CN105384408B - 一种无余浆免压蒸c80混凝土桩的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无余浆免压蒸C80混凝土桩的生产方法，属于混凝土管桩技术领域。所述方法包括以下工艺步骤：（1）将中砂、石子、硅酸盐水泥熟料、矿粉、硅灰、葡萄糖酸钠加入搅拌机中，搅拌60～70s，最后加入水以及萘系高效减水剂，搅拌90～120s；（2）将步骤（1）得到的混凝土经过布料、合模、张拉处理后备用；（3）将步骤（2）张拉后的管桩进行离心；（4）将离心后的管桩放入蒸汽养护池内养护。本发明采用无石膏的硅酸盐水泥并复合矿粉、硅灰作为胶凝材料，避免了因硫酸根离子的引入，从而防止了混凝土在80～100℃养护时，发生延迟钙矾石反应，提高管桩耐久性。
Description
技术领域
本发明涉及一种混凝土桩的制备方法，尤其涉及一种无余浆免压蒸C80混凝土桩的生产方法，属于混凝土管桩领域。
背景技术
目前，高强混凝土管桩经离心成型后, 先采用常压蒸汽养护, 经历静停、升温、恒温、降温四个阶段, 温度在60℃～70℃, 时间为4～7小时，然后脱模, 再进行压蒸养护。压蒸养护采用压蒸釜, 养护时蒸汽压力达到0.9MPa～1.0MPa, 温度在180℃左右, 历时为7～10小时。混凝土在蒸汽养护过程中，由于温度的快速升高和降低，管桩混凝土内外温差过大，管桩桩身易产生裂缝，甚至开裂，造成混凝土管桩强度降低，使管桩产品质量严重下降；另外，高压蒸汽养护能耗高，养护过程中会有大量热能被排掉, 造成能源浪费, 而且燃煤会产生大量的烟气, 需对烟气进行处理, 加重了企业的环保负担。再有，压蒸釜设备投入大, 工艺复杂, 特别是安全事故隐患多。所以省去压蒸环节具有巨大的社会效益和经济效益。
国家知识产权局于2013年4月10日公开了一件授权公告号为CN103030342B，名称为“一种免压蒸预应力高强离心管桩及其制备方法”的发明专利，该专利公开的制备方法如下：A、将445kg/m3水泥、70 kg/m3微珠、35 kg/m3硅灰、720 kg/m3砂、1191 kg/m3碎石、1.9kg/m3减水剂、104.5 kg/m3水，其中水胶比0.19混合制成混凝土；B、采用上述混凝土在钢模中布料、合模张拉后，在离心机上离心成型制成预应力混凝土管桩，所述离心成型工艺中分低速、中速、中高速、高速四个阶段；C、离心成型后的预应力混凝土管桩进行一次常压蒸汽养护或水养，控制恒温温度在75℃～95℃；然后自然停放，7天即可，混凝土强度118.0MPa。该专利制得的管桩在75℃～95℃养护后需自然停放7天，养护时间较长，导致生产周期长。
目前管桩企业头痛的问题还有离心产生的大量余浆，这些余浆中含有大量水泥、掺和材及水，不仅直接影响桩成型后的质量而且余浆利用性价比不高。
所以解决压蒸环节和余浆问题具有巨大的社会效益和经济效益。
经检索发现两篇与本发明专利相关的专利文献：公开号CN104960086A提供了一种无余浆免压蒸混凝土桩的生产方法，该方法主要靠激发剂激发粉煤灰活性，增加混凝土强度，但是激发剂由二甘醇、三乙醇胺和扩散剂NNO加入到膨胀珍珠岩中制得，制备方法复杂且不经济；而公开号CN104742249A的专利通过添加实心玻璃微珠和95级矿粉达到免压蒸的目的，但是成本高，收缩大。
现有技术中的免蒸压混凝土中常包含一定量的石膏，以起到缓凝的作用，但在有石膏存在的情况下，水泥中的C3A水化产物为AFt（三硫型水化硫铝酸钙）和AFm（单硫型水化硫铝酸钙），对于常压蒸养来说，石膏存在会导致延迟钙矾石的生成，称为DEF现象，而DEF被认为是一种潜在的影响混凝土耐久性的破坏性反应，混凝土中的DEF反应是指蒸汽养护结束后正常的温湿养护阶段，低稳的低硫型硫铝酸钙（AFm）向钙矾石（AFt）转变造成的。相关研究得出，有效避免DEF反应的最佳允许养护温度为65～70℃，但是在较短时间内提高混凝土的强度，缩短工期，该养护温度过低，不利于工业化大生产。
综上，现有技术中的管桩混凝土具有以下问题：1）养护时间长，成本高；2）制备方法复杂，收缩大；3）常规的养护会导致管桩体积不稳定，耐久性不好，采用低温养护又有工期长，成本高的缺点。4）余浆问题有待解决。
发明内容
为了解决现有技术中管桩生产中存在的不足，本发明提供一种无余浆免压蒸C80混凝土桩的生产方法，通过特定水泥熟料选择以及其他原料的配合使用，实现在没有石膏的情况下，也能达到管桩混凝土的使用要求，具有提高管桩的体积稳定性、提高免压蒸混凝土的耐久性以及缩短工期、降低生产成本的优点。
一种无余浆免压蒸C80混凝土桩的生产方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将中砂670～700kg/m3、石子1130～1200kg/m3、硅酸盐水泥熟料400～460kg/m3、矿粉34～40kg/m3、硅灰12～15kg/m3、葡萄糖酸钠0.425～1kg/m3加入搅拌机中，搅拌60～70s，然后加入119～140kg/m3水以及8～9.5kg/m3萘系高效减水剂，搅拌90～120s；
（2）将步骤（1）得到的混凝土经过布料、合模、张拉处理后备用；
（3）将步骤（2）张拉后的管桩进行离心，所述离心包括低速、低中速、中速及高速离心；
（4）将离心后的桩放入蒸汽养护池内养护。
本发明所述的硅酸盐水泥熟料通过申请号为201510378815.8 ，名称为“一种小颗粒硅酸盐水泥熟料及其制备方法”的专利制备得到。
进一步地，所述中砂含泥量≤0.8%，细度模数为2.8～3.0。
所述的石子为碎石，粒径5～20mm。
所述萘系高效减水剂的含固量为28～32%，减水率为18～22%。
上述步骤（3）中，所述低速离心是在转速为55～65r/min下离心230～250s；所述低中速离心是在转速为106～132r/min下离心50～70s；所述中速离心是在转速为197～250r/min下离心170～190s；所述高速离心是在转速410～430r/min下离心290～310s。
上述步骤（4）中，所述的养护是指将离心后的管桩在25～30℃下静停2～4h；然后在蒸养池内，2～3h内匀速升温至95～98℃，随后在95～98℃下在保温4～6h，冷却后脱模即可。
本发明的管桩养护脱模后的强度＞80MPa。
本发明的有益效果：
（1）本发明的制备方法中采用不含石膏的硅酸盐水泥作胶凝材料，并通过葡萄糖酸钠调节水泥的凝结时间，保证了水泥的初凝时间和离心结束时间一致，得到的管桩无余浆产生；与现有技术中的常规的硅酸盐水泥，如以硅酸钙为主的硅酸盐水泥熟料和5%以下的石灰石或粒化高炉矿渣，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料相比，本发明避免了硫酸根离子的引入，从而解决现有技术中的免压蒸混凝土管桩在80～100℃下养护时，出现DEF现象，影响管桩耐久性的问题；同时避免高温蒸汽养护时，混凝土出现AFt脱水现象，当混凝土温度恢复至常温，混凝土会吸收空气中的水蒸气，重新生成钙矾石，体积膨胀至120%，导致管桩体积稳定性差的问题；而添加少量硅灰作为填充材料，具有成本低，生产周期短的优点。
与现有技术中的非免压蒸混凝土桩相比，本发明省去高温高压养护的过程，节约能源消耗，实际生产中，每米管桩可节省大约21.6元，从而可提高水泥生产企业的经济效益；本发明相对于在65～75℃下养护的免压蒸管桩混凝土来说，在保证质量的同时，其制备效率更高，从而实现缩短工期的目的。
经检索，未见有完全不含石膏的管桩混凝土的记载，管桩混凝土中只要有石膏存在，如果在较高温度下养护，势必会造成管桩体积耐久差的问题，而本申请很好地解决了此问题。
（2）本发明通过对中砂和石子的进一步选择，砂、石的配比良好，砂率适中，使得本发明的混凝土在离心成型时更为紧密，平衡了混凝土的流动性和稳定性的问题。
（3）现有技术中采用石膏的一个目的是对水泥起到缓凝作用，本发明中通过添加特定比例的葡萄糖酸钠同样起到缓凝作用，保证水泥的可操作性；通过控制葡萄糖酸钠的掺量，可以使混凝土桩在离心密实过程中凝结，无余浆产生。
具体实施方式
实施例1
一种无余浆免压蒸C80混凝土桩的生产方法，包括以下步骤：
（1）将按重量比称取的中砂700kg/m3、石子1200kg/m3、硅酸盐水泥熟料454kg/m3、矿粉34kg/m3、硅灰12kg/m3、葡萄糖酸钠0.95kg/m3加入搅拌机中，搅拌60s，然后加入119kg/m3水以及8kg/m3萘系高效减水剂，搅拌90s；
（2）将步骤（1）得到的混凝土经过布料、合模、张拉处理后备用；
（3）将步骤（2）张拉后的管桩进行离心；
（4）将离心后的桩放入蒸汽养护池内养护。
本实施例中，中砂的含泥量为0.7%，细度模数为3.0；石子为碎石，粒径5～20mm，该砂石的级配良好；萘系高效减水剂的含固量为28%，减水率为22%。
本实施例中步骤（2）的具体操作为：布料时先铺下半模具两端，再铺中间，保证两端有足够的混凝土；管桩布料均匀后，把上下半模具合起来；合模后，采用应力和伸长值来控制预应力，预应力值根据相关标准确定。
本实施例的离心包括低速、低中速、中速及高速离心，低速转速为60r/min，低中速转速为112 r/min，中速转速为225r/min，高速是指转速为420r/min。
本实施例的养护是指将离心后的管桩在28℃下静停2.5h；然后在蒸养池内，2h内匀速升温至95℃，随后在95～98℃下在保温4h，冷却后脱模强度为88MPa。
实施例2
一种无余浆免压蒸C80混凝土桩的生产方法，包括以下步骤：
（1）将按重量比称取的中砂670kg/m3、石子1130kg/m3、硅酸盐水泥熟料445kg/m3、矿粉34kg/m3、硅灰15kg/m3、葡萄糖酸钠1kg/m3加入搅拌机中，搅拌70s，然后加入140kg/m3水以及9.5kg/m3萘系高效减水剂，搅拌120s；
（2）将步骤（1）得到的混凝土经过布料、合模、张拉处理后备用；
（3）将步骤（2）张拉后的管桩进行离心；
（4）将离心后的桩放入蒸汽养护池内养护。
本实施例中，中砂的含泥量为0.7%，细度模数为3.0；石子为碎石，粒径5～20mm，该砂石的级配良好；萘系高效减水剂的含固量为28%，减水率为22%。
本实施例的步骤（3）中，离心包括低速、低中速、中速及高速离心，低速离心是在转速为55r/min下离心230s；所述低中速离心是在转速为106r/min下离心50s；所述中速离心是在转速为197r/min下离心170s；所述高速离心是在转速410r/min下离心290s。
本实施例的养护是指将离心后的管桩在25℃下静停3h；然后在蒸养池内，2h内匀速升温至95℃，随后在95～98℃下在保温4h，冷却后脱模强度为86MPa。
实施例3
一种无余浆免压蒸C80混凝土桩的生产方法，包括以下步骤：
（1）将按重量比称取的中砂680kg/m3、石子1160kg/m3、硅酸盐水泥熟料420kg/m3、矿粉37.7kg/m3、硅灰14kg/m3、葡萄糖酸钠0.472kg/m3加入搅拌机中，搅拌65s，然后加入132kg/m3水以及9kg/m3萘系高效减水剂，搅拌100s；
（2）将步骤（1）得到的混凝土经过布料、合模、张拉处理后备用；
（3）将步骤（2）张拉后的管桩进行离心；
（4）将离心后的桩放入蒸汽养护池内养护。
本实施例中，中砂的含泥量为0.78%，细度模数为2.9；石子为碎石，粒径5～20mm，该砂石的级配良好；萘系高效减水剂的含固量为32%，减水率为20%。
本实施例的步骤（3）中，所述离心包括低速、低中速、中速及高速离心；低速离心是在转速为65r/min下离心250s；所述低中速离心是在转速为132r/min下离心70s；所述中速离心是在转速为250r/min下离心190s；所述高速离心是在转速430r/min下离心310s。
本实施例的步骤（4）中，所述的养护是指将离心后的管桩在30℃下静停2h；然后在蒸养池内，3h匀速升温至95～98℃，随后在95～98℃下在保温4h，冷却后脱模即可，脱模后管桩的强度为81.2MPa。
实施例4
一种无余浆免压蒸C80混凝土桩的生产方法，包括以下步骤：
（1）将按重量比称取的中砂700kg/m3、石子1150kg/m3、硅酸盐水泥熟料450kg/m3、矿粉40kg/m3、硅灰12kg/m3、葡萄糖酸钠0.425kg/m3加入搅拌机中，搅拌65s，然后加入132kg/m3水以及9kg/m3萘系高效减水剂，搅拌110s；
（2）将步骤（1）得到的混凝土经过布料、合模、张拉处理后备用；
（3）将步骤（2）张拉后的管桩进行离心；
（4）将离心后的桩放入蒸汽养护池内养护。
本实施例中，中砂的含泥量为0.75%，细度模数为2.8；石子为碎石，粒径5～20mm，该砂石的级配良好；萘系高效减水剂的含固量为30%，减水率为18%。
本实施例步骤（3）中，所述离心包括低速、低中速、中速及高速离心；所述低速离心是在转速为60r/min下离心230s；所述低中速离心是在转速为125r/min下离心60s；所述中速离心是在转速为225r/min下离心190s；所述高速离心是在转速430r/min下离心300s。
本实施例步骤（4）中，所述的养护是指将离心后的管桩在28℃下静停4h；然后在蒸养池内，2h匀速升温至95～98℃，随后在95～98℃下保温4h，冷却后脱模即可，脱模后管桩的强度为83.5MPa。
实施例5
一种无余浆免压蒸C80混凝土桩的生产方法，包括以下步骤：
（1）将按重量比称取的中砂680kg/m3、石子1150kg/m3、硅酸盐水泥熟料400kg/m3、矿粉40kg/m3、硅灰15kg/m3、葡萄糖酸钠0.455kg/m3加入搅拌机中，搅拌65s，然后加入132kg/m3水以及9kg/m3萘系高效减水剂，搅拌90s；
（2）将步骤（1）得到的混凝土经过布料、合模、张拉处理后备用；
（3）将步骤（2）张拉后的管桩进行离心；
（4）将离心后的桩放入蒸汽养护池内养护。
本实施例中，中砂的含泥量为0.70%，细度模数为2.8；石子为碎石，粒径5～20mm，该砂石的级配良好；萘系高效减水剂的含固量为31.5%，减水率为20%。
本实施例步骤（3）中，所述离心包括低速、低中速、中速及高速离心；所述低速离心是在转速为58r/min下离心248s；所述低中速离心是在转速为125r/min下离心60s；所述中速离心是在转速为225r/min下离心190s；所述高速离心是在转速420r/min下离心290s。
本实施例步骤（4）中，所述的养护是指将离心后的管桩在25℃下静停3h；然后在蒸养池内，3h匀速升温至95～98℃，随后在95～98℃下在保温6h，冷却后脱模即可，脱模后管桩的强度为80.0MPa。
实施例2制备的无余浆免压蒸C80混凝土桩脱模后性能测试结果如表1所示。
表1 :
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种无余浆免压蒸C80混凝土桩的生产方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将中砂670～700kg/m3、石子1130～1200kg/m3、硅酸盐水泥熟料400～460kg/m3、矿粉34～40kg/m3、硅灰12～15kg/m3、葡萄糖酸钠0.425～1kg/m3加入搅拌机中，搅拌60～70s，然后加入119～140kg/m3水以及8～9.5kg/m3萘系高效减水剂，搅拌90～120s；
（2）将步骤（1）得到的混凝土经过布料、合模、张拉处理后备用；
（3）将步骤（2）张拉后的管桩进行离心；
（4）将离心后的桩放入蒸汽养护池内养护。
2.如权利要求1所述的一种无余浆免压蒸C80混凝土桩的生产方法，其特征在于：步骤（1）中，所述中砂含泥量≤0.8%，细度模数为2.8～3.0。
3.如权利要求2所述的一种无余浆免压蒸C80混凝土桩的生产方法，其特征在于：步骤（1）中，所述的石子为碎石，粒径5～20mm。
4.如权利要求1所述的一种无余浆免压蒸C80混凝土桩的生产方法，其特征在于：步骤（1）中，所述萘系高效减水剂的含固量30%，减水率20%。
5.如权利要求1所述的一种无余浆免压蒸C80混凝土桩的生产方法，其特征在于：步骤（3）中，所述离心包括低速、低中速、中速及高速离心；所述低速离心是在转速为55～65r/min下离心230～250s；所述低中速离心是在转速为106～132r/min下离心50～70s；所述中速离心是在转速为197～250r/min下离心170～190s；所述高速离心是在转速410～430r/min下离心290～310s。
6.如权利要求1所述的一种无余浆免压蒸C80混凝土桩的生产方法，其特征在于：步骤（4）中，所述的养护是指将离心后的管桩在25～30℃下静停2～4h；然后在蒸养池内，2～3h内匀速升温至95～98℃，随后在95～98℃下再保温4～6h，冷却后脱模即可。
7.如权利要求6所述的一种无余浆免压蒸C80混凝土桩的生产方法，其特征在于：所述管桩脱模后的强度＞80MPa。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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Effective date of registration: 20181019 Address after: 614208 Ma Ping Village, Longchi Town, Mount Emei, Leshan, Sichuan Patentee after: Emeishan Qianghua Special Cement Co., Ltd. Address before: 614003 Ma'anshan nine Peak Road, Shizhong District, Leshan, Sichuan 2 Patentee before: Jia Hua special cement incorporated company |
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| TR01 | Transfer of patent right |