CN103086675B - 在沿海特殊地质情况下使用的预应力防腐管桩及其制造方法 - Google Patents

在沿海特殊地质情况下使用的预应力防腐管桩及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种在沿海特殊地质情况下使用的预应力防腐管桩及其制造方法，它的原料和配比如下：水泥350~450重量份；矿粉90~135重量份；沙子600~700重量份；石子100~120重量份；水和减水剂，其中水泥和矿粉为凝胶剂，水与凝胶剂的重量比为0.30-0.31，减水剂和凝胶剂的质量比为1.8~2.2:100。本发明的防腐管桩能够在沿海强腐蚀环境中使用，耐久性能好，维护和维修费用低。

Description

在沿海特殊地质情况下使用的预应力防腐管桩及其制造方法
技术领域
本发明涉及管桩，尤其是在一种沿海特殊地质情况下使用的预应力防腐管桩。 
背景技术  
在各种恶劣的环境中，例如在沿海地区，混凝土长期遭受盐类物质的腐蚀，造成混凝土发生裂化现象，从而使耐久性降低。在盐类物质中，硫酸盐和氯盐起到主要作用。如何有效地防止氯化物、硫酸盐环境中钢筋混凝土的腐蚀破坏，确保其在设计使用寿命期间安全正常的运行，降低维修和维护费用，成为当今世界普遍关注的重要研究课题。 
因此，需要一种能够耐强腐蚀的管桩。 
发明内容
发明目的：研制一种能够耐强腐蚀的管桩，降低管桩的维护费用。 
技术方案：本发明提供了一种在沿海特殊地质情况下使用的预应力防腐管桩，它的原料和配比如下： 
水泥 350~450重量份；
矿粉 90~135重量份；
沙子 600~700重量份；
石子 100~120重量份；
水和减水剂；
其中水泥和矿粉为凝胶剂，水与凝胶剂的重量比为0.30-0.31，减水剂和凝胶剂的质量比为1.8~2.2:100。
所述水泥为525标号，比表面积为大于330m2 /kg，3天的抗压强度不小于32MPa，28天的抗压强度不小于61MPa。 
所述石子的粒径为5~25mm，泥块含量不超过1%，压碎指标小于8。 
所述沙子的细度模数为2.6~3.0，含泥量不超过0.9%。 
所述减水剂的砼减水率不小于25%。 
所述矿粉的7天活性指数不小于95，28天活性指数不小于105。 
作为一种实施例，它的原料和配比为： 
水       135重量份数；
水泥     315重量份数；
矿粉     135重量份数；
沙子     605重量份数；
减水剂   9.5重量份数。
所述矿粉和水泥的重量比为3:10。 
本发明进一步提出了上述预应力防腐管桩的制作方法，它包括如下步骤： 
（1）按照配比将上述原料投入到强制式搅拌机中，搅拌2~3分钟，使混凝土的塌落度达到3~5cm；
（2）通过布料车将搅拌好的混凝土装入安装有钢筋笼骨架的模具中，布料完成后进行预应力张拉，张拉力为预应力钢筋总强度的78%~82%；
（3）封闭模具，经静置、慢速离心、中速离心和高速离心四个阶段，直到管桩成型；
（4）进行两次蒸汽养护，首先带模进入养护池，养护温度为85~90℃，时间为3.5~4.5小时，脱模强度不小于55MPa；随后进行脱模养护，升温至175~185℃ ，恒温恒压养护，压力为0.9~1MPa，养护时间为5.5~6.5小时；
（5）经2~3小时将温度均匀降低到室温，拉出并吊装。
在离心工艺中，所述慢速离心的转速为75~80r/min,时间为2~3分钟，所述中速离心的转速为220~240r/min,时间为1~2分钟，所述高速离心的转速为480~550r/min，时间为4~6分钟。 
有益效果：本发明的预应力防腐管桩能够在沿海和盐湖地区使用，耐腐蚀性强，使用寿命长，大大降低了维护费用。 
附图说明
图1为本发明的横向示意图； 
图2为本发明的纵向示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。 
  实施例1按照重量份数配制管桩原料：水泥 350份；矿粉100份；沙子650份；石子 100份；其中水泥和矿粉为凝胶剂，水与凝胶剂的重量比为0.30，减水剂和凝胶剂的质量比为1.8:100。 
实施例2按照重量份数配制管桩原料：水泥 360份；矿粉 90份；沙子 700份；石子105重量份；其中水泥和矿粉为凝胶剂，水与凝胶剂的重量比为0.30，减水剂和凝胶剂的质量比为1.8。 
实施例3按照重量份数配制管桩原料：水泥380份；矿粉 110份；沙子 600份；石子 120重量份； 其中水泥和矿粉为凝胶剂，水与凝胶剂的重量比为0.31，减水剂和凝胶剂的质量比为2.0:100。 
实施例4按照重量份数配制管桩原料：水泥 400重量份；矿粉 110重量份；沙子700重量份；石子 115重量份； 其中水泥和矿粉为凝胶剂，水与凝胶剂的重量比为0.30，减水剂和凝胶剂的质量比为2.0:100。 
实施例5按照重量份数配制管桩原料：水泥420份；矿粉 100份；沙子 600份；石子114重量份；其中水泥和矿粉为凝胶剂，水与凝胶剂的重量比为0.305，减水剂和凝胶剂的质量比为2.1:100。 
实施例6按照重量份数配制管桩原料：水泥 450份；矿粉 90份；沙子 600份；石子 120重量份；其中水泥和矿粉为凝胶剂，水与凝胶剂的重量比为0.30，减水剂和凝胶剂的质量比为2.2:100。 
实施例7按照重量份数配制管桩原料：水泥 430份；矿粉 110份；沙子 700份；石子 110份；其中水泥和矿粉为凝胶剂，水与凝胶剂的重量比为0.31，减水剂和凝胶剂的质量比为1.9:100。 
实施例8按照重量份数配制管桩原料：水泥 380份；矿粉 100份；沙子 650份；石子110份；其中水泥和矿粉为凝胶剂，水与凝胶剂的重量比为0.31，减水剂和凝胶剂的质量比为2.0:100。 
实施例9按照重量份数配制管桩原料：水135重量份数；水泥     315重量份数；矿粉135份；沙子605份；减水剂9.5份。 
在上述各实施例中，原料的参数要求是：水泥为525标号，比表面积为大于330m2 /kg，3天的抗压强度不小于32MPa，28天的抗压强度不小于61MPa。石子为粒径为5~25mm，泥块含量不超过1%，压碎指标小于8。沙子为细度模数为2.6~3.0，含泥量不超过0.9%。减水剂的砼减水率不小于25%。矿粉的7天活性指数不小于95，28天活性指数不小于105。每个实施例包括3个平行组。 
用下述方法将上述各组原料制作成管桩： 
1、按照配比将上述原料投入到强制式搅拌机中，搅拌2~3分钟，使混凝土的塌落度达到3~5cm；
2、通过布料车将搅拌好的混凝土装入安装有钢筋笼骨架的模具中，布料完成后进行预应力张拉，张拉力为预应力钢筋总强度的78%~82%；
3、封闭模具，经静置、慢速离心、中速离心和高速离心四个阶段，直到管桩成型；在离心工艺中，慢速离心的转速为75~80r/min,时间为2~3分钟，中速离心的转速为220~240r/min,时间为1~2分钟，高速离心的转速为480~550r/min，时间为4~6分钟。
4、进行两次蒸汽养护，首先带模进入养护池，养护温度为85~90℃，时间为3.5~4.5小时，脱模强度不小于55MPa；随后进行脱模养护，升温至175~185℃ ，恒温恒压养护，压力为0.9~1MPa，养护时间为5.5~6.5小时； 
5、经2~3小时将温度均匀降低到室温，拉出并吊装。
根据GB/T50082-2009标准对本发明的各实施例得到的管桩进行检测，包括氯离子扩散系数检测、硫酸钠溶液进行抗硫酸盐侵蚀检测和抗水渗透性能检测。 
实验结果表明上述各实施例得到的管桩的28d氯离子扩散系数小于3×10-12 m2/S，抗硫酸盐侵蚀等级高于KS120，抗渗等级均达到P12。 
发明人还研制了一种防腐剂还是由比表面积400m2/kg以上的30-60份矿渣、5-15份硬石膏、25-40份粉煤灰、1-8份石灰石、5-20份沸石、5-10份的硫酸铈和5-10份的硫酸铈混合而成的，以上份数均指重量份数。防腐剂的加入量为混凝土原料总量的1-15%。这种防腐成分具有高比表面积、高硅、高铝、高活性，与水泥适当匹配具有“微粉填充效应”，能提高混凝土的砼的密实度，从而提高抗折、抗压强度，尤其是能在易被侵蚀的铝酸盐化合物上覆盖了一层C-S-H凝胶的保护膜，达到了抗海水侵蚀、抗氯离子渗透，抗冻的效果。 
    图1和图2分别为本发明的横向和纵向示意图。本发明的防腐管桩的具体结构为空心圆柱形方桩。图1所示为一种圆柱形空心桩，壁厚L在90至130mm，内径D为300-600mm，预应力钢筋1的数量为8-12根，在桩体内均匀分布。 
     图2为本发明的一种切角桩的纵向示意图，从图上可见固定于桩体一端的端板3和包箍4，螺旋箍筋2沿纵向形成加密区L1和非加密区L2，其中螺旋箍筋为直径大于等于5mm的冷拔丝碳钢丝。 

Claims (2)

1.一种在沿海特殊地质情况下使用的预应力防腐管桩，其特征在于，它的原料和配比如下：
水泥 350~450重量份；
矿粉 90~135重量份；
沙子 600~700重量份；
石子 100~120重量份；
水和减水剂；
其中水泥和矿粉为凝胶剂，水与凝胶剂的重量比为0.30-0.31，减水剂和凝胶剂的质量比为1.8~2.2:100。
2.如权利要求1所述的在沿海特殊地质情况下使用的预应力防腐管桩，其特征在于，所述水泥为525标号，比表面积为大于330m2 /kg，3天的抗压强度不小于32MPa，28天的抗压强度不小于61MPa。
3. 如权利要求1所述的在沿海特殊地质情况下使用的预应力防腐管桩，其特征在于，所述石子的粒径为5~25mm，泥块含量不超过1%，压碎指标小于8。
4. 如权利要求1所述的在沿海特殊地质情况下使用的预应力防腐管桩，其特征在于，所述沙子的细度模数为2.6~3.0，含泥量不超过0.9%。
5. 如权利要求1所述的在沿海特殊地质情况下使用的预应力防腐管桩，其特征在于，所述减水剂的砼减水率不小于25%。
6. 如权利要求1所述的在沿海特殊地质情况下使用的预应力防腐管桩，其特征在于，所述矿粉的7天活性指数不小于95，28天活性指数不小于105。
7. 如权利要求1至6任一项所述的在沿海特殊地质情况下使用的预应力防腐管桩，其特征在于，所述矿粉和水泥的重量比为3:10。
8. 权利要求1所述的在沿海特殊地质情况下使用的预应力防腐管桩的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）按照配比将上述原料投入到强制式搅拌机中，搅拌2~3分钟，使混凝土的塌落度达到3~5cm；
（2）通过布料车将搅拌好的混凝土装入安装有钢筋笼骨架的模具中，布料完成后进行预应力张拉，张拉力为预应力钢筋总强度的78%~82%；
（3）封闭模具，经静置、慢速离心、中速离心和高速离心四个阶段，直到管桩成型；
（4）进行两次蒸汽养护，首先带模进入养护池，养护温度为85~90℃，时间为3.5~4.5小时，脱模强度不小于55MPa；随后进行脱模养护，升温至175~185℃ ，恒温恒压养护，压力为0.9~1MPa，养护时间为5.5~6.5小时；
（5）经2~3小时将温度均匀降低到室温，拉出并吊装。
9. 如权利要求8所述的在沿海特殊地质情况下使用的预应力防腐管桩的制造方法，其特征在于，在离心工艺中，所述慢速离心的转速为75~80r/min,时间为2~3分钟，所述中速离心的转速为220~240r/min,时间为1~2分钟，所述高速离心的转速为480~550r/min，时间为4~6分钟。
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