CN102491688A - 一种管桩混凝土材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种管桩混凝土材料，属于混凝土材料技术领域。本发明由未经过水洗脱盐的海砂为细骨料，加水、水泥、磨细石英砂、粉煤灰、石子搅拌而成。其中每立方米混凝土内胶凝材料的重量份数为：水泥300±20份、磨细石英砂80±20份、粉煤灰50±20份、海砂640±40、小石子400±50份、大石子1000±50份、占胶凝材料总重量份数3.5%-4%的减水剂以及适量的水。优点是：该管桩混凝土可以直接利用海砂，并不需要对其进行脱盐处理，该发明的应用既解决了建筑用砂资源短缺的供需矛盾问题，又避免了河砂过度开采造成河床严重下切的问题，还可以节约宝贵的淡水资源，有利于降低生产成本，节约能源，保护生态环境。

Description

一种管桩混凝土材料
技术领域
 本发明属于混凝土材料领域，特别涉及天然海砂在管桩混凝土中的应用。
背景技术
近年来，随着我国基础设施建设规模的不断加大，作为混凝土细骨料的建筑用砂的需求量日益增加。江河是建筑用砂的主要来源，但由于受到资源和环境影响的限制，江（河）砂的供应无法完全满足建设的需求。据有关资料统计：珠江三角洲每年河砂的需求量是8000万m3 ，从20世纪80年代中期以来珠江三角洲河道年均采砂量约5575万m3；长江每年用于建筑的采砂量约为4000万t，为保持长江中下游干流河床冲淤平衡，每年可开采江砂约为3000万t左右，按照《长江河道采砂管理条例》确定的年开采量为3400万t，远不能满足建筑用砂的需求。由于江（河）砂短缺,价格上涨，在经济利益的驱使下，许多地方出现了乱采乱挖的现象，由此造成了极为严重的后果。一方面，河道过度采砂，不但破坏防洪堤坝的稳定，甚至引发堤坝坍塌等事故，更会使河床严重下切，降低了原有取、排水工程效能的发挥,还破坏了水环境。另一方面，可供应的河砂含泥量过高对混凝土的体积稳定性影响很大， 2009年以来许多混凝土桩杆企业由于河砂含泥量高的问题导致的成品管桩开裂现象越来越多，造成很大损失。建筑用砂的供需矛盾越来越激烈，因此有必要寻找其它砂源替代河砂。
1999 年国土资源部发布了《关于加强海砂开采管理的通知》，在保护海洋环境的前提下，允许有序地开发海砂资源，以解决建筑用砂问题。我国海岸线长，沿海地区海砂资源丰富，据统计，各类砂体面积达34.2万km2，浅海砂资源存量1.6万亿t，挖掘潜力巨大，且具有分选好、分布集中的特点，适合大规模工业化开采，同时海运费用低，如对其进行合理地开采、科学利用，不仅有利于缓解河砂的过度开采，保证防洪和城市供水的安全，而且有利于海砂在混凝土中的健康使用，保障人民群众的生命财产安全，同时也是解决资源枯竭与经济建设需求之间矛盾的良好方法。
发明内容
本发明的目的是利用不需要对其进行脱盐处理的海砂，既能解决建筑用砂资源短缺的供需矛盾问题，又能避免河砂过度开采造成河床严重下切的问题。
本发明采用的技术方案是：一种管桩混凝土材料，其特征是每立方米混凝土内胶凝材料的份数为：水泥300±20份、磨细石英砂80±20份、粉煤灰50±20份、未经过水洗脱盐的海砂640±40、小石子400±50份、大石子1000±50份，再加占胶凝材料总重量份数3.5%-4%的减水剂以及适量的水。   
本发明采用的水泥为等级42.5级的硅酸盐水泥。
本发明采用的磨细石英砂和Ⅱ级粉煤灰的比表面积≥420m2/kg
本发明采用的的海砂的细度模数为2.2.-3.0。
本发明采用的小石子的粒径为5-10mm。
本发明采用的大石子的粒径为10-25mm。
本发明采用的减水剂为延顺牌UNF-5高效减水剂。
本发明的新型管桩混凝土材料的制备步骤如下：
按质量比称取各组分，加水用搅拌机搅拌成混合料，再将混合料步入管桩钢模中，经离心成型，初始蒸汽养护6小时，二次压蒸养护8小时。
本发明具有以下技术优势：
1）      管桩混凝土有极低的水胶比。随着水胶比降低，孔隙率减少，混凝土的密实度提高，外界水分和氧气不易扩散到混凝土内部并降低氯离子的渗透速率。
2）      管桩混凝土特有的养护工艺。管桩混凝土在高温高压蒸汽养护时，海砂中的氯盐就会被水蒸汽稀释同时由混凝土的内部向外表面迁移，由于管桩混凝土需要经过两次蒸汽养护，海砂混凝土内部的氯盐几乎完全被带离，只有很小一部分残留在了管桩混凝土的外表面，绝大部分随着水蒸气被带走，留在了冷凝水中。这种有害离子随着水蒸气迁移的现象大大降低了海砂中氯盐对钢筋锈蚀的危害。
3）      管桩应用环境的特殊性。管桩作为建筑桩基础，一般深埋于地下，地下氧气浓度低，再加之管桩混凝土的高密实度使得外界水分很难入侵到其内部，管桩混凝土中的钢筋也很难发生锈蚀，具有足够的安全性。
4）       多组分矿物掺和料的改良效应。矿粉、粉煤灰的充填行为、超叠加效应及其与水泥水化产物的二次水化使得水泥石结构致密化，从长龄期考虑能够很好抑制氯离子的渗透。
具体实施方式                 
下面结合实施例进一步说明本发明的方案和效果。
实施例1
以每立方米混凝土计，取水泥280kg、比表面积大于420的磨细石英砂80kg、粉煤灰50kg、细度模数为2.2.-3.0的海砂660kg，粒径为5-10mm的小石头470kg、粒径为10-25mm的大石子950kg、占胶凝材料总重量份数4%的延顺牌UNF-5高效减水剂，加水用搅拌机搅拌成混合料，再将混合料步入管桩钢模中，经离心成型，初始蒸汽养护6小时，二次压蒸养护8小时。
效果：混凝土拌合物的坍落度为40mm；压蒸后24h抗压强度为86.8MPa；氯离子扩散系数为9.6×10-10cm2/s，渗透性极低。
实施例2
以每立方米混凝土计，取水泥290kg、比表面积大于420的磨细石英砂90kg、粉煤灰40kg、细度模数为2.2.-3.0的海砂660kg，粒径为5-10mm的小石头470kg、粒径为10-25mm的大石子950kg、占胶凝材料总重量份数4%的延顺牌UNF-5高效减水剂，加水用搅拌机搅拌成混合料，再将混合料步入管桩钢模中，经离心成型，初始蒸汽养护6小时，二次压蒸养护8小时。
效果：混凝土拌合物的坍落度为40mm；压蒸后24h抗压强度为89.3MPa；氯离子扩散系数为5.7×10-11cm2/s，渗透性可忽略。
实施例3
以每立方米混凝土计，取水泥300kg、比表面积大于420的磨细石英砂80kg、粉煤灰50kg、细度模数为2.2.-3.0的海砂680kg，粒径为5-10mm的小石头470kg、粒径为10-25mm的大石子950kg、占胶凝材料总重量份数4%的延顺牌UNF-5高效减水剂，加水用搅拌机搅拌成混合料，再将混合料步入管桩钢模中，经离心成型，初始蒸汽养护6小时，二次压蒸养护8小时。
效果：混凝土拌合物的坍落度为45mm；压蒸后24h抗压强度为92.9MPa；氯离子扩散系数为3.3×10-11cm2/s ，渗透性可忽略。

Claims (7)

1.一种管桩混凝土材料，其特征是每立方米混凝土内胶凝材料的份数为：水泥300±20份、磨细石英砂80±20份、粉煤灰50±20份、未经过水洗脱盐的海砂640±40、小石子400±50份、大石子1000±50份，再加占胶凝材料总重量份数3.5%-4%的减水剂以及适量的水。
2.根据权利要求1所述的一种管桩混凝土材料，其特征在于所述的水泥为等级42.5级的硅酸盐水泥。
3.根据权利要求1所述的一种管桩混凝土材料，其特征在于所述磨细石英砂和Ⅱ级粉煤灰的比表面积≥420m2/kg。
4.根据权利要求1所述的一种管桩混凝土材料，其特征在于所述的海砂的细度模数为2.2-3.0。
5.根据权利要求1所述的一种管桩混凝土材料，其特征在于小石子的粒径为5-10mm。
6.根据权利要求1所述的一种管桩混凝土材料，其特征在于大石子的粒径为10-20mm。
7.根据权利要求1所述的一种管桩混凝土材料，其特征在于减水剂为高效减水剂。
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