拌速度为200r/min，搅拌时间为25min，然后进行成型、太阳能蒸养，即得。
对比例1
采用现有PHC管桩。
实验例
对实施例3和对比例1的PHC管桩用掺合料进行性能测试，结果见表1。
表1
| 项目 | 初凝时间（min） | 终凝时间（min） | 扩展度（mm） | 太阳能蒸养1d后的强度（MPa） | 太阳能蒸养3d后的强度（MPa） |
| 实施例3 | 140 | 205 | 280 | 32 | 39 |
| 对比例1 | 95 | 150 | 285 | 78 | 86 |
由表1可知，本发明的PHC管桩用掺合料仅需太阳能蒸养，且在太阳能蒸养3天后即可达到86 MPa强度设计要求，还可使得管桩综合生产成本下降15元/米。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (8)
1.一种PHC管桩用掺合料，其特征在于，包括以下重量百分数的原料：活化粉煤灰10-17%、硅灰1-5%、沸石粉8-14%、煅烧二水石膏4-10%、碳酸锂0.2-0.7%，余量为矿粉；
活化粉煤灰制备方法为：取粉煤灰，筛选粒径为0.1-0.5μm的粉煤灰颗粒；将粉煤灰颗粒与氢氧化钙按照100：1-5的质量比混合；
硅灰细度为10000-30000目；
沸石粉细度为800-1500目；
煅烧二水石膏细度为100-350目；
矿粉的比表面积为900-1500㎡/kg。
2.根据权利要求1所述的PHC管桩用掺合料，其特征在于，包括以下重量百分数的原料：活化粉煤灰15%、硅灰3%、沸石粉10%、煅烧二水石膏7%、碳酸锂0.5%，余量为矿粉。
3.根据权利要求1所述的PHC管桩用掺合料，其特征在于，所述煅烧二水石膏的制备方法为：将二水石膏煅烧至500-1000℃，然后研磨至100-350目。
4.根据权利要求1所述的PHC管桩用掺合料，其特征在于，所述粉煤灰为炉温在800-1000℃下形成的粉煤灰。
5.根据权利要求1所述的PHC管桩用掺合料，其特征在于，所述活化粉煤灰制备方法为：取粉煤灰，筛选粒径为0.3μm的粉煤灰颗粒；将粉煤灰颗粒与氢氧化钙按照100：3的质量比混合。
6.根据权利要求1所述的PHC管桩用掺合料，其特征在于，所述硅灰细度为20000目，硅灰中的钙含量占99%；所述沸石粉细度为1200目；所述煅烧二水石膏细度为200目；所述矿粉的比表面积为1200㎡/kg。
7.一种根据权利要求1-6任一所述的PHC管桩用掺合料制备PHC管桩的方法，其特征在于，步骤为：按照上述配方称取活化粉煤灰、硅灰、沸石粉、煅烧二水石膏、碳酸锂和矿粉，然后将所有原料一同加入搅拌机中，并加入适量的水，搅拌均匀后进行成型、太阳能蒸养，即得。
8.根据权利要求7所述的PHC管桩用掺合料制备PHC管桩的方法，其特征在于，搅拌速度为100-300r/min，搅拌时间为20-35min。
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