CN103641397B - 预应力混凝土高强度防腐管桩及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种预应力混凝土高强度防腐管桩及其生产方法，其中防腐管桩包含如下重量份数的组分：水泥360-400；矿粉120-130；I级粉煤灰170-180；沙子705-750；直径为5-25mm的石子1000-1080；水140-160；助剂40-60。本发明进一步提高了管桩的物理性能和防腐蚀性能，比我司原有管桩的性能高10-15%左右，比国内其他厂家的管桩的性能提高了25-30%。本发明适合用于严酷的地质环境，如海洋、港口、寒冷地区、地下水中侵蚀性介质浓度较高的西部、沿海及内陆地区的工程，进一步扩大了我司的技术领先优势。
Description
技术领域
本发明涉及管桩，尤其是一种预应力混凝土高强度防腐管桩的生产方法。
背景技术
现有预应力混凝土桩以它具有单桩承载力高，价格便宜，抗弯性能好、沉降量小、质量稳定可靠、施工速度快、工期短、施工现场文明、无砂石、水泥浆污染等特点已被广泛使用于工业建筑，民用建筑和桥梁，港口等基础工程。
但是，随着预应力混凝土桩应用范围的日益广阔，严酷的地质环境，如海洋、港口、寒冷地区、地下水中侵蚀性介质浓度较高的西部、沿海及内陆地区的工程，也对预应力混凝土桩的强度及耐久性能提出了越来越高的要求。
目前国内生产的预应力混凝土桩很难满足建筑设计、实际施工中对高耐久性能(高抗冻性，高抗硫酸盐侵蚀，高抗氯离子渗透)的要求。
我司在已开发并申请专利的技术基础之上，研发了新的国内领先的管桩生产方法，以满足当前不断增长的市场需求。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种预应力混凝土高强度防腐管桩及其生产方法，以解决上述问题。
技术方案：一种预应力混凝土高强度防腐管桩的生产方法，包括如下步骤：
步骤一、测定水泥、骨料和掺合料的基本参数，包括原料来源、产地品质，石子的最大粒径，以及沙子的细度模数；
步骤二、求出颗粒材料的最大堆积密度，并求出最佳级配条件下的最小空隙率；
步骤三、根据工程实际要求确定塌落度和配制强度；根据骨料最大单位质量求出最小空隙；
步骤四、计算各骨料、水、水泥及外加剂的用量；
步骤五、按照配比将上述原料投入到搅拌机中，搅拌若干分钟，使混凝土的塌落度达到预计值；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；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；进行两次蒸汽养护，随后进行脱模养护；将温度均匀降低到室温，拉出并吊装。
在步骤一中，用粉煤灰和/或矿粉取代沙子的方式，计算混合料的最大单位重量时的配比，在该配比固定的情况下，求出粉煤灰和/或矿粉及沙子填充粗骨料的最大堆积系数。
在步骤三中，混凝土的塌落度为18-24cm，混凝土的设计强度与配制强度的关系为：配制强度=（设计强度+9.6MPa）/0.9。
在步骤四中，水胶比的计算方法为：式中，fcu.p表示混凝土配制强度，fce表示水泥实测强度，A、C分别代表回归系数，A取0.46-0.50，C取0.33-0.61。
在步骤四中，用水量的计算方法为：其中W指水量，W/B指水胶比，Ve表示浆体体积，Va表示气体体积。
上述预应力混凝土高强度防腐管桩的生产方法制作的防腐管桩，包含如下重量份数的组分：
水泥360-400；矿粉120-130；I级粉煤灰170-180；沙子705-750；直径为5-25mm的石子1000-1080；水140-160；助剂40-60。
所述矿粉的比表面积及活性指数符合S105级的要求，含水量小于1wt%，氯离子含量小于0.06wt%，烧失量小于3.0wt%；所述粉煤灰的烧失量小于5wt%，含水量小于wt1%，三氧化硫含量小于wt1%，经0.045mm方孔筛的筛余率为小于12wt%，。
所述石子的泥块含量不超过1%，压碎指标小于8，循环后的质量损失率不超过8%，硫化物及硫酸盐的含量不超过0.5wt%，有机物含量属于GB/T14685-2001规定的I类标准。
所述助剂包括如下重量份数的各组分：氧化钙3-5、氧化锌2-5、硝酸钙3-5、复合氨基醇4-6、木质素磺酸盐5-10、聚羧酸盐1-3、塑化剂5-10。
以重量份数计，所述塑化剂的成分为丙烯酰胺5，聚丙烯酸钠10，β-丙氨酸5，硫酸亚铁0.00022，水5、异丙醇3、苯3。
有益效果：本发明进一步提高了管桩的物理性能和防腐蚀性能，比我司原有管桩的性能高10-15%左右，比国内其他厂家的管桩的性能提高了25-30%，下文将用表格的形式详细说明相关技术参数，说明本发明的优点。本发明适合用于严酷的地质环境，如海洋、港口、寒冷地区、地下水中侵蚀性介质浓度较高的西部、沿海及内陆地区的工程，进一步扩大了我司的技术领先优势。
具体实施方式
第一组实施例
一种预应力混凝土高强度防腐管桩的生产方法，包括如下步骤：
步骤一、测定水泥、骨料和掺合料的基本参数，包括原料来源、产地品质，石子的最大粒径，以及沙子的细度模数；用粉煤灰和/或矿粉取代沙子的方式，计算混合料的最大单位重量时的配比，在该配比固定的情况下，求出粉煤灰和/或矿粉及沙子填充粗骨料的最大堆积系数；
步骤二、求出颗粒材料的最大堆积密度，并求出最佳级配条件下的最小空隙率；
步骤三、根据工程实际要求确定塌落度和配制强度；根据骨料最大单位质量求出最小空隙；混凝土的塌落度为18-24cm，混凝土的设计强度与配制强度的关系为：配制强度=（设计强度+9.6MPa）/0.9；
步骤四、计算各骨料、水、水泥及外加剂的用量；水胶比的计算方法为： 式中，fcu.p表示混凝土配制强度，fce表示水泥实测强度，A、C分别代表回归系数，A取0.46-0.50，C取0.33-0.61；用水量的计算方法为：其中W指水量，W/B指水胶比，Ve表示浆体体积，Va表示气体体积，单位均采用国际单位制。
步骤五、按照配比将上述原料投入到搅拌机中，搅拌若干分钟，使混凝土的塌落度达到预计值；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；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；进行两次蒸汽养护，随后进行脱模养护；将温度均匀降低到室温，拉出并吊装。
采用上述预应力混凝土高强度防腐管桩的生产方法制作的防腐管桩，包含如下重量份数的组分：水泥380；矿粉125；I级粉煤灰172；沙子715；直径为5-25mm的石子1050；水145；助剂45。
其中，矿粉的比表面积及活性指数符合S105级的要求，含水量小于1wt%，氯离子含量小于0.06wt%，烧失量小于3.0wt%；所述粉煤灰的烧失量小于5wt%，含水量小于wt1%，三氧化硫含量小于wt1%，经0.045mm方孔筛的筛余率为小于12wt%。石子的泥块含量不超过1%，压碎指标小于8，循环后的质量损失率不超过8%，硫化物及硫酸盐的含量不超过0.5wt%，有机物含量属于GB/T14685-2001规定的I类标准。
按照上述方法做5组实验，每组实验中的助剂分别包括如下重量份数的各组分：
第一组（实施例11）：氧化钙3、氧化锌2.5、硝酸钙5、复合氨基醇4.5、木质素磺酸盐6、聚羧酸盐2.5、塑化剂7。以重量份数计，上述塑化剂的成分为丙烯酰胺5，聚丙烯酸钠10，β-丙氨酸5，硫酸亚铁0.00022，水5、异丙醇3、苯3。
第二组（实施例12）：氧化钙5、氧化锌3、硝酸钙3、复合氨基醇5.5、木质素磺酸盐9、聚羧酸盐1.5、塑化剂9。以重量份数计，上述塑化剂的成分为丙烯酰胺5，聚丙烯酸钠10，β-丙氨酸5，硫酸亚铁0.00022，水5、异丙醇3、苯3。
第三组（实施例13）：氧化钙3.5、氧化锌5、硝酸钙4.5、复合氨基醇5、木质素磺酸盐8、聚羧酸盐1、塑化剂5。以重量份数计，上述塑化剂的成分为丙烯酰胺5，聚丙烯酸钠10，β-丙氨酸5，硫酸亚铁0.00022，水5、异丙醇3、苯3。
第四组（实施例14）：氧化钙4.5、氧化锌4、硝酸钙3.5、复合氨基醇4、木质素磺酸盐5、聚羧酸盐3、塑化剂8。以重量份数计，上述塑化剂的成分为丙烯酰胺5，聚丙烯酸钠10，β-丙氨酸5，硫酸亚铁0.00022，水5、异丙醇3、苯3。
第五组（实施例15）：氧化钙4、氧化锌3.5、硝酸钙4、复合氨基醇6、木质素磺酸盐10、聚羧酸盐2、塑化剂10。以重量份数计，上述塑化剂的成分为丙烯酰胺5，聚丙烯酸钠10，β-丙氨酸5，硫酸亚铁0.00022，水5、异丙醇3、苯3。
将采用上述方法制得的样品送至检验部门检测，其采用国标或行业技术标准规定的测量方法检测管桩的性能，结果如表1所示：
表1
从上表的数据可知，本发明的抗渗透、抗冻、耐腐蚀等性能优于现有的产品。
实施例2
一种预应力混凝土高强度防腐管桩的生产方法，包括如下步骤：
步骤一、测定水泥、骨料和掺合料的基本参数，包括原料来源、产地品质，石子的最大粒径，以及沙子的细度模数；用粉煤灰和/或矿粉取代沙子的方式，计算混合料的最大单位重量时的配比，在该配比固定的情况下，求出粉煤灰和/或矿粉及沙子填充粗骨料的最大堆积系数；
步骤二、求出颗粒材料的最大堆积密度，并求出最佳级配条件下的最小空隙率；
步骤三、根据工程实际要求确定塌落度和配制强度；根据骨料最大单位质量求出最小空隙；混凝土的塌落度为18-24cm，混凝土的设计强度与配制强度的关系为：配制强度=（设计强度+9.6MPa）/0.9；
步骤四、计算各骨料、水、水泥及外加剂的用量；水胶比的计算方法为： 式中，fcu.p表示混凝土配制强度，fce表示水泥实测强度，A、C分别代表回归系数，A取0.46-0.50，C取0.33-0.61；用水量的计算方法为：其中W指水量，W/B指水胶比，Ve表示浆体体积，Va表示气体体积。
步骤五、按照配比将上述原料投入到搅拌机中，搅拌若干分钟，使混凝土的塌落度达到预计值；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；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；进行两次蒸汽养护，随后进行脱模养护；将温度均匀降低到室温，拉出并吊装。
采用上述预应力混凝土高强度防腐管桩的生产方法制作的防腐管桩，包含如下重量份数的组分：水泥390；矿粉128；I级粉煤灰178；沙子725；直径为5-25mm的石子1030；水155；助剂55。
其中，矿粉的比表面积及活性指数符合S105级的要求，含水量小于1wt%，氯离子含量小于0.06wt%，烧失量小于3.0wt%；所述粉煤灰的烧失量小于5wt%，含水量小于wt1%，三氧化硫含量小于wt1%，经0.045mm方孔筛的筛余率为小于12wt%。石子的泥块含量不超过1%，压碎指标小于8，循环后的质量损失率不超过8%，硫化物及硫酸盐的含量不超过0.5wt%，有机物含量属于GB/T14685-2001规定的I类标准。
按照上述方法做5组实验，每组实验中的助剂分别包括如下重量份数的各组分：
第一组（实施例21）：氧化钙3、氧化锌2.5、硝酸钙5、复合氨基醇4.5、木质素磺酸盐6、聚羧酸盐2.5、塑化剂7。以重量份数计，上述塑化剂的成分为丙烯酰胺5，聚丙烯酸钠10，β-丙氨酸5，硫酸亚铁0.00022，水5、异丙醇3、苯3。
第二组（实施例22）：氧化钙5、氧化锌3、硝酸钙3、复合氨基醇5.5、木质素磺酸盐9、聚羧酸盐1.5、塑化剂9。以重量份数计，上述塑化剂的成分为丙烯酰胺5，聚丙烯酸钠10，β-丙氨酸5，硫酸亚铁0.00022，水5、异丙醇3、苯3。
第三组（实施例23）：氧化钙3.5、氧化锌5、硝酸钙4.5、复合氨基醇5、木质素磺酸盐8、聚羧酸盐1、塑化剂5。以重量份数计，上述塑化剂的成分为丙烯酰胺5，聚丙烯酸钠10，β-丙氨酸5，硫酸亚铁0.00022，水5、异丙醇3、苯3。
第四组（实施例24）：氧化钙4.5、氧化锌4、硝酸钙3.5、复合氨基醇4、木质素磺酸盐5、聚羧酸盐3、塑化剂8。以重量份数计，上述塑化剂的成分为丙烯酰胺5，聚丙烯酸钠10，β-丙氨酸5，硫酸亚铁0.00022，水5、异丙醇3、苯3。
第五组（实施例25）：氧化钙4、氧化锌3.5、硝酸钙4、复合氨基醇6、木质素磺酸盐10、聚羧酸盐2、塑化剂10。以重量份数计，上述塑化剂的成分为丙烯酰胺5，聚丙烯酸钠10，β-丙氨酸5，硫酸亚铁0.00022，水5、异丙醇3、苯3。
将采用上述方法制得的样品送至检验部门检测，其采用国标或行业技术标准规定的测量方法检测管桩的性能，结果如表2所示：
表2
实施例3
一种预应力混凝土高强度防腐管桩的生产方法，包括如下步骤：
步骤一、测定水泥、骨料和掺合料的基本参数，包括原料来源、产地品质，石子的最大粒径，以及沙子的细度模数；用粉煤灰和/或矿粉取代沙子的方式，计算混合料的最大单位重量时的配比，在该配比固定的情况下，求出粉煤灰和/或矿粉及沙子填充粗骨料的最大堆积系数；
步骤二、求出颗粒材料的最大堆积密度，并求出最佳级配条件下的最小空隙率；
步骤三、根据工程实际要求确定塌落度和配制强度；根据骨料最大单位质量求出最小空隙；混凝土的塌落度为18-24cm，混凝土的设计强度与配制强度的关系为：配制强度=（设计强度+9.6MPa）/0.9；
步骤四、计算各骨料、水、水泥及外加剂的用量；水胶比的计算方法为： 式中，fcu.p表示混凝土配制强度，fce表示水泥实测强度，A、C分别代表回归系数，A取0.46-0.50，C取0.33-0.61；用水量的计算方法为：其中W指水量，W/B指水胶比，Ve表示浆体体积，Va表示气体体积。
步骤五、按照配比将上述原料投入到搅拌机中，搅拌若干分钟，使混凝土的塌落度达到预计值；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；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；进行两次蒸汽养护，随后进行脱模养护；将温度均匀降低到室温，拉出并吊装。
采用上述预应力混凝土高强度防腐管桩的生产方法制作的防腐管桩，包含如下重量份数的组分：水泥360；矿粉125；I级粉煤灰174；沙子745；直径为5-25mm的石子1060；水160；助剂42。
其中，矿粉的比表面积及活性指数符合S105级的要求，含水量小于1wt%，氯离子含量小于0.06wt%，烧失量小于3.0wt%；所述粉煤灰的烧失量小于5wt%，含水量小于wt1%，三氧化硫含量小于wt1%，经0.045mm方孔筛的筛余率为小于12wt%。石子的泥块含量不超过1%，压碎指标小于8，循环后的质量损失率不超过8%，硫化物及硫酸盐的含量不超过0.5wt%，有机物含量属于GB/T14685-2001规定的I类标准。
按照上述方法做5组实验，每组实验中的助剂分别包括如下重量份数的各组分：
第一组（实施例31）：氧化钙3、氧化锌2.5、硝酸钙5、复合氨基醇4.5、木质素磺酸盐6、聚羧酸盐2.5、塑化剂7。以重量份数计，上述塑化剂的成分为丙烯酰胺5，聚丙烯酸钠10，β-丙氨酸5，硫酸亚铁0.00022，水5、异丙醇3、苯3。
第二组（实施例32）：氧化钙5、氧化锌3、硝酸钙3、复合氨基醇5.5、木质素磺酸盐9、聚羧酸盐1.5、塑化剂9。以重量份数计，上述塑化剂的成分为丙烯酰胺5，聚丙烯酸钠10，β-丙氨酸5，硫酸亚铁0.00022，水5、异丙醇3、苯3。
第三组（实施例33）：氧化钙3.5、氧化锌5、硝酸钙4.5、复合氨基醇5、木质素磺酸盐8、聚羧酸盐1、塑化剂5。以重量份数计，上述塑化剂的成分为丙烯酰胺5，聚丙烯酸钠10，β-丙氨酸5，硫酸亚铁0.00022，水5、异丙醇3、苯3。
第四组（实施例34）：氧化钙4.5、氧化锌4、硝酸钙3.5、复合氨基醇4、木质素磺酸盐5、聚羧酸盐3、塑化剂8。以重量份数计，上述塑化剂的成分为丙烯酰胺5，聚丙烯酸钠10，β-丙氨酸5，硫酸亚铁0.00022，水5、异丙醇3、苯3。
第五组（实施例35）：氧化钙4、氧化锌3.5、硝酸钙4、复合氨基醇6、木质素磺酸盐10、聚羧酸盐2、塑化剂10。以重量份数计，上述塑化剂的成分为丙烯酰胺5，聚丙烯酸钠10，β-丙氨酸5，硫酸亚铁0.00022，水5、异丙醇3、苯3。
将采用上述方法制得的样品送至检验部门检测，其采用国标或行业技术标准规定的测量方法检测管桩的性能，结果如表3所示：
表3
实施例4
一种预应力混凝土高强度防腐管桩的生产方法，包括如下步骤：
步骤一、测定水泥、骨料和掺合料的基本参数，包括原料来源、产地品质，石子的最大粒径，以及沙子的细度模数；用粉煤灰和/或矿粉取代沙子的方式，计算混合料的最大单位重量时的配比，在该配比固定的情况下，求出粉煤灰和/或矿粉及沙子填充粗骨料的最大堆积系数；
步骤二、求出颗粒材料的最大堆积密度，并求出最佳级配条件下的最小空隙率；
步骤三、根据工程实际要求确定塌落度和配制强度；根据骨料最大单位质量求出最小空隙；混凝土的塌落度为18-24cm，混凝土的设计强度与配制强度的关系为：配制强度=（设计强度+9.6MPa）/0.9；
步骤四、计算各骨料、水、水泥及外加剂的用量；水胶比的计算方法为： 式中，fcu.p表示混凝土配制强度，fce表示水泥实测强度，A、C分别代表回归系数，A取0.46-0.50，C取0.33-0.61；用水量的计算方法为：其中W指水量，W/B指水胶比，Ve表示浆体体积，Va表示气体体积。
步骤五、按照配比将上述原料投入到搅拌机中，搅拌若干分钟，使混凝土的塌落度达到预计值；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；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；进行两次蒸汽养护，随后进行脱模养护；将温度均匀降低到室温，拉出并吊装。
采用上述预应力混凝土高强度防腐管桩的生产方法制作的防腐管桩，包含如下重量份数的组分：水泥400；矿粉130；I级粉煤灰180；沙子735；直径为5-25mm的石子1080；水140；助剂58。
其中，矿粉的比表面积及活性指数符合S105级的要求，含水量小于1wt%，氯离子含量小于0.06wt%，烧失量小于3.0wt%；所述粉煤灰的烧失量小于5wt%，含水量小于wt1%，三氧化硫含量小于wt1%，经0.045mm方孔筛的筛余率为小于12wt%。石子的泥块含量不超过1%，压碎指标小于8，循环后的质量损失率不超过8%，硫化物及硫酸盐的含量不超过0.5wt%，有机物含量属于GB/T14685-2001规定的I类标准。
按照上述方法做5组实验，每组实验中的助剂分别包括如下重量份数的各组分：
第一组（实施例41）：氧化钙3、氧化锌2.5、硝酸钙5、复合氨基醇4.5、木质素磺酸盐6、聚羧酸盐2.5、塑化剂7。以重量份数计，上述塑化剂的成分为丙烯酰胺5，聚丙烯酸钠10，β-丙氨酸5，硫酸亚铁0.00022，水5、异丙醇3、苯3。
第二组（实施例42）：氧化钙5、氧化锌3、硝酸钙3、复合氨基醇5.5、木质素磺酸盐9、聚羧酸盐1.5、塑化剂9。以重量份数计，上述塑化剂的成分为丙烯酰胺5，聚丙烯酸钠10，β-丙氨酸5，硫酸亚铁0.00022，水5、异丙醇3、苯3。
第三组（实施例43）：氧化钙3.5、氧化锌5、硝酸钙4.5、复合氨基醇5、木质素磺酸盐8、聚羧酸盐1、塑化剂5。以重量份数计，上述塑化剂的成分为丙烯酰胺5，聚丙烯酸钠10，β-丙氨酸5，硫酸亚铁0.00022，水5、异丙醇3、苯3。
第四组（实施例44）：氧化钙4.5、氧化锌4、硝酸钙3.5、复合氨基醇4、木质素磺酸盐5、聚羧酸盐3、塑化剂8。以重量份数计，上述塑化剂的成分为丙烯酰胺5，聚丙烯酸钠10，β-丙氨酸5，硫酸亚铁0.00022，水5、异丙醇3、苯3。
第五组（实施例45）：氧化钙4、氧化锌3.5、硝酸钙4、复合氨基醇6、木质素磺酸盐10、聚羧酸盐2、塑化剂10。以重量份数计，上述塑化剂的成分为丙烯酰胺5，聚丙烯酸钠10，β-丙氨酸5，硫酸亚铁0.00022，水5、异丙醇3、苯3。
将采用上述方法制得的样品送至检验部门检测，其采用国标或行业技术标准规定的测量方法检测管桩的性能，结果如表4所示：
表4
实施例5
一种预应力混凝土高强度防腐管桩的生产方法，包括如下步骤：
步骤一、测定水泥、骨料和掺合料的基本参数，包括原料来源、产地品质，石子的最大粒径，以及沙子的细度模数；用粉煤灰和/或矿粉取代沙子的方式，计算混合料的最大单位重量时的配比，在该配比固定的情况下，求出粉煤灰和/或矿粉及沙子填充粗骨料的最大堆积系数；
步骤二、求出颗粒材料的最大堆积密度，并求出最佳级配条件下的最小空隙率；
步骤三、根据工程实际要求确定塌落度和配制强度；根据骨料最大单位质量求出最小空隙；混凝土的塌落度为18-24cm，混凝土的设计强度与配制强度的关系为：配制强度=（设计强度+9.6MPa）/0.9；
步骤四、计算各骨料、水、水泥及外加剂的用量；水胶比的计算方法为： 式中，fcu.p表示混凝土配制强度，fce表示水泥实测强度，A、C分别代表回归系数，A取0.46-0.50，C取0.33-0.61；用水量的计算方法为：其中W指水量，W/B指水胶比，Ve表示浆体体积，Va表示气体体积。
步骤五、按照配比将上述原料投入到搅拌机中，搅拌若干分钟，使混凝土的塌落度达到预计值；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；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；进行两次蒸汽养护，随后进行脱模养护；将温度均匀降低到室温，拉出并吊装。
采用上述预应力混凝土高强度防腐管桩的生产方法制作的防腐管桩，包含如下重量份数的组分：水泥370；矿粉123；I级粉煤灰176；沙子750；直径为5-25mm的石子1005；水142；助剂40。
其中，矿粉的比表面积及活性指数符合S105级的要求，含水量小于1wt%，氯离子含量小于0.06wt%，烧失量小于3.0wt%；所述粉煤灰的烧失量小于5wt%，含水量小于wt1%，三氧化硫含量小于wt1%，经0.045mm方孔筛的筛余率为小于12wt%。石子的泥块含量不超过1%，压碎指标小于8，循环后的质量损失率不超过8%，硫化物及硫酸盐的含量不超过0.5wt%，有机物含量属于GB/T14685-2001规定的I类标准。
按照上述方法做5组实验，每组实验中的助剂分别包括如下重量份数的各组分：
第一组（实施例51）：氧化钙3、氧化锌2.5、硝酸钙5、复合氨基醇4.5、木质素磺酸盐6、聚羧酸盐2.5、塑化剂7。以重量份数计，上述塑化剂的成分为丙烯酰胺5，聚丙烯酸钠10，β-丙氨酸5，硫酸亚铁0.00022，水5、异丙醇3、苯3。
第二组（实施例52）：氧化钙5、氧化锌3、硝酸钙3、复合氨基醇5.5、木质素磺酸盐9、聚羧酸盐1.5、塑化剂9。以重量份数计，上述塑化剂的成分为丙烯酰胺5，聚丙烯酸钠10，β-丙氨酸5，硫酸亚铁0.00022，水5、异丙醇3、苯3。
第三组（实施例53）：氧化钙3.5、氧化锌5、硝酸钙4.5、复合氨基醇5、木质素磺酸盐8、聚羧酸盐1、塑化剂5。以重量份数计，上述塑化剂的成分为丙烯酰胺5，聚丙烯酸钠10，β-丙氨酸5，硫酸亚铁0.00022，水5、异丙醇3、苯3。
第四组（实施例54）：氧化钙4.5、氧化锌4、硝酸钙3.5、复合氨基醇4、木质素磺酸盐5、聚羧酸盐3、塑化剂8。以重量份数计，上述塑化剂的成分为丙烯酰胺5，聚丙烯酸钠10，β-丙氨酸5，硫酸亚铁0.00022，水5、异丙醇3、苯3。
第五组（实施例55）：氧化钙4、氧化锌3.5、硝酸钙4、复合氨基醇6、木质素磺酸盐10、聚羧酸盐2、塑化剂10。以重量份数计，上述塑化剂的成分为丙烯酰胺5，聚丙烯酸钠10，β-丙氨酸5，硫酸亚铁0.00022，水5、异丙醇3、苯3。
将采用上述方法制得的样品送至检验部门检测，其采用国标或行业技术标准规定的测量方法检测管桩的性能，结果如表5所示：
表5
实施例6
一种预应力混凝土高强度防腐管桩的生产方法，包括如下步骤：
步骤一、测定水泥、骨料和掺合料的基本参数，包括原料来源、产地品质，石子的最大粒径，以及沙子的细度模数；用粉煤灰和/或矿粉取代沙子的方式，计算混合料的最大单位重量时的配比，在该配比固定的情况下，求出粉煤灰和/或矿粉及沙子填充粗骨料的最大堆积系数；
步骤二、求出颗粒材料的最大堆积密度，并求出最佳级配条件下的最小空隙率；
步骤三、根据工程实际要求确定塌落度和配制强度；根据骨料最大单位质量求出最小空隙；混凝土的塌落度为18-24cm，混凝土的设计强度与配制强度的关系为：配制强度=（设计强度+9.6MPa）/0.9；
步骤四、计算各骨料、水、水泥及外加剂的用量；水胶比的计算方法为： 式中，fcu.p表示混凝土配制强度，fce表示水泥实测强度，A、C分别代表回归系数，A取0.46-0.50，C取0.33-0.61；用水量的计算方法为：其中W指水量，W/B指水胶比，Ve表示浆体体积，Va表示气体体积。
步骤五、按照配比将上述原料投入到搅拌机中，搅拌若干分钟，使混凝土的塌落度达到预计值；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；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；进行两次蒸汽养护，随后进行脱模养护；将温度均匀降低到室温，拉出并吊装。
采用上述预应力混凝土高强度防腐管桩的生产方法制作的防腐管桩，包含如下重量份数的组分：水泥385；矿粉127；I级粉煤灰171；沙子705；直径为5-25mm的石子1075；水158；助剂60。
其中，矿粉的比表面积及活性指数符合S105级的要求，含水量小于1wt%，氯离子含量小于0.06wt%，烧失量小于3.0wt%；所述粉煤灰的烧失量小于5wt%，含水量小于wt1%，三氧化硫含量小于wt1%，经0.045mm方孔筛的筛余率为小于12wt%。石子的泥块含量不超过1%，压碎指标小于8，循环后的质量损失率不超过8%，硫化物及硫酸盐的含量不超过0.5wt%，有机物含量属于GB/T14685-2001规定的I类标准。
按照上述方法做5组实验，每组实验中的助剂分别包括如下重量份数的各组分：
第一组（实施例61）：氧化钙3、氧化锌2.5、硝酸钙5、复合氨基醇4.5、木质素磺酸盐6、聚羧酸盐2.5、塑化剂7。以重量份数计，上述塑化剂的成分为丙烯酰胺5，聚丙烯酸钠10，β-丙氨酸5，硫酸亚铁0.00022，水5、异丙醇3、苯3。
第二组（实施例62）：氧化钙5、氧化锌3、硝酸钙3、复合氨基醇5.5、木质素磺酸盐9、聚羧酸盐1.5、塑化剂9。以重量份数计，上述塑化剂的成分为丙烯酰胺5，聚丙烯酸钠10，β-丙氨酸5，硫酸亚铁0.00022，水5、异丙醇3、苯3。
第三组（实施例63）：氧化钙3.5、氧化锌5、硝酸钙4.5、复合氨基醇5、木质素磺酸盐8、聚羧酸盐1、塑化剂5。以重量份数计，上述塑化剂的成分为丙烯酰胺5，聚丙烯酸钠10，β-丙氨酸5，硫酸亚铁0.00022，水5、异丙醇3、苯3。
第四组（实施例64）：氧化钙4.5、氧化锌4、硝酸钙3.5、复合氨基醇4、木质素磺酸盐5、聚羧酸盐3、塑化剂8。以重量份数计，上述塑化剂的成分为丙烯酰胺5，聚丙烯酸钠10，β-丙氨酸5，硫酸亚铁0.00022，水5、异丙醇3、苯3。
第五组（实施例65）：氧化钙4、氧化锌3.5、硝酸钙4、复合氨基醇6、木质素磺酸盐10、聚羧酸盐2、塑化剂10。以重量份数计，上述塑化剂的成分为丙烯酰胺5，聚丙烯酸钠10，β-丙氨酸5，硫酸亚铁0.00022，水5、异丙醇3、苯3。
将采用上述方法制得的样品送至检验部门检测，其采用国标或行业技术标准规定的测量方法检测管桩的性能，结果如表6所示：
表6
实施例7
一种预应力混凝土高强度防腐管桩的生产方法，包括如下步骤：
步骤一、测定水泥、骨料和掺合料的基本参数，包括原料来源、产地品质，石子的最大粒径，以及沙子的细度模数；用粉煤灰和/或矿粉取代沙子的方式，计算混合料的最大单位重量时的配比，在该配比固定的情况下，求出粉煤灰和/或矿粉及沙子填充粗骨料的最大堆积系数；
步骤二、求出颗粒材料的最大堆积密度，并求出最佳级配条件下的最小空隙率；
步骤三、根据工程实际要求确定塌落度和配制强度；根据骨料最大单位质量求出最小空隙；混凝土的塌落度为18-24cm，混凝土的设计强度与配制强度的关系为：配制强度=（设计强度+9.6MPa）/0.9；
步骤四、计算各骨料、水、水泥及外加剂的用量；水胶比的计算方法为： 式中，fcu.p表示混凝土配制强度，fce表示水泥实测强度，A、C分别代表回归系数，A取0.46-0.50，C取0.33-0.61；用水量的计算方法为：其中W指水量，W/B指水胶比，Ve表示浆体体积，Va表示气体体积。
步骤五、按照配比将上述原料投入到搅拌机中，搅拌若干分钟，使混凝土的塌落度达到预计值；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；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；进行两次蒸汽养护，随后进行脱模养护；将温度均匀降低到室温，拉出并吊装。
采用上述预应力混凝土高强度防腐管桩的生产方法制作的防腐管桩，包含如下重量份数的组分：水泥365；矿粉121；I级粉煤灰181；沙子720；直径为5-25mm的石子1040；水141；助剂44。
其中，矿粉的比表面积及活性指数符合S105级的要求，含水量小于1wt%，氯离子含量小于0.06wt%，烧失量小于3.0wt%；所述粉煤灰的烧失量小于5wt%，含水量小于wt1%，三氧化硫含量小于wt1%，经0.045mm方孔筛的筛余率为小于12wt%。石子的泥块含量不超过1%，压碎指标小于8，循环后的质量损失率不超过8%，硫化物及硫酸盐的含量不超过0.5wt%，有机物含量属于GB/T14685-2001规定的I类标准。
按照上述方法做5组实验，每组实验中的助剂分别包括如下重量份数的各组分：
第一组（实施例71）：氧化钙3、氧化锌2.5、硝酸钙5、复合氨基醇4.5、木质素磺酸盐6、聚羧酸盐2.5、塑化剂7。以重量份数计，上述塑化剂的成分为丙烯酰胺5，聚丙烯酸钠10，β-丙氨酸5，硫酸亚铁0.00022，水5、异丙醇3、苯3。
第二组（实施例72）：氧化钙5、氧化锌3、硝酸钙3、复合氨基醇5.5、木质素磺酸盐9、聚羧酸盐1.5、塑化剂9。以重量份数计，上述塑化剂的成分为丙烯酰胺5，聚丙烯酸钠10，β-丙氨酸5，硫酸亚铁0.00022，水5、异丙醇3、苯3。
第三组（实施例73）：氧化钙3.5、氧化锌5、硝酸钙4.5、复合氨基醇5、木质素磺酸盐8、聚羧酸盐1、塑化剂5。以重量份数计，上述塑化剂的成分为丙烯酰胺5，聚丙烯酸钠10，β-丙氨酸5，硫酸亚铁0.00022，水5、异丙醇3、苯3。
第四组（实施例74）：氧化钙4.5、氧化锌4、硝酸钙3.5、复合氨基醇4、木质素磺酸盐5、聚羧酸盐3、塑化剂8。以重量份数计，上述塑化剂的成分为丙烯酰胺5，聚丙烯酸钠10，β-丙氨酸5，硫酸亚铁0.00022，水5、异丙醇3、苯3。
第五组（实施例75）：氧化钙4、氧化锌3.5、硝酸钙4、复合氨基醇6、木质素磺酸盐10、聚羧酸盐2、塑化剂10。以重量份数计，上述塑化剂的成分为丙烯酰胺5，聚丙烯酸钠10，β-丙氨酸5，硫酸亚铁0.00022，水5、异丙醇3、苯3。
将采用上述方法制得的样品送至检验部门检测，其采用国标或行业技术标准规定的测量方法检测管桩的性能，结果如表7所示：
表7
实施例8
一种预应力混凝土高强度防腐管桩的生产方法，包括如下步骤：
步骤一、测定水泥、骨料和掺合料的基本参数，包括原料来源、产地品质，石子的最大粒径，以及沙子的细度模数；用粉煤灰和/或矿粉取代沙子的方式，计算混合料的最大单位重量时的配比，在该配比固定的情况下，求出粉煤灰和/或矿粉及沙子填充粗骨料的最大堆积系数；
步骤二、求出颗粒材料的最大堆积密度，并求出最佳级配条件下的最小空隙率；
步骤三、根据工程实际要求确定塌落度和配制强度；根据骨料最大单位质量求出最小空隙；混凝土的塌落度为18-24cm，混凝土的设计强度与配制强度的关系为：配制强度=（设计强度+9.6MPa）/0.9；
步骤四、计算各骨料、水、水泥及外加剂的用量；水胶比的计算方法为： 式中，fcu.p表示混凝土配制强度，fce表示水泥实测强度，A、C分别代表回归系数，A取0.46-0.50，C取0.33-0.61；用水量的计算方法为：其中W指水量，W/B指水胶比，Ve表示浆体体积，Va表示气体体积。
步骤五、按照配比将上述原料投入到搅拌机中，搅拌若干分钟，使混凝土的塌落度达到预计值；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；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；进行两次蒸汽养护，随后进行脱模养护；将温度均匀降低到室温，拉出并吊装。
采用上述预应力混凝土高强度防腐管桩的生产方法制作的防腐管桩，包含如下重量份数的组分：水泥395；矿粉124；I级粉煤灰173；沙子740；直径为5-25mm的石子1065；水152；助剂53。
其中，矿粉的比表面积及活性指数符合S105级的要求，含水量小于1wt%，氯离子含量小于0.06wt%，烧失量小于3.0wt%；所述粉煤灰的烧失量小于5wt%，含水量小于wt1%，三氧化硫含量小于wt1%，经0.045mm方孔筛的筛余率为小于12wt%。石子的泥块含量不超过1%，压碎指标小于8，循环后的质量损失率不超过8%，硫化物及硫酸盐的含量不超过0.5wt%，有机物含量属于GB/T14685-2001规定的I类标准。
按照上述方法做5组实验，每组实验中的助剂分别包括如下重量份数的各组分：
第一组：氧化钙3、氧化锌2.5、硝酸钙5、复合氨基醇4.5、木质素磺酸盐6、聚羧酸盐2.5、塑化剂7。以重量份数计，上述塑化剂的成分为丙烯酰胺5，聚丙烯酸钠10，β-丙氨酸5，硫酸亚铁0.00022，水5、异丙醇3、苯3。
第二组：氧化钙5、氧化锌3、硝酸钙3、复合氨基醇5.5、木质素磺酸盐9、聚羧酸盐1.5、塑化剂9。以重量份数计，上述塑化剂的成分为丙烯酰胺5，聚丙烯酸钠10，β-丙氨酸5，硫酸亚铁0.00022，水5、异丙醇3、苯3。
第三组：氧化钙3.5、氧化锌5、硝酸钙4.5、复合氨基醇5、木质素磺酸盐8、聚羧酸盐1、塑化剂5。以重量份数计，上述塑化剂的成分为丙烯酰胺5，聚丙烯酸钠10，β-丙氨酸5，硫酸亚铁0.00022，水5、异丙醇3、苯3。
第四组：氧化钙4.5、氧化锌4、硝酸钙3.5、复合氨基醇4、木质素磺酸盐5、聚羧酸盐3、塑化剂8。以重量份数计，上述塑化剂的成分为丙烯酰胺5，聚丙烯酸钠10，β-丙氨酸5，硫酸亚铁0.00022，水5、异丙醇3、苯3。
第五组：氧化钙4、氧化锌3.5、硝酸钙4、复合氨基醇6、木质素磺酸盐10、聚羧酸盐2、塑化剂10。以重量份数计，上述塑化剂的成分为丙烯酰胺5，聚丙烯酸钠10，β-丙氨酸5，硫酸亚铁0.00022，水5、异丙醇3、苯3。
将采用上述方法制得的样品送至检验部门检测，其采用国标或行业技术标准规定的测量方法检测管桩的性能，结果如表8所示：
表8
上述实验均采用国家标准或行业标准中推荐的方法，未注明的单元也采用国家标准单位制。
总之，本发明的性能远高于当前国家标准或行业标准，也优于本公司和同行的现有产品，具有非常大的技术领先优势。
复合氨基醇等可以吸附到管桩的钢筋表面，在钢筋表面后反应形成钝化的化学膜，同时使其表面自由焓降低，即降低了溶液的表面张力，提高了水泥的保水能力，使混凝土拌合物的泌水性能大为减少。氧化锌、硝酸钙和复合氨基醇的复合作用使水泥颗粒充分湿润，水泥水化充分，水化产物分布均匀，混凝土内部结构的连续性和均匀性增强，孔径细化，缺陷减少，抑制Cl的活化作用，从而使氯离子的渗透或扩散作用大大减弱，减缓了造成钢筋锈蚀。木质素磺酸盐具有减水率大、增强效果显著和塑化功能好的优点，同时使管桩具有非常好的抗冻性能，使其能够在-10～-15℃下长时间使用而不被冻坏。另外，它能够缩短蒸氧时间，提高蒸氧脱模强度。
聚羧酸盐通过空间位阻作用和静电斥力作用与混听途形成分散系，是其具有掺量低、减水率高等优点，同时时混凝土具有良好的流动性，增强效果好，泵送阻力小且色差小，管桩收缩率低。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (5)
1.一种预应力混凝土高强度防腐管桩的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、测定水泥、骨料和掺合料的基本参数，包括原料来源、产地品质，石子的最大粒径，以及沙子的细度模数；
用粉煤灰和/或矿粉取代沙子的方式，计算混合料的最大单位重量时的配比，在该配比固定的情况下，求出粉煤灰和/或矿粉及沙子填充粗骨料的最大堆积系数；
步骤二、求出颗粒材料的最大堆积密度，并求出最佳级配条件下的最小空隙率；
步骤三、根据工程实际要求确定塌落度和配制强度；根据骨料最大单位质量求出最小空隙；混凝土的塌落度为18-24cm，混凝土的设计强度与配制强度的关系为：配制强度＝(设计强度+9.6MPa)/0.9；
步骤四、计算各骨料、水、水泥及外加剂的用量；以重量份数计，包含如下重量份数的组分：水泥360-400；矿粉120-130；I级粉煤灰170-180；沙子705-750；直径为5-25mm的石子1000-1080；水140-160；助剂40-60；
所述助剂包括如下重量份数的各组分：氧化钙3-5、氧化锌2-5、硝酸钙3-5、复合氨基醇4-6、木质素磺酸盐5-10、聚羧酸盐1-3、塑化剂5-10；
水胶比的计算方法为：式中，fcu.p表示混凝土配制强度，fce表示水泥实测强度，A、C分别代表回归系数，A取0.46-0.50，C取0.33-0.61；
用水量的计算方法为：其中W指水量，W/B指水胶比，Ve表示浆体体积，Va表示气体体积；
步骤五、按照配比将上述原料投入到搅拌机中，搅拌若干分钟，使混凝土的塌落度达到预计值；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；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；进行两次蒸汽养护，随后进行脱模养护；将温度均匀降低到室温，拉出并吊装。
2.如权利要求1所述的预应力混凝土高强度防腐管桩的生产方法，其特征在于，所述矿粉的比表面积及活性指数符合S105级的要求，含水量小于1wt％，氯离子含量小于0.06wt％，烧失量小于3.0wt％；所述粉煤灰的烧失量小于5wt％，含水量小于1wt％，三氧化硫含量小于wt1％，经0.045mm方孔筛的筛余率为小于12wt％。
3.如权利要求1所述的预应力混凝土高强度防腐管桩的生产方法，其特征在于，所述石子的泥块含量不超过1％，压碎指标小于8，循环后的质量损失率不超过8％，硫化物及硫酸盐的含量不超过0.5wt％，有机物含量属于GB/T14685-2001规定的I类标准。
4.如权利要求1所述的预应力混凝土高强度防腐管桩的生产方法，其特征在于，以重量份数计，所述塑化剂的成分为丙烯酰胺5，聚丙烯酸钠10，β-丙氨酸5，硫酸亚铁0.00022，水5，异丙醇3，苯3。
5.一种采用权利要求1或2所述的预应力混凝土高强度防腐管桩的生产方法生产的防腐管桩，其特征在于，包含如下重量份数的组分：
水泥360-400；矿粉120-130；I级粉煤灰170-180；沙子705-750；直径为5-25mm的石子1000-1080；水140-160；助剂40-60；
所述助剂包括如下重量份数的各组分：氧化钙3-5、氧化锌2-5、硝酸钙3-5、复合氨基醇4-6、木质素磺酸盐5-10、聚羧酸盐1-3、塑化剂5-10。
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| GR01 | Patent grant |