CN103896531B - 掺磨细稻壳灰的高强混凝土管桩及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种掺磨细稻壳灰的高强混凝土管桩及其生产方法，制备管桩的混凝土中掺有比表面积≥400㎡/kɡ的磨细稻壳灰，即用磨细稻壳灰取代基准配合比A中10%～100%的磨细砂或基准配比B中10%～40%的水泥，再与水泥、碎石、河砂等一起投入搅拌器中，预搅拌30秒，再加入水和减水剂进行搅拌，搅拌后将搅拌料从管桩模具的一端均匀分层连续浇灌，然后离心成型，最后进行养护制得高强混凝土管桩。本发明利用农业副产品稻壳灰代替磨细砂，由于稻壳灰具有较大的比表面积和内养护作用，其性能比磨细砂更佳，掺入稻壳灰后不仅可以降低高标号硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥的用量，节约资源、降低能耗，还可改善混凝土的品质，具有很好的经济效益和社会效益。

Description

掺磨细稻壳灰的高强混凝土管桩及其生产方法
技术领域
本发明涉及一种土木建筑行业的掺磨细稻壳灰的混凝土，具体涉及制备一种掺磨细稻壳灰混凝土管桩的方法。
背景技术
现有技术中，预应力离心高强混凝土管桩（简称PHC管桩，桩身离心混凝土强度等级不得低于C80）生产所用的胶凝材料为42.5级以上的高标号硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。发明专利公开号CN101672035A的专利文件中提出了“掺磨细河砂生产的预应力高强混凝土管桩及其生产方法”，该发明专利虽然使用磨细砂取代水泥胶凝材料，使其管桩混凝土的性能达到并超过不掺磨细河砂的PHC管桩及其混凝土的性能，但是磨细河砂需要消耗能源，且使用不可再生的河砂不利于环保，公开号CN1598164A的专利文件还提出了“掺磨细矿渣微粉的混凝土管桩及其生产方法”。虽然稻壳灰作普通混凝土的掺合料或水泥的混合材已有应用，但掺磨细稻壳灰以一定比例取代水泥或者磨细砂生产高强混凝土管桩未见有报道。采用磨细稻壳灰取代水泥或磨细砂生产高强混凝土管桩不仅仅可以充分利用农业副产品，保护环境，并且在节约水泥和河砂用量的同时还可以提高管桩混凝土的性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种掺磨细稻壳灰的高强混凝土管桩及其生产方法，用该方法生产高强混凝土管桩不仅可以充分利用农业副产品，保护环境，节约水泥和河砂用量，所生产的高强混凝土管桩强度高，性能好。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种掺磨细稻壳灰的高强混凝土管桩，其混凝土中掺有磨细稻壳灰，即用磨细稻壳灰取代基准配合比A中10%～100%的磨细砂或基准配比B中10%～40%的42.5级以上的高标号硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥；基准配合比（按重量份计）见表1，
表1混凝土基准配合比
一种掺磨细稻壳灰的高强混凝土管桩，其混凝土中掺有磨细稻壳灰，即用磨细稻壳灰取代基准配合比A中50%～100%的磨细砂或基准配比B中20%的42.5级以上的高标号硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。
掺入的磨细稻壳灰比表面积≥400㎡/kɡ。
在搅拌器中投入水泥、碎石、河砂、磨细砂和磨细稻壳灰，预搅拌30秒，再加入水和减水剂进行搅拌，搅拌后将搅拌料从管桩模具的一端均匀分层连续浇灌，然后离心成型，最后进行养护。
在搅拌器中投入水泥、碎石、河砂和磨细稻壳灰，预搅拌30秒，再加入水和减水剂进行搅拌，搅拌后将搅拌料从管桩模具的一端均匀分层连续浇灌，然后离心成型，最后进行养护。
混凝土的搅拌时间比普通混凝土搅拌时间延长60～90秒。
从混凝土搅拌完成至浇灌于模具中的操作时间不超过25分钟。
从模具浇灌、合模完成到进行离心成型的操作时间不超过15分钟。
混凝土的高速和中速离心成型时间比普通混凝土的离心成型时间延长1分钟，低速和中高速的离心成型时间不变。
混凝土搅拌后掺磨细稻壳灰的混凝土坍落度为30～70mm。
所述养护是在70℃～90℃下进行4小时～8小时的常压蒸汽养护和在170℃～200℃的蒸压釜中进行6小时～12小时的高温、高压蒸汽养护。
本发明的显著优点在于：
（1）本发明是以磨细稻壳灰取代基准配合比A中10%～100%的磨细砂或基准配比B中10%～40%的42.5级以上的高标号硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，主要利用磨细稻壳灰本身显著的微集料效应、填充效应、火山灰效应以及抗渗性能来提高管桩混凝土的强度和抗渗性能。
（2）本发明与现有技术相比，不仅可以充分利用农业副产品，而且还可以降低高标号硅酸盐或普通硅酸盐水泥的用量，节约资源，降低能耗，具有很好的经济效益和社会效益。
具体实施方式
试验原材料
（1）水泥：试验用水泥采用泰州海螺水泥有限公司生产的海螺牌普通硅酸盐水泥,水泥的型号为P.Ⅱ52.5；水泥的化学成分见表2，水泥的性能指标见表3。
表2水泥的化学成分
表3水泥的性能指标
（2）碎石：碎石取自某地区的石场并按照《建筑用卵石、碎石》(GB/T14685-2001)的相关规定对试验用普通石子进行测定，石子的表观密度为2550kg/m3，堆积密度为1450kg/m3，针片状颗粒含量为8.3%，压碎指标值为7%，石子的颗粒级配见表4。
表4石子的颗粒级配
（3）河砂：河砂采用某地区的天然河砂并根据《建筑用砂》(GB/T14684-2001)的相关规定测定各项特性，其表观密度为2500kg/m3，堆积密度1450kg/m3；砂子的含泥量为0.3%；细度模数为2.8；砂子的平均含水率为5.67%，砂子的颗粒级配筛分见表5。
表5砂子的颗粒级配
（4）磨细砂：磨细砂产自某管桩公司，其具体指标见表6。
表6磨细砂具体指标
（5）稻壳灰：由某公司提供，其化学组成见表7。
表7稻壳灰化学成分
（6）减水剂：采用某公司生产的YC-1型萘系高效减水剂，其水泥净浆流动度为220mm，密度为1.218g/cm3，pH值为9，氯离子含量0.14%，碱含量0.014%，减水剂其他的性能指标见表8。
表8减水剂的性能指标
（7）水：普通自来水。
实施例1：采用磨细稻壳灰取代50%的磨细砂生产PHCAB型Ф400×95mm管桩，具体配合比如表9。
表9混凝土配合比
生产方法为：将上述原料投入搅拌器搅拌180秒，测得的坍落度为42mm，搅拌后将搅拌料快速浇灌至管桩模具内，然后进行离心成型，离心时间为低速240秒、中速60秒、中高速60秒、高速300秒，养护采用常压蒸汽养护和高压蒸汽养护两种形式：常压蒸汽养护过程为：静养4h—升温1.5h—恒温3.25h—降温1小时；高压蒸汽养护过程为：在蒸压釜中升温2h—恒温4h—降温3h—打开蒸压釜静停1h—产品出釜。
测试结果，混凝土试块强度达到96MPa，符合管桩混凝土C80要求。PHCAB型Ф400×95mm管桩的外观质量符合国标《先张法预应力混凝土管桩》GB13476—1999中优等品的指标，在试验中效果良好，满足设计和使用要求。
实施例2：采用磨细稻壳灰100%取代磨细砂生产PHCAB型Ф500×125mm管桩，具体配合比见表10。
表10混凝土配合比
生产方法为：将上述原料投入搅拌器搅拌180秒，测得的坍落度为40mm，搅拌后将搅拌料快速浇灌至管桩模具内，然后进行离心成型，离心时间为低速240秒、低中速90秒、中速120秒、中高速90秒、高速300秒，养护采用常压蒸汽养护和高压蒸汽养护两种形式：常压蒸汽养护过程为：静养4h—升温1.5h—恒温3.25h—降温1小时；高压蒸汽养护过程为：在蒸压釜中升温2h—恒温4h—降温3h—打开蒸压釜静停1h—产品出釜。
测试结果，混凝土试块强度达到98.2MPa，符合管桩混凝土C80要求。PHCAB型Ф500×125mm管桩的外观质量符合国标《先张法预应力混凝土管桩》GB13476—2009中优等品的指标，在试验中效果良好，满足设计和使用要求。
实施例3：采用磨细稻壳灰取代20%的水泥生产PHCAB型Ф500×125mm管桩，具体配合比如表11。
表11混凝土配合比
生产方法为：将原料投入搅拌器搅拌180秒，测得的坍落度为36mm，搅拌后将搅拌料快速浇灌至管桩模具内，然后进行离心成型，离心时间为低速240秒、低中速90秒、中速120秒、中高速90秒、高速300秒，养护采用常压蒸汽养护和高压蒸汽养护两种形式：常压蒸汽养护过程为：静养4h—升温1.5h—恒温3.25h—降温1小时；高压蒸汽养护过程为：在蒸压釜中升温2h—恒温4h—降温3h—打开蒸压釜静停1h—产品出釜。
测试结果，混凝土试块强度达到97MPa，符合管桩混凝土C80要求。PHCAB型Ф500×125mm管桩的外观质量符合国标《先张法预应力混凝土管桩》GB13476—1999中优等品的指标，在试验中效果良好，满足设计和使用要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (9)

1.一种掺磨细稻壳灰的高强混凝土管桩，其特征在于：制备高强混凝土管桩的混凝土中掺有磨细稻壳灰，即用磨细稻壳灰取代基准配合比A中10%～100%的磨细砂或基准配比B中10%～40%的水泥；
所述基准配合比A中各组分以重量份计：水泥0.5～0.7份，碎石2.0～4.0份，河砂1.0～2.0份，磨细砂0.3～0.5份，水0.25～0.4份，减水剂0.01～0.03份；所述基准配合比B中各组分以重量份计：水泥1.0份，碎石2.0～4.0份，河砂1.0～2.0份，水0.25～0.35份，减水剂0.01～0.03份。
2.根据权利要求1所述的掺磨细稻壳灰的高强混凝土管桩，其特征在于：制备高强混凝土管桩的混凝土中掺有磨细稻壳灰，即用磨细稻壳灰取代基准配合比A中50%～100%的磨细砂或基准配比B中20%的水泥。
3.根据权利要求1所述的掺磨细稻壳灰的高强混凝土管桩，其特征在于：掺入的磨细稻壳灰比表面积≥400㎡/kɡ。
4.一种生产如权利要求1所述掺磨细稻壳灰的高强混凝土管桩的方法，其特征在于：在搅拌器中投入水泥、碎石、河砂、磨细砂和磨细稻壳灰，预搅拌30秒，再加入水和减水剂进行搅拌，搅拌后将搅拌料从管桩模具的一端均匀分层连续浇灌，然后离心成型，最后进行养护。
5.一种生产如权利要求1所述掺磨细稻壳灰的高强混凝土管桩的方法，其特征在于：在搅拌器中投入水泥、碎石、河砂和磨细稻壳灰，预搅拌30秒，再加入水和减水剂进行搅拌，搅拌后将搅拌料从管桩模具的一端均匀分层连续浇灌，然后离心成型，最后进行养护。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于：从混凝土搅拌完成至浇灌于模具中的操作时间不超过25分钟。
7.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于：从模具浇灌、合模完成到进行离心成型的操作时间不超过15分钟。
8.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于：混凝土搅拌后掺磨细稻壳灰的混凝土坍落度为30～70mm。
9.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于：所述养护是在70℃～90℃下进行4小时～8小时的常压蒸汽养护和在170℃～200℃的蒸压釜中进行6小时～12小时的高温、高压蒸汽养护。
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