專(zhuān)利名稱(chēng)：免壓蒸phc管樁用早強(qiáng)型混凝土的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及混凝土，具體涉及免壓蒸PHC管樁用早強(qiáng)型混凝土。
背景技術(shù)：
PHC管樁因其具有優(yōu)異的力學(xué)性能、制樁周期短、價(jià)格低而在工業(yè)民用建筑、市政 工程、港口碼頭以及跨海大橋等大型工程中得到廣泛的應(yīng)用。隨著港口工程、跨海大橋等基 礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的高速發(fā)展，PHC樁的需求量逐年增加，同時(shí)國(guó)家、業(yè)主以及設(shè)計(jì)單位也對(duì)PHC 管樁的節(jié)能環(huán)保、性能、質(zhì)量以及經(jīng)濟(jì)性提出了更高的要求。PHC管樁生產(chǎn)是高能耗過(guò)程， “節(jié)能減排”是國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略，應(yīng)不斷減少PHC管樁生產(chǎn)過(guò)程中的能耗，減少污染；業(yè)主要求 在不斷提高PHC管樁性能的基礎(chǔ)上使其具有低廉的價(jià)格；同時(shí)設(shè)計(jì)單位要求PHC管樁具有 較高的承載能力和良好的耐久性等性能。PHC管樁的生產(chǎn)工藝包括混凝土配料、混凝土攪拌、鋼筋籠制作、布料、張拉、離心、 蒸汽養(yǎng)護(hù)、拆模、蒸壓養(yǎng)護(hù)等過(guò)程。在整個(gè)PHC管樁的生產(chǎn)過(guò)程中，養(yǎng)護(hù)工序占了很長(zhǎng)的時(shí) 間和消耗很多能源，生產(chǎn)PHC管樁所消耗的能量約占管樁生產(chǎn)能源的90%以上；所耗時(shí)間 也約占PHC管樁生產(chǎn)時(shí)間的90%以上。目前，國(guó)內(nèi)PHC管樁的生產(chǎn)廠家普遍采用兩次蒸汽 養(yǎng)護(hù)(蒸汽養(yǎng)護(hù)與蒸壓養(yǎng)護(hù))進(jìn)行PHC管樁生產(chǎn)，以使PHC管樁在較短的時(shí)間內(nèi)獲得出廠 強(qiáng)度。蒸汽養(yǎng)護(hù)在溫度低于100°C條件蒸汽條件下進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，包括靜停、升溫、恒溫、與降溫 的過(guò)程；而蒸壓養(yǎng)護(hù)需在蒸汽壓力0. 95 1. OMPa和溫度170 180°C的條件下，蒸壓養(yǎng)護(hù) 3 5小時(shí)。蒸壓養(yǎng)護(hù)是耗能與耗時(shí)最多的工序，一般來(lái)說(shuō)，每蒸壓養(yǎng)護(hù)Im3混凝土約耗油 25kg(按燃油鍋爐為例)；蒸壓養(yǎng)護(hù)全過(guò)程需要10 20小時(shí)，耗用時(shí)間較多。此外，蒸壓養(yǎng) 護(hù)需要高壓釜，生產(chǎn)投入比較高；PHC管樁出釜時(shí)溫度很高，若不經(jīng)過(guò)有效的降溫處理，則 溫差足以使樁身混凝土產(chǎn)生裂縫，對(duì)PHC管樁的耐久性會(huì)帶來(lái)不利影響?？傊捎酶邏赫?養(yǎng)工藝會(huì)消耗大量的能源，增加生產(chǎn)工序，占用大量的生產(chǎn)時(shí)間，對(duì)PHC管樁的質(zhì)量控制也 會(huì)產(chǎn)生影響。上世紀(jì)90年代初，很多管樁廠沒(méi)有蒸壓設(shè)備，而選用初期養(yǎng)護(hù)脫模后，將管樁 浸入水池中的辦法生產(chǎn)PHC管樁，實(shí)際上也得到混凝土強(qiáng)度等級(jí)達(dá)到C80等級(jí)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)， 但終究強(qiáng)度保證率較低，于是90年代中期又紛紛增加高壓釜，摻入磨細(xì)石英砂和干排粉煤 灰后，高壓釜更是比不可少。開(kāi)發(fā)免壓蒸PHC管樁用早強(qiáng)型混凝土用于制備PHC管樁，在保 證混凝土強(qiáng)度等級(jí)的情況下，可簡(jiǎn)化施工環(huán)節(jié)、節(jié)約成本、“節(jié)能減排”、控制質(zhì)量，對(duì)PHC管 樁產(chǎn)品質(zhì)量與產(chǎn)量的提高、提高效益以及推廣應(yīng)用均具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的即為克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種免壓蒸PHC管樁用早強(qiáng)型混凝土。本發(fā)明的免壓蒸PHC管樁用早強(qiáng)型混凝土中，每立方米混凝土的制備原料包括下 列組分硅酸鹽水泥360_477kg
?；郀t礦渣粉細(xì)度模數(shù)2. 5-3. 0的細(xì)骨料最大粒徑不大于25mm的粗骨料無(wú)水石膏高效減水劑水
10-16kg 4-7kg
50-160kg 640-720kg
130-145kg
1120-1200kg所述細(xì)骨料的含泥量不大于1. 5wt%，泥塊含量不大于0. 5wt%。實(shí)施例具體列舉 了細(xì)度模數(shù)為2. 6，含泥量為0. 6wt%，泥塊含量為0. 2襯％的中砂。經(jīng)發(fā)明人研究表明，在 免蒸壓養(yǎng)護(hù)的情況下，細(xì)骨料的細(xì)度模數(shù)和含泥量會(huì)對(duì)混凝土強(qiáng)度產(chǎn)生較大影響，需要嚴(yán) 格控制。所述粗骨料最大粒徑不大于25mm，針片狀含量不大于10. Owt %，含泥量不大于 0. 5wt %，泥塊含量不大于0. 2wt %。經(jīng)發(fā)明人研究表明，在免蒸壓養(yǎng)護(hù)的情況下，粗骨料 的粒徑、針片狀含量和含泥量會(huì)對(duì)混凝土強(qiáng)度產(chǎn)生較大影響，因此需選用最大粒徑不大 于25mm，針片狀含量不大于5. 0%，含泥量不應(yīng)大于0. 5 %，泥塊含量不應(yīng)大于0. 2%的粗 骨料。實(shí)施例具體列舉了采用5-25mm連續(xù)級(jí)配的碎石作粗骨料。其碎石可由5-lOmm和 10-25兩級(jí)配配制而成，5-10mm和10-25的比例為1 4，針片狀含量為4. ，含泥量為 0. 4wt %，泥塊含量為0. Iwt %。所述減水劑優(yōu)選上海華登HP400高效減水劑。本發(fā)明選用減水率大于20%的減水劑與?；郀t礦渣粉復(fù)合可提高混凝土的工 作性和抗壓強(qiáng)度。優(yōu)選的，所述硅酸鹽水泥為水泥強(qiáng)度等級(jí)為52. 5的II型硅酸鹽水泥。本發(fā)明采用?；郀t礦渣粉替代了常規(guī)PHC管樁混凝土所使用的粉煤灰，可有效 解決使用粉煤灰在離心成型后，管樁易產(chǎn)生管壁組分分層的問(wèn)題。優(yōu)選的，所述粒化高爐礦 渣粉為S95級(jí)?；郀t礦渣粉。本發(fā)明采用無(wú)水石膏作為激發(fā)劑，可提高摻合料的活性，加速礦物摻合料的二次 水化反應(yīng)的進(jìn)行，以提高混凝土的早期強(qiáng)度。在本發(fā)明中，相比其他早強(qiáng)劑，如三乙醇胺、氯 化物系早強(qiáng)劑等，綜合效果更為突出。本發(fā)明中，粒化高爐礦渣粉與激發(fā)劑的優(yōu)選配比為，?；郀t礦渣粉占膠凝材料 總重量的10%，激發(fā)劑占膠凝材料總重量的2. 5%，所述膠凝材料包括硅酸鹽水泥和?；?高爐礦渣粉。本發(fā)明進(jìn)一步從混凝土的工作性、耐久性、強(qiáng)度、彈性模量和干縮率等方面綜合 考量，提供了優(yōu)選的配合比，即所述早強(qiáng)型混凝土的水膠比0. 25-0. 30 ；膠凝材料用量小于 550kg/m3 ；砂率為 36-38%。小于0. 30的水膠比既能滿(mǎn)足本發(fā)明混凝土的工作性的條件，又能保證混凝土的 抗壓強(qiáng)度。適當(dāng)增加膠凝材料用量，可提高混凝土的強(qiáng)度，但膠凝材料也不宜過(guò)多，過(guò)多膠 凝材料用量將使混凝土用水量增加，水泥漿體的用量增加，從而使骨料的用量相應(yīng)減小，對(duì) 抗壓強(qiáng)度產(chǎn)生一定影響，同時(shí)，過(guò)多的膠凝材料用量還會(huì)使混凝土產(chǎn)生較大的收縮。因此， 膠凝材料用量?jī)?yōu)選控制在550kg/m3以?xún)?nèi)。合理地選擇砂率是十分必要的，大量試驗(yàn)表明， 配制C80級(jí)高強(qiáng)混凝土較低的砂率還能使強(qiáng)度增長(zhǎng)，但這將損害工作度和增加脆性，對(duì)管樁生產(chǎn)和工地施打不利。砂率控制在37%左右比較合適。 本發(fā)明的混凝土可用于制備PHC管樁。本發(fā)明的混凝土的制備方法采用常規(guī)，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在獲知本發(fā)明混凝 土成份的基礎(chǔ)上，可采用常規(guī)混凝土制備方法獲得本發(fā)明的混凝土。免壓蒸PHC樁能否在常壓蒸養(yǎng)條件下使PHC樁在一定的時(shí)間內(nèi)達(dá)到C80的抗壓強(qiáng) 度以及其它的技術(shù)要求，PHC樁選用合適的混凝土配合比加速混凝土早期水化反應(yīng)的進(jìn)行， 進(jìn)而提高PHC管樁脫模強(qiáng)度是關(guān)鍵，本發(fā)明對(duì)其所用混凝土的配方進(jìn)行了深入研究，獲得 了能在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到PHC管樁C80混凝土的強(qiáng)度要求的優(yōu)化混凝土配合比。
具體實(shí)施例方式以下列舉具體實(shí)施方式
以進(jìn)一步闡述本發(fā)明，應(yīng)理解，實(shí)例并非用于限制本發(fā)明 的保護(hù)范圍。實(shí)施例的原材料來(lái)源(1)水泥強(qiáng)度等級(jí)52. 511型硅酸鹽水泥。(2)礦渣粉S95?；郀t礦渣粉。(3)細(xì)骨料(砂)細(xì)度模數(shù)為2. 6的中砂，含泥量為0. 6%，泥塊含量為0. 2%。(4)粗骨料(石)5-25mm連續(xù)級(jí)配的碎石(由5_10mm和10-25兩級(jí)配配制而成， 5-10_和10-25的比例為1 4)，含泥量為0. 4%，泥塊含量為0. 1 %。(5)減水劑上海華登HP400高效減水劑、三瑞化學(xué)VIVD-500高效減水劑。(6)早強(qiáng)劑三乙醇胺。(7)激發(fā)劑無(wú)水石膏粉作激發(fā)劑。(8)拌合水采用城市自來(lái)水。實(shí)施例的試驗(yàn)方法(1)力學(xué)性能抗壓強(qiáng)度、劈拉強(qiáng)度、彈性模量以及干燥收縮試驗(yàn)按《水運(yùn)工程混凝土試驗(yàn)規(guī)程》 (JTJ270-98)的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。(2)耐久性電通量試驗(yàn)按《混凝土抗氯離子滲透性標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法》(ASTM C1202)進(jìn)行；擴(kuò)散系 數(shù)試驗(yàn)按《硬化混凝土 快速氯離子侵蝕試驗(yàn)方法》(NT BUILD 443)進(jìn)行。實(shí)施例所采用的蒸汽養(yǎng)護(hù)制度靜停2小時(shí)一升溫控制在20°C /小時(shí)一恒溫7小 時(shí)一降溫控制在20°C /小時(shí)，恒溫溫度為70°C。實(shí)施例1混凝土配合比研究按照下表配制混凝土并進(jìn)行比較，配合比設(shè)計(jì)如表1-1所示。表1-1混凝土配合比設(shè)計(jì)
權(quán)利要求
一種免壓蒸PHC管樁用早強(qiáng)型混凝土，所述混凝土中，每立方米混凝土的制備原料包括下列組分硅酸鹽水泥360 477kg?；郀t礦渣粉50 160kg細(xì)度模數(shù)2.5 3.0的細(xì)骨料 640 720kg最大粒徑不大于25mm的粗骨料1120 1200kg無(wú)水石膏 10 16kg高效減水劑4 7kg水130 145kg。
2.如權(quán)利要求1所述免壓蒸PHC管樁用早強(qiáng)型混凝土，其特征在于，所述細(xì)骨料的含泥 量不大于1. 5wt%，泥塊含量不大于0. 5wt%。
3.如權(quán)利要求1所述免壓蒸PHC管樁用早強(qiáng)型混凝土，其特征在于，所述粗骨料最 大粒徑不大于25mm，針片狀含量不大于5. Owt %，含泥量不大于0. 5wt %，泥塊含量不大于 0. 2wt%。
4.如權(quán)利要求1所述免壓蒸PHC管樁用早強(qiáng)型混凝土，其特征在于，所述減水劑為 HP400高效減水劑。
5.如權(quán)利要求1所述免壓蒸PHC管樁用早強(qiáng)型混凝土，其特征在于，所述硅酸鹽水泥為 水泥強(qiáng)度等級(jí)為52. 5的II型硅酸鹽水泥。
6.如權(quán)利要求1所述免壓蒸PHC管樁用早強(qiáng)型混凝土，其特征在于，所述?；郀t礦渣 粉為S95級(jí)?；郀t礦渣粉。
7.如權(quán)利要求1所述免壓蒸PHC管樁用早強(qiáng)型混凝土，其特征在于，所述早強(qiáng)型混凝土 的水膠比0. 25-0. 30 ；膠凝材料用量小于550kg/m3 ；砂率為36-38%。
8.如權(quán)利要求1-7任一權(quán)利要求所述免壓蒸PHC管樁用早強(qiáng)型混凝土用于制備免壓蒸 PHC管樁。硅酸鹽水泥粒化高爐礦渣粉細(xì)度模數(shù)2. 5-3. 0的細(xì)骨料最大粒徑不大于25mm的粗骨料無(wú)水石膏高效減水劑水1120-1200kg 10-16kg 4-7kg 130-145kg。360-477kg 50-160kg 640-720kg
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種免壓蒸PHC管樁用早強(qiáng)型混凝土，所述混凝土中，每立方米混凝土的制備原料包括下列組分硅酸鹽水泥360-477kg；粒化高爐礦渣粉 50-160kg；細(xì)度模數(shù)2.5-3.0的細(xì)骨料 640-720kg；最大粒徑不大于25mm的粗骨料1120-1200kg；無(wú)水石膏 10-16kg；高效減水劑 4-7kg；水130-145kg。本發(fā)明的混凝土用于制備PHC管樁，可以在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到免壓蒸PHC管樁C80混凝土的抗壓強(qiáng)度要求。
文檔編號(hào)C04B28/08GK101948288SQ20101029908
公開(kāi)日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者周郁賓, 王成啟, 王春明 申請(qǐng)人:中交第三航務(wù)工程局有限公司;中交上海三航科學(xué)研究院有限公司;中交第三航務(wù)工程局有限公司南京分公司