CN102198696B - 一种高强高性能混凝土管桩的制备方法 - Google Patents

一种高强高性能混凝土管桩的制备方法 Download PDF

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本发明涉及一种混凝土管桩的制备方法。一种高强高性能混凝土管桩的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：1)、高强高性能混凝土的制备：按各原料的配比为：硅酸盐水泥340-500kg/m3、矿粉25-110kg/m3、偏高岭土30-90kg/m3、减水剂6-13kg/m3、河沙550-800kg/m3、碎石1200-1400kg/m3、水110-140kg/m3，将硅酸盐水泥、矿粉、偏高岭土、减水剂、河沙、碎石和水混合搅拌，得到高强高性能混凝土；2)带桩头的钢筋笼的制作，然后将带桩头的钢筋笼放入模具中；3)布料；4)然后进行纵向张拉；5)将张拉后的带料桩模放在离心机上离心成型；6)养护；7)拆模：养护后拆模，然后进行自然停放，得到高强高性能混凝土管桩。本发明的方法具有节能的特点。

Description

一种高强高性能混凝土管桩的制备方法
技术领域
本发明属于无机非金属材料工程领域，具体涉及一种混凝土管桩的制备方法。
背景技术
预应力高强混凝土管桩以其桩身质量可靠、经济实用、适应性强、环保、方便施工、施工工期短、造价较低等优点，广泛应用于工业与民用建筑、铁路、港口码头、水利、桥梁等工程项目中。
传统的预应力高强混凝土管桩生产多使用磨细石英砂作为掺合料，采用先张法预应力和混凝土离心脱水成型工艺，经常压蒸汽和高温高压蒸汽二次水热养护工艺而成。其常压蒸汽养护过程采用85℃常压蒸汽养护4小时；压蒸养护过程需要添加蒸压釜设备，采用200℃蒸汽、1MPa压强下进行6小时左右的养护，该过程能耗较高，是管桩生产过程中能耗最大的一个环节。开发一种低能耗的高强高性能混凝土管桩制备技术具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高强高性能混凝土管桩的制备方法，该方法具有节能的特点。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种高强高性能混凝土管桩的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
1)、高强高性能混凝土的制备：
按各原料的配比为：硅酸盐水泥340-500kg/m3、矿粉25-110kg/m3、偏高岭土30-90kg/m3、减水剂6-13kg/m3、河沙550-800kg/m3、碎石1200-1400kg/m3、水110-140kg/m3，选取硅酸盐水泥、矿粉、偏高岭土、减水剂、河沙、碎石和水；将硅酸盐水泥、矿粉、偏高岭土、减水剂、河沙、碎石和水混合搅拌，得到高强高性能混凝土；
2)带桩头的钢筋笼的制作(采用现有制作工艺)，然后将带桩头的钢筋笼放入模具中；
3)布料(采用现有公知技术)：向下半模具中浇注准备好的高强高性能混凝土，然后将上半模具与下半模具合上，拧紧连接螺栓(即合模，变成整体性良好的带料桩模)，形成带料桩模；带料桩模两端的张拉螺杆上旋上张拉螺母；
4)然后进行纵向张拉(采用现有公知技术)：对带桩头的钢筋笼进行整体张拉；
5)将张拉后的带料桩模放在离心机上离心成型(采用现有技术)；
6)养护：
①静停：混凝土成型后在尚有余热(大约30-40℃)的养护池中静置3-8小时；
②升温：静停后进行常压蒸汽养护，养护池温度由30-40℃升至60-95℃，升温速率为15-30℃/小时；
③保温：混凝土在60-95℃的常压蒸汽养护池中恒温6-10小时；
④降温：保温结束后，混凝土由60-95℃降至室温，降温速率为20-30℃/小时；
7)拆模：养护后拆模，然后进行自然停放，得到高强高性能混凝土管桩。
所述硅酸盐水泥为各种强度等级市售的硅酸盐水泥。
所述偏高岭土由高岭土在650-800℃温度煅烧2-4小时后经粉磨制成，比表面积≥10000m2/kg。
所述矿粉为市售，比表面积≥350m2/kg。
所述碎石为市售，碎石级配连续，压碎值≤12％，最大粒径≤30mm。
所述河沙为市售，最大粒径为5mm，细度模数为2.7-3.2。
所述减水剂为市售，具体为聚羧酸系高效减水剂或萘系减水剂，减水率≥23％。
本发明的有益效果是：
1)采用本发明的混凝土的配比，不经过高能耗的压蒸养护过程，养护过程耗用的时间与以前工艺过程相当，即可达到与原工艺制造的管桩相当的力学性能，并且其耐久性优异，能满足多种服役环境下的使用。与传统预应力高强混凝土管桩养护能耗相比，采用本发明高强高性能管桩混凝土的制备方法可实现节能40％-70％。
2)采用本发明混凝土节能制备技术，混凝土1天强度达80MPa，7天和28天强度超过90MPa；采用本发明的制备方法，混凝土具有良好的体积稳定性和耐久性能(具有良好的抗渗透、抗侵蚀和抗冻融循环等耐久性能)。
具体实施方式
实施例1：
一种高强高性能混凝土管桩的制备方法，它包括如下步骤：
1)、高强高性能混凝土的制备：
按下表称取原材料(单位：kg/m3)
  水泥   偏高岭土   矿粉   碎石   砂   水   减水剂
  423.5   44.0   82.5   1205.5   568.0   126.5   7.7
其中：
水泥：市售，型号为P.II 52.5硅酸盐水泥；
偏高岭土：由高岭土在750℃温度煅烧2.5小时后经粉磨制得，比表面积为14000m2/kg；
矿粉：市售，比表面积为410m2/kg；
碎石：市售，碎石级配连续，压碎值为8％，最大粒径为30mm；
砂：市售河沙，最大粒径为5mm，细度模数为2.9；
减水剂：市售，聚羧酸系高效减水剂，减水率为30％。
将水泥、偏高岭土、矿粉和砂混合后搅拌均匀，加入水和减水剂并充分搅拌成流动性良好的砂浆，加入碎石，搅拌均匀后出料，得到高强高性能混凝土；
2)带桩头的钢筋笼的制作(采用现有制作工艺)，然后将带桩头的钢筋笼放入模具中；
3)布料(装模，采用现有公知技术)：向下半模具中浇注准备好的高强高性能混凝土，振捣密实，然后将上半模具与下半模具合上，拧紧连接螺栓(即合模，变成整体性良好的带料桩模)，形成带料桩模；带料桩模两端的张拉螺杆上旋上张拉螺母；
4)然后进行纵向张拉(采用现有公知技术)：对带桩头的钢筋笼进行整体张拉；
5)将张拉后的带料桩模放在离心机上离心成型(采用现有技术)；
6)养护：
①静停：混凝土成型后在尚有余热(大约为30℃)的养护池中静置5小时；
②升温：静停后进行常压蒸汽养护，养护池温度由30℃升至60℃，升温速率为15℃/小时；
③保温：混凝土在60℃的常压蒸汽养护池中恒温6小时；
④降温：保温结束后，混凝土由60℃降至室温，降温速率为20℃/小时；
7)拆模：养护后拆模，然后进行自然停放，得到高强高性能混凝土管桩。
实施例2：
一种高强高性能混凝土管桩的制备方法，它包括如下步骤：
1)、高强高性能混凝土的制备：
按下表称取原材料(单位：kg/m3)
  水泥   偏高岭土   矿粉   碎石   砂   水   减水剂
  350.0   90.0   110.0   1205.5   568.0   126.5   11.0
其中：
水泥：市售，型号为P.II 52.5硅酸盐水泥；
偏高岭土：由高岭土在700℃温度煅烧2小时后经粉磨制得，比表面积为15000m2/kg；
矿粉：市售，比表面积为450m2/kg；
碎石：市售，碎石级配连续，压碎值为12％，最大粒径为26.5mm；
砂：市售河沙，最大粒径为5mm，细度模数为2.9；
减水剂：市售，萘系减水剂，减水率为23％。
将水泥、偏高岭土、矿粉和砂混合后搅拌均匀，加入水和减水剂并充分搅拌成流动性良好的砂浆，加入碎石，搅拌均匀后出料，得到高强高性能混凝土；
2)带桩头的钢筋笼的制作(采用现有制作工艺)，然后将带桩头的钢筋笼放入模具中；
3)布料(装模，采用现有公知技术)：向下半模具中浇注准备好的高强高性能混凝土，振捣密实；然后将上半模具与下半模具合上，拧紧连接螺栓(即合模，变成整体性良好的带料桩模)，形成带料桩模；带料桩模两端的张拉螺杆上旋上张拉螺母；
4)然后进行纵向张拉(采用现有公知技术)：对带桩头的钢筋笼进行整体张拉；
5)将张拉后的带料桩模放在离心机上离心成型(采用现有技术)；
6)养护：
①静停：混凝土成型后在尚有余热(大约为40℃)的养护池中静置4小时；
②升温：静停后进行常压蒸汽养护，养护池温度由40℃经2h升至75℃，升温速率为17.5℃/小时；
③保温：混凝土在75℃的常压蒸汽养护池中恒温6小时；
④降温：保温结束后，混凝土由75℃降至室温，降温速率为25℃/小时；
7)拆模：养护后拆模，然后进行自然停放，得到高强高性能混凝土管桩。
实施例3：
一种高强高性能混凝土管桩的制备方法，它包括如下步骤：
1)、高强高性能混凝土的制备：
按下表称取原材料(单位：kg/m3)
  水泥   偏高岭土   矿粉   碎石   砂   水   减水剂
  382.5   51.0   76.5   1305.5   550.0   112.2   13.0
其中：
水泥：市售，型号为P.II 52.5硅酸盐水泥；
偏高岭土：由高岭土在750℃温度煅烧2.5小时后经粉磨制得，比表面积为10000m2/kg；
矿粉：市售，比表面积为460m2/kg；
碎石：市售，碎石级配连续，压碎值为8％，最大粒径为20mm；
砂：市售河沙，最大粒径为5mm，细度模数为2.9；
减水剂：市售，萘系减水剂，减水率为23％。
将水泥、偏高岭土、矿粉和砂混合后搅拌均匀，加入水和减水剂并充分搅拌成流动性良好的砂浆，加入碎石，搅拌均匀后出料，得到高强高性能混凝土；
2)带桩头的钢筋笼的制作(采用现有制作工艺)，然后将带桩头的钢筋笼放入模具中；
3)布料(采用现有公知技术)：向下半模具中浇注准备好的高强高性能混凝土，振捣密实；然后将上半模具与下半模具合上，拧紧连接螺栓(即合模，变成整体性良好的带料桩模)，形成带料桩模；带料桩模两端的张拉螺杆上旋上张拉螺母；
4)然后进行纵向张拉(采用现有公知技术)：对带桩头的钢筋笼进行整体张拉；
5)将张拉后的带料桩模放在离心机上离心成型(采用现有技术)；
6)养护：
①静停：混凝土成型后在尚有余热(大约为40℃)的养护池中静置4小时；
②升温：静停后进行常压蒸汽养护，养护池温度由40℃经2h升至70℃，升温速率为15℃/小时；
③保温：混凝土在70℃的常压蒸汽养护池中恒温6小时；
④降温：保温结束后，混凝土由70℃降至室温，降温速率为22.5℃/小时；
7)拆模：养护后拆模，然后进行自然停放，得到高强高性能混凝土管桩。
实施例4：
一种高强高性能混凝土管桩的制备方法，它包括如下步骤：
1)、高强高性能混凝土的制备：
按下表称取原材料(单位：kg/m3)
  水泥   偏高岭土   矿粉   碎石   砂   水   减水剂
  340.0   48.0   86.4   1285.7   605.0   117.3   12.0
其中：
水泥：市售，型号为P.II 52.5硅酸盐水泥；
偏高岭土：由高岭土在750℃温度煅烧2小时后经粉磨制得，比表面积为14000m2/kg；
矿粉：市售，比表面积为350m2/kg；
碎石：市售，碎石级配连续，压碎值为8％，最大粒径为20mm；
砂：市售河沙，最大粒径为5mm，细度模数为2.7；
减水剂：市售，萘系减水剂，减水率为23％。
将水泥、偏高岭土、矿粉和砂混合后搅拌均匀，加入水和减水剂并充分搅拌成流动性良好的砂浆，加入碎石，搅拌均匀后出料，得到高强高性能混凝土；
2)带桩头的钢筋笼的制作(采用现有制作工艺)，然后将带桩头的钢筋笼放入模具中；
3)布料(或称装模，采用现有公知技术)：向下半模具中浇注准备好的高强高性能混凝土，振捣密实；然后将上半模具与下半模具合上，拧紧连接螺栓(即合模，变成整体性良好的带料桩模)，形成带料桩模；带料桩模两端的张拉螺杆上旋上张拉螺母；
4)然后进行纵向张拉(采用现有公知技术)：对带桩头的钢筋笼进行整体张拉；
5)将张拉后的带料桩模放在离心机上离心成型(采用现有技术)；
6)养护：
①静停：混凝土成型后在尚有余热(大约为35℃)的养护池中静置5小时；
②升温：静停后进行常压蒸汽养护，养护池温度由35℃升至95℃，升温速率为30℃/小时；
③保温：混凝土在95℃的常压蒸汽养护槽中恒温6小时；
④降温：保温结束后，混凝土由95℃降至室温，降温速率为30℃/小时；
7)拆模：养护后拆模，然后进行自然停放，得到高强高性能混凝土管桩。
实施例5：
一种高强高性能混凝土管桩的制备方法，它包括如下步骤：
1)、高强高性能混凝土的制备：
按下表称取原材料(单位：kg/m3)
  硅酸盐水泥   偏高岭土   矿粉   碎石   河沙   水   减水剂
  400   30   30   1305   800   110   6
其中：
所述硅酸盐水泥为强度等级42.5市售的硅酸盐水泥。
所述偏高岭土由高岭土在650℃温度煅烧4小时后经粉磨制成，比表面积为15000m2/kg。
所述矿粉为市售，比表面积为460m2/kg。
所述碎石为市售，碎石级配连续，压碎值为8％，最大粒径为30mm。
所述河沙为市售，最大粒径为5mm，细度模数为3.2。
所述减水剂为市售，具体为聚羧酸系高效减水剂，减水率为30％。
2)带桩头的钢筋笼的制作(采用现有制作工艺)，然后将带桩头的钢筋笼放入模具中；
3)布料(采用现有公知技术)：向下半模具中浇注准备好的高强高性能混凝土，然后将上半模具与下半模具合上，拧紧连接螺栓(即合模，变成整体性良好的带料桩模)，形成带料桩模；带料桩模两端的张拉螺杆上旋上张拉螺母；
4)然后进行纵向张拉(采用现有公知技术)：对带桩头的钢筋笼进行整体张拉；
5)将张拉后的带料桩模放在离心机上离心成型(采用现有技术)；
6)养护：
①静停：混凝土成型后在尚有余热(大约为40℃)的养护池中静置8小时；
②升温：静停后进行常压蒸汽养护，养护池温度由40℃升至70℃，升温速率为15℃/小时；
③保温：混凝土在70℃的常压蒸汽养护池中恒温10小时；
④降温：保温结束后，混凝土由70℃降至室温，降温速率为20℃/小时；
7)拆模：养护后拆模，然后进行自然停放，得到高强高性能混凝土管桩。
实施例6：
一种高强高性能混凝土管桩的制备方法，它包括如下步骤：
1)、高强高性能混凝土的制备：
按下表称取原材料(单位：kg/m3)
  硅酸盐水泥   偏高岭土   矿粉   碎石   河沙   水   减水剂
  500   30   25   1400   620   140   13
其中：
所述硅酸盐水泥为各种强度等级市售的硅酸盐水泥。
所述偏高岭土由高岭土在800℃温度煅烧2小时后经粉磨制成，比表面积为10000m2/kg。
所述矿粉为市售，比表面积为460m2/kg。
所述碎石为市售，碎石级配连续，压碎值为8％，最大粒径为20mm。
所述河沙为市售，最大粒径为5mm，细度模数为2.9。
所述减水剂为市售，具体为萘系减水剂，减水率为30％。
2)带桩头的钢筋笼的制作(采用现有制作工艺)，然后将带桩头的钢筋笼放入模具中；
3)布料(采用现有公知技术)：向下半模具中浇注准备好的高强高性能混凝土，然后将上半模具与下半模具合上，拧紧连接螺栓(即合模，变成整体性良好的带料桩模)，形成带料桩模；带料桩模两端的张拉螺杆上旋上张拉螺母；
4)然后进行纵向张拉(采用现有公知技术)：对带桩头的钢筋笼进行整体张拉；
5)将张拉后的带料桩模放在离心机上离心成型(采用现有技术)；
6)养护：
①静停：混凝土成型后在尚有余热(大约为35℃)的养护池中静置3小时；
②升温：静停后进行常压蒸汽养护，养护池温度由35℃升至95℃，升温速率为30℃/小时；
③保温：混凝土在95℃的常压蒸汽养护池中恒温6小时；
④降温：保温结束后，混凝土由95℃降至室温，降温速率为30℃/小时；
7)拆模：养护后拆模，然后进行自然停放，得到高强高性能混凝土管桩。

Claims (6)

1.一种高强高性能混凝土管桩的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
1）、高强高性能混凝土的制备：
按各原料的配比为：硅酸盐水泥340-500 kg/m3、矿粉25-110 kg/m3、偏高岭土30-90 kg/m3、减水剂6-13 kg/m3、河沙550-800 kg/m3、碎石1200-1400 kg/m3、水110-140 kg/m3，选取硅酸盐水泥、矿粉、偏高岭土、减水剂、河沙、碎石和水；将硅酸盐水泥、矿粉、偏高岭土、减水剂、河沙、碎石和水混合搅拌，得到高强高性能混凝土；
2）带桩头的钢筋笼的制作，然后将带桩头的钢筋笼放入模具中；
3）布料：向下半模具中浇注准备好的高强高性能混凝土，然后将上半模具与下半模具合上，拧紧连接螺栓，形成带料桩模；带料桩模两端的张拉螺杆上旋上张拉螺母；
4）然后进行纵向张拉：对带桩头的钢筋笼进行整体张拉；
5）将张拉后的带料桩模放在离心机上离心成型；
6）养护：
①静停：混凝土成型后在尚有余热的养护池中静置3-8小时；
②升温：静停后进行常压蒸汽养护，养护池温度由30-40℃升至60-95℃，升温速率为15-30℃/小时；
③保温：混凝土在60-95℃的常压蒸汽养护池中恒温6-10小时；
④降温：保温结束后，混凝土由60-95℃降至室温，降温速率为20-30℃/小时；
7）拆模：养护后拆模，然后进行自然停放，得到高强高性能混凝土管桩。
2.根据权利要求1所述的一种高强高性能混凝土管桩的制备方法，其特征在于：所述偏高岭土由高岭土在650-800℃温度煅烧2-4小时后经粉磨制成，比表面积≥10000m2/kg。
3.根据权利要求1所述的一种高强高性能混凝土管桩的制备方法，其特征在于：所述矿粉的比表面积≥350m2/kg。
4.根据权利要求1所述的一种高强高性能混凝土管桩的制备方法，其特征在于：所述碎石级配连续，压碎值≤12%，最大粒径≤30mm。
5.根据权利要求1所述的一种高强高性能混凝土管桩的制备方法，其特征在于：所述河沙的最大粒径为5mm，细度模数为2.7-3.2。
6.根据权利要求1所述的一种高强高性能混凝土管桩的制备方法，其特征在于：所述减水剂为聚羧酸系高效减水剂或萘系减水剂，减水率≥23%。
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