一种掺纤维增强塑料筋的高强混凝土预制桩的生产方法
技术领域
本发明涉及一种掺纤维增强塑料筋的高强混凝土预制桩的生产方法。
背景技术
随着现代建筑物的重要程度的提高以及建筑高度的不断增加,对地基的承载能力提出了更高的要求,天然地基已经不能更好的承担上部建筑物传来的荷载,目前使用钢筋混凝土做地基的基础桩,用压桩机将桩压入地下后成为基础桩,让基础桩上部承载建筑物。其中应力混凝土桩较突出,以其优越的性能被广泛应用于建筑、道路、码头等基础工程建设中。目前市场上生产销售的预应力混凝土预制桩其结构主要由一个预应力钢筋笼骨架、两块端头板、两块抱箍板和混凝土组成,其特性主要为满足竖向承载的要求而设计的,未考虑其水平荷载及竖向抗拔的作用。近来已有将管桩应用至房屋建筑开挖、市政工程开挖、地下建筑物开挖等部分土木工程领域中,但采用现有的生产方法生产出来的预应力混凝土管桩水平抗弯承载力一般、脆性较大、抗拔性能一般,在抗弯及抗拔方面较难满足一些工程设计及实际使用的要求。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足之处,提供一种水平抗弯承载力好、抗拔承载力高、单桩竖向承载力高、抗震能力强、适用于对抗弯、抗拔要求较高的工程的的一种掺纤维增强塑料筋的高强混凝土预制桩的生产方法。
为了达到上述目的,本发明采用以下方案:
一种掺纤维增强塑料筋的高强混凝土预制桩的生产方法,其特征在于包括以下步骤:
A、将多根预应力钢筋环形排列,然后在所述的多根预应力钢筋外侧焊接螺旋筋使其形成预应力钢筋骨架笼;在所述的预应力钢筋骨架笼内设置纤维增强塑料筋,形成复合骨架笼;
B、将步骤A中的复合骨架笼吊放在已清理干净的模具具的下模体内,将连接好抱箍板的端头板分别安装在复合骨架笼的两端;
C、通过混凝土搅拌机将预拌好的混凝土料输送到步骤B中的模具体内;
D、将步骤C中模具的水平放好,对复合骨架笼进行预应力张拉;
E、将张拉好的模具吊放在离心机上进行离心成型,成型后将内壁余浆水倾倒干净;
F、将上述模具吊入蒸汽养护池内进行蒸汽养护,蒸汽温度为75℃以上,养护时间为4小时以上,蒸汽养护完后拆模,即可。
如上所述的一种掺纤维增强塑料筋的高强混凝土预制桩的生产方法,其特征在于完成步骤F的蒸汽养护,拆模后的桩体装入高压釜进行二次养护,养护的温度为170~210℃,蒸汽压力在0.6MPa以上,时间为8~10小时。
如上所述的一种掺纤维增强塑料筋的高强混凝土预制桩的生产方法,其特征在于步骤A中所述的设置纤维增强塑料筋具体为:将多根纤维增强塑料筋环形排列,然后在所述的多根纤维增强塑料筋外侧粘结纤维增强塑料螺旋筋使其形成纤维增强塑料筋骨架笼,将纤维增强塑料筋骨架笼安装在预应力钢筋骨架笼内形成双层复合筋骨架笼。
如上所述的一种掺纤维增强塑料筋的高强混凝土预制桩的生产方法,其特征在于步骤A中所述的设置纤维增强塑料筋具体为:多根纤维增强塑料筋环形布置于所述的预应力钢筋骨架笼的螺旋筋上形成单层复合筋骨架笼。
如上所述的一种掺纤维增强塑料筋的高强混凝土预制桩的生产方法,其特征在于步骤C中混凝土搅拌机将预拌好的混凝土料输送到步骤B中的模具的下模体内,然后合上上模体,锁紧上、下模的锁紧螺丝。
如上所述的一种掺纤维增强塑料筋的高强混凝土预制桩的生产方法,其特征在于步骤C中先合上上模体,锁紧上、下模的锁紧螺丝,然后通过泵送混凝土输送机将混凝土输送至步骤B中的模具体内。
如上所述的一种掺纤维增强塑料筋的高强混凝土预制桩的生产方法,其特征在于所述的所述的纤维增强塑料筋的材质为玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、硼纤维、陶瓷纤维、聚丙烃纤维、PBO有机纤维、金属纤维或混杂纤维中的一种。
如上所述的一种掺纤维增强塑料筋的高强混凝土预制桩的生产方法,其特征在于所述的桩体为圆形或方形或正多边形。
如上所述的一种掺纤维增强塑料筋的高强混凝土预制桩的生产方法,其特征在于所述的预应力钢筋笼骨架的截面为圆形或方形或多边形。
如上所述的一种掺纤维增强塑料筋的高强混凝土预制桩的生产方法,其特征在于所述的纤维增强塑料筋的数量为3~30根,所述的预应力钢筋的数量为3~30根。
如上所述的一种掺纤维增强塑料筋的高强混凝土预制桩的生产方法,其特征在于所述的纤维增强塑料筋笼骨架的截面为圆形或方形或多边形。
如上所述的一种掺纤维增强塑料筋的高强混凝土预制桩的生产方法,其特征在于所述的纤维增强塑料筋笼骨架的直径或边长小于或大于预应力钢筋笼骨架的直径或边长;
如上所述的一种掺纤维增强塑料筋的高强混凝土预制桩的生产方法,其特征在于所述的纤维增强塑料筋的直径与预应力钢筋的直径相同,所述的掺纤维增强塑料筋的数量与预应力钢筋的数量相同。
如上所述的一种掺纤维增强塑料筋的高强混凝土预制桩的生产方法,其特征在于所述的掺纤维增强塑料筋的直径与预应力钢筋的直径不同,所述的掺纤维增强塑料筋的数量与预应力钢筋的数量不同。
综上所述,本发明相对于现有技术其有益效果是:
1、本发明使所生产的成品增加了纤维增强塑料筋或纤维增强塑料筋笼骨架,使其很好的弥补了其抗弯性能及抗拔性能,破坏为脆性破坏,延性差等缺点,同时与混凝土具有较好的粘结性能,从而大大提高了桩身的抗弯承载力、竖向抗拔承载力、竖向承载力、抗震能力,使桩身的整体性能大大的提高,具有较高的性价比,在设计上和使用上方便了许多;
2、由于本发明添加的纤维增强塑料筋具有密度小、轻质、高抗拉强度、耐腐蚀性能好、抗疲劳性能优良、热性能好、热膨胀系数与混凝土接近、抗电、抗磁、耐磨等优点,可在一定程度上改善了高强混凝土预制的腐蚀性问题,大大预制桩的寿命,从而提高了建筑基础的安全性。
3、本发明添加的纤维增强塑料筋属于环保型建筑材料,其价格相比于预应力钢筋及螺纹钢筋低,具有降低钢材的消耗,不仅使工程更加安全同时节约了工程造价。
4、本发明添加的纤维增强塑料筋具有很强的耐腐蚀性,从而扩大了高强混凝土预制桩的应用范围,除可建筑、道路、码头等基础工程建设中广泛使用外,还可在公路、铁路、桥梁等基础设施的边坡维护、边坡防滑,桥墩基础施工,工业和民用建筑的深基坑支护,边坡维护等领域广泛使用。
附图说明
图1为用本发明掺纤维增强塑料筋高强混凝土预制桩的示意图;
图2为图1的透视图;
图3为图1中A-A处的剖面示意图;
图4为图1中B-B处的剖面示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步描述:
实施例1
本发明一种掺纤维增强塑料筋的高强混凝土预制桩的生产方法,包括以下步骤:
A、将多根预应力钢筋51环形排列,然后在所述的多根预应力钢筋51外侧焊接螺旋筋52使其形成预应力钢筋骨架笼5;将多根非纤维增强塑料筋61环形排列,然后在所述的多根纤维增强塑料筋外侧粘结纤维增强塑料螺旋筋62使其形成纤维增强塑料筋骨架笼6,将纤维增强塑料筋骨架笼6安装在预应力钢筋骨架笼5内形成双层复合筋骨架笼;
B、将步骤A中的双层复合筋骨架笼吊放在已清理干净的相应模具具的下模体内,将连接好抱箍板3的端头板2分别安装在双层复合钢筋骨架笼的两端;
C、通过混凝土搅拌机将预拌好的混凝土4放入步骤B中的模具的下模体内,然后合上上模体,锁紧上、下模的锁紧螺丝;
D、将步骤C中模具的水平放好,对双层复合筋骨架笼进行预应力张拉;
E、将张拉好的模具吊放在离心机上进行离心成型,成型后将内壁余浆水倾倒干净;
F、将上述模具吊入蒸汽养护池内进行蒸汽养护,蒸汽温度为75℃以上,养护时间为4小时以上,蒸汽养护完后拆模,即可。
实施例2
本发明一种掺纤维增强塑料筋的高强混凝土预制桩的生产方法,包括以下步骤:
A、将多根预应力钢筋51环形排列,然后在所述的多根预应力钢筋51外侧焊接螺旋筋52使其形成预应力钢筋骨架笼5;将多根非纤维增强塑料筋61环形布置于所述的预应力钢筋骨架笼5的螺旋筋52上形成单层复合筋骨架笼;
B、将步骤A中的单层复合筋骨架笼吊放在已清理干净的相应模具具的下模体内,将连接好抱箍板3的端头板2分别安装在单层复合筋骨架笼的两端;
C、先合上上模体,锁紧上、下模的锁紧螺丝,然后通过泵送混凝土输送机将混凝土4送入步骤B中的模具体内;
D、将步骤C中模具的水平放好,对单层复合筋骨架笼进行预应力张拉;
E、将张拉好的模具吊放在离心机上进行离心成型,成型后将内壁余浆水倾倒干净;
F、将上述模具吊入蒸汽养护池内进行蒸汽养护,蒸汽温度为75℃以上,养护时间为4小时以上,蒸汽养护完后拆模,将上述掺纤维增强塑料筋61的高强混凝土预制桩成品再装入高压釜进行二次养护,养护的温度为170~210℃,蒸汽压力在0.6MPa以上,时间为8~10小时。
实施例3
本发明方法生产的一种掺纤维增强塑料筋的高强混凝土预制桩,具体为空心圆形桩,两头有圆形端头板2,板厚为20mm,外径为500mm,其内径为250mm,桩身长度为10m。预应力钢筋骨架笼5的直径为406mm,纤维增强塑料筋骨架笼6的直径为306mm,预应力钢筋51可采用十根直径为10.7mm,长度为10m的预应力混凝土用钢棒,螺旋筋7采用6.0mm的冷拔丝。纤维增强塑料筋6可采用10根直径为12mm,长度为8m~9.7m的玻璃纤维筋,纤维增强塑料螺旋筋62采用6.0mm的玻璃纤维筋。可采用传统配方设计混凝土4强度等级为C60或C80。两端的端头板2与预应力钢筋骨架笼5连结,预应力钢筋骨架笼5由同等长度的预应力钢筋51经滚焊后组成。纤维增强塑料筋骨架笼6由同等长度的纤维增强塑料筋61经与纤维增强塑料螺旋筋62粘结后组成。两端的端头板2同预应力钢筋骨架笼5方向有厚度为2mm,宽度为20mm的抱箍板3,连接好端头板2的双层钢筋笼放入圆形模具内,将上下模合紧后进行张拉,通过混凝土泵送机将混凝土4输送至模具体内,然后放至离心机上离心成型,整个离心工艺分为低速、低中速、中速、高速四个过程,离心完后,将离心排挤后的水份倾斜干净,连模一起放入蒸汽养护池内养护四个小时,蒸汽温度为85℃,形成一个外圆形,内腔为圆形的圆形离心桩。此时混凝土强度为65Mpa,混凝土延性此时最好,如须进一步提高混凝土强度,可继续用一种耐高温高压的容器进行养护,俗称蒸压釜。压力调整为0.95Map,时间为8小时,圆形桩此时的混凝土强度可达95MPa左右,即可。待冷却后即可出厂运往工地施打。
实施例4
本发明方法生产的一种掺纤维增强塑料筋的高强混凝土预制桩,具体为空心圆形桩,两头有圆形端头板2,板厚为20mm,外径为500mm,其内径为250mm,桩身长度为10m。预应力钢筋骨架笼5的直径为406mm,纤维增强塑料筋骨架笼6的直径为306mm,预应力钢筋51可采用十二根直径为10.7mm,长度为10m的预应力混凝土用钢棒,螺旋筋7采用6.0mm的冷拔丝。纤维增强塑料螺旋筋62采用6.0mm的碳纤维筋。将所述的纤维增强塑料螺旋筋62环形缠绕在所述的螺旋筋7上。可采用传统配方设计混凝土4强度等级为C60或C80。两端的端头板2与预应力钢筋骨架笼5连结,预应力钢筋骨架笼5由同等长度的预应力钢筋51经滚焊后组成。两端的端头板2同预应力钢筋骨架笼5方向有厚度为2mm,宽度为20mm的抱箍板3,连接好端头板2的复合钢筋笼放入圆形模具内,将上下模合紧后进行张拉,通过混凝土泵送机将混凝土4输送至模具体内,然后放至离心机上离心成型,整个离心工艺分为低速、低中速、中速、高速四个过程,离心完后,将离心排挤后的水份倾斜干净,连模一起放入蒸汽养护池内养护四个小时,蒸汽温度为85℃,形成一个外方形,内腔为方形的方形离心桩。此时混凝土强度为68Mpa,混凝土延性此时最好,如须进一步提高混凝土强度,可继续用一种耐高温高压的容器进行养护,俗称蒸压釜。压力调整为0.6Map,时间为8小时,圆形桩此时的混凝土强度可达95MPa左右,即可。待冷却后即可出厂运往工地施打。
实施例5
本发明方法生产的一种掺纤维增强塑料筋的高强混凝土预制桩,具体为空心圆形桩,两头有圆形端头板2,板厚为20mm,外径为500mm,其内径为250mm,桩身长度为10m。预应力钢筋骨架笼5的直径为406mm,纤维增强塑料筋骨架笼6的直径为306mm,预应力钢筋51可采用十根直径为10.7mm,长度为10m的预应力混凝土用钢棒,螺旋筋7采用6.0mm的冷拔丝。纤维增强塑料筋6可采用10根直径为12mm,长度为8m~9.7m的芳纶纤维筋,纤维增强塑料螺旋筋62采用6.0mm的芳纶纤维筋。可采用传统配方设计混凝土4强度等级为C60或C80。两端的端头板2与预应力钢筋骨架笼5连结,预应力钢筋骨架笼5由同等长度的预应力钢筋51经滚焊后组成。纤维增强塑料筋骨架笼6由同等长度的纤维增强塑料筋61经与纤维增强塑料螺旋筋62粘结后组成。两端的端头板2同预应力钢筋骨架笼5方向有厚度为2mm,宽度为20mm的抱箍板3,连接好端头板2的双层钢筋笼放入圆形模具内,将上下模合紧后进行张拉,通过混凝土泵送机将混凝土4输送至模具体内,然后放至离心机上离心成型,整个离心工艺分为低速、低中速、中速、高速四个过程,离心完后,将离心排挤后的水份倾斜干净,连模一起放入蒸汽养护池内养护四个小时,蒸汽温度为85℃,形成一个外圆形,内腔为圆形的圆形离心桩。此时混凝土强度为65Mpa,混凝土延性此时最好,如须进一步提高混凝土强度,可继续用一种耐高温高压的容器进行养护,俗称蒸压釜。压力调整为0.75Map,时间为9小时,圆形桩此时的混凝土强度可达95MPa左右,即可。待冷却后即可出厂运往工地施打。
实施例6
本发明方法生产的一种掺纤维增强塑料筋的高强混凝土预制桩,具体为空心圆形桩,两头有圆形端头板2,板厚为20mm,外径为500mm,其内径为250mm,桩身长度为10m。预应力钢筋骨架笼5的直径为406mm,纤维增强塑料筋骨架笼6的直径为306mm,预应力钢筋51可采用十二根直径为10.7mm,长度为10m的预应力混凝土用钢棒,螺旋筋7采用6.0mm的冷拔丝。纤维增强塑料螺旋筋62采用6.0mm的玄武岩纤维筋。将所述的纤维增强塑料螺旋筋62环形缠绕在所述的螺旋筋7上。可采用传统配方设计混凝土4强度等级为C60或C80。两端的端头板2与预应力钢筋骨架笼5连结,预应力钢筋骨架笼5由同等长度的预应力钢筋51经滚焊后组成。两端的端头板2同预应力钢筋骨架笼5方向有厚度为2mm,宽度为20mm的抱箍板3,连接好端头板2的复合钢筋笼放入圆形模具内,将上下模合紧后进行张拉,通过混凝土泵送机将混凝土4输送至模具体内,然后放至离心机上离心成型,整个离心工艺分为低速、低中速、中速、高速四个过程,离心完后,将离心排挤后的水份倾斜干净,连模一起放入蒸汽养护池内养护四个小时,蒸汽温度为85℃,形成一个外方形,内腔为方形的方形离心桩。此时混凝土强度为70Mpa,混凝土延性此时最好,如须进一步提高混凝土强度,可继续用一种耐高温高压的容器进行养护,俗称蒸压釜。压力调整为0.8Map,时间为10小时,圆形桩此时的混凝土强度可达95MPa左右,即可。待冷却后即可出厂运往工地施打。
实施例7
本发明方法生产的一种掺纤维增强塑料筋的高强混凝土预制桩,具体为空心圆形桩,两头有圆形端头板2,板厚为20mm,外径为500mm,其内径为250mm,桩身长度为10m。预应力钢筋骨架笼5的直径为406mm,纤维增强塑料筋骨架笼6的直径为306mm,预应力钢筋51可采用十根直径为10.7mm,长度为10m的预应力混凝土用钢棒,螺旋筋7采用6.0mm的冷拔丝。纤维增强塑料筋6可采用10根直径为12mm,长度为8m~9.7m的聚丙烃纤维筋,纤维增强塑料螺旋筋62采用6.0mm的PBO有机纤维筋。可采用传统配方设计混凝土4强度等级为C60或C80。两端的端头板2与预应力钢筋骨架笼5连结,预应力钢筋骨架笼5由同等长度的预应力钢筋51经滚焊后组成。纤维增强塑料筋骨架笼6由同等长度的纤维增强塑料筋61经与纤维增强塑料螺旋筋62粘结后组成。两端的端头板2同预应力钢筋骨架笼5方向有厚度为2mm,宽度为20mm的抱箍板3,连接好端头板2的双层钢筋笼放入圆形模具内,将上下模合紧后进行张拉,通过混凝土泵送机将混凝土4输送至模具体内,然后放至离心机上离心成型,整个离心工艺分为低速、低中速、中速、高速四个过程,离心完后,将离心排挤后的水份倾斜干净,连模一起放入蒸汽养护池内养护四个小时,蒸汽温度为85℃,形成一个外圆形,内腔为圆形的圆形离心桩。此时混凝土强度为68Mpa,混凝土延性此时最好,如须进一步提高混凝土强度,可继续用一种耐高温高压的容器进行养护,俗称蒸压釜。压力调整为0.95Map,时间为10小时,圆形桩此时的混凝土强度可达95MPa左右,即可。待冷却后即可出厂运往工地施打。
实施例8
本发明方法生产的一种掺纤维增强塑料筋的高强混凝土预制桩,具体为空心圆形桩,两头有圆形端头板2,板厚为20mm,外径为500mm,其内径为250mm,桩身长度为10m。预应力钢筋骨架笼5的直径为406mm,纤维增强塑料筋骨架笼6的直径为306mm,预应力钢筋51可采用十二根直径为10.7mm,长度为10m的预应力混凝土用钢棒,螺旋筋7采用6.0mm的冷拔丝。纤维增强塑料螺旋筋62采用6.0mm的陶瓷纤维筋。将所述的纤维增强塑料螺旋筋62环形缠绕在所述的螺旋筋7上。可采用传统配方设计混凝土4强度等级为C60或C80。两端的端头板2与预应力钢筋骨架笼5连结,预应力钢筋骨架笼5由同等长度的预应力钢筋51经滚焊后组成。两端的端头板2同预应力钢筋骨架笼5方向有厚度为2mm,宽度为20mm的抱箍板3,连接好端头板2的复合钢筋笼放入圆形模具内,将上下模合紧后进行张拉,通过混凝土泵送机将混凝土4输送至模具体内,然后放至离心机上离心成型,整个离心工艺分为低速、低中速、中速、高速四个过程,离心完后,将离心排挤后的水份倾斜干净,连模一起放入蒸汽养护池内养护四个小时,蒸汽温度为85℃,形成一个外方形,内腔为方形的方形离心桩。此时混凝土强度为68Mpa,混凝土延性此时最好,如须进一步提高混凝土强度,可继续用一种耐高温高压的容器进行养护,俗称蒸压釜。压力调整为0.6Map,时间为8小时,圆形桩此时的混凝土强度可达95MPa左右,即可。待冷却后即可出厂运往工地施打。