CN105384410B - 一种免压蒸c80桩用混凝土 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种免压蒸C80桩用混凝土，属于水泥技术领域。本发明的混凝土桩包括以下按重量配置的原料：硅酸盐水泥425～500kg/m³，中砂670～700kg/m³，石子1130～1200kg/m³，用水量119～140kg/m³，萘系高效减水剂8～9.5kg/m³；所述硅酸盐水泥包括以下按质量百分比组成的原料：硅酸盐水泥熟料66.8～93%，矿粉5～28%，硅灰2～5%，葡萄糖酸钠0.1～0.2%；所述矿粉的比表面积为400～450m²/kg。本发明主要解决现有技术中，免压蒸C80桩用混凝土在高温养护过程中，发生DEF反应，影响混凝土体积稳定性和耐久性的问题，具有提高管桩体积稳定性和耐久性，缩短工期的优点。

Description

一种免压蒸C80桩用混凝土

技术领域

本发明涉及一种混凝土，尤其涉及一种免压蒸C80桩用混凝土。

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，效率低下。

又如公开号CN104960086A，名称为“一种免压蒸混凝土桩的生产方法”的发明专利，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级磷渣达到免压蒸的目的，但是成本高，收缩大；公开号CN103524092A的专利采用PⅡ级52.5R水泥和特殊的DHC材料制备的免压蒸管桩用混凝土，该混凝土在90℃下养护，无法避免在养护过程中钙矾石脱水问题。

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。

发明内容

本发明为了解决现有技术中，管桩混凝土中因石膏的存在导致延迟钙矾石反应，影响混凝土的耐久性的问题，提出一种免压蒸C80桩用混凝土，通过选择特定水泥熟料以及其他原料的配合使用，实现在没有石膏的情况下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的优点。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

免压蒸C80桩用混凝土，其特征在于：包括以下按重量配置的原料： 硅酸盐水泥425～500kg/m³，中砂670～700kg/m³，石子1130～1200kg/m³，用水量119～140kg/m³，萘系高效减水剂8～9.5kg/m³；所述硅酸盐水泥包括以下按质量百分比组成的原料：硅酸盐水泥熟料66.8～93%，矿粉5～28%，硅灰2～5%，葡萄糖酸钠0.1～0.2%；所述矿粉的比表面积为400～450m²/kg。

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。

所述硅酸盐水泥满足以下技术指标：比表面积350～420m²/kg，80μm方孔筛筛余不超过10%；初凝时间不得早于15min，终凝时间不得晚于240min；3d抗折强度大于3.5MPa，抗压强度大于20MPa，28d抗折强度大于5MPa，抗压强度大于45MPa。

所述中砂的含泥量不超过0.8%，细度模数为2.8～3.0，砂子级配分布范围：4.75mm标准筛筛余占0～7%，2.36mm标准筛筛余占16～24%，1.18mm标准筛筛余占17～20%，0.6mm标准筛筛余占18～21%，0.315mm标准筛筛余占15～18%，0.15mm标准筛筛余占14～27%。

所述的石子为碎石，粒径5～20mm；石子级配分布：16mm标准筛筛余量为15～30%，9.5mm标准筛筛余量为20～55%，4.75mm标准筛筛余量为30～50%。

本发明所述的免压蒸C80桩用混凝土的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）将按配比称取的水泥、中砂、石子、水、高效减水剂放入搅拌机中混合均匀后入模，形成混凝土；

2）静停

将成型后的置于20～30℃环境下静停2～4h；

3）将步骤2）静停后的混凝土于2～3h内匀速升温至90～98℃，随后90～98℃保温4～6h；

4）自然冷却脱模即得。

本发明的有益效果：

（1）本发明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，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在80～100℃下养护时，混凝土内AFt脱水为AFm，当混凝土温度恢复至常温，AFm吸收空气中的水蒸气，重新生成AFt，体积膨胀导致管桩稳定性差的问题；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。

与现有技术中的压蒸管桩混凝土相比，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，从而可提高管桩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，从而实现缩短生产的目的。

经检索，未见有完全不含石膏的混凝土的记载，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。

附图说明

图1为本发明实施例5的混凝土在95℃下养护5h后，标准养护至28天龄期的混凝土表面。

图2为普通管桩C80混凝土在95℃下养护5h后，标准养护至28天龄期的混凝土表面。

具体实施方式

实施例1

一种免压蒸C80桩用混凝土，每m³的混凝土中含以下重量的原料：硅酸盐水泥500kg，萘系高效减水剂9.5kg，中砂670kg，石子1200kg，水140kg。

本实施例中硅酸盐水泥包括以下按质量百分比计的原料：硅酸盐水泥熟料92.8%，矿粉5%，硅灰2%，葡萄糖酸钠0.2%；所述硅酸盐水泥比表面积370m²/kg，80μm方孔筛筛余1%；初凝时间20min，终凝时间40min；3d抗折强度6.3MPa，抗压强度42.5MPa，28d抗折强度8.8MPa，抗压强度60MPa。

本实施例中，中砂的含泥量为0.3%，细度模量为3.0，级配分布：4.75mm标准筛筛余占6%，2.36mm标准筛筛余占20%，1.18mm标准筛筛余占17%，0.6mm标准筛筛余占20%，0.315mm标准筛筛余占18%，0.15mm标准筛筛余占19%。

本实施例中，石子为碎石，粒径5～20mm，石子实现紧密分布，级配分布：16mm标准筛筛余量为15%，9.5mm标准筛筛余量为55%，4.75mm标准筛筛余量为30%。

本实施例的混凝土的制备方法为：将按配比称取的水泥、中砂、石子、水、高效减水剂放入搅拌机中混合均匀后入模；混凝土成型后在30℃环境下静停2h；然后于2h内匀速升温至90～98℃；在90～98℃下保温5.5h，然后自然冷却后脱模即得。

实施例2

一种免压蒸C80桩用混凝土，每m³的混凝土中含以下重量的原料：硅酸盐水泥425kg，萘系高效减水剂8kg，中砂700kg，石子1170kg，水119kg。

本实施例的硅酸盐水泥包括以下按质量百分比计的原料：硅酸盐水泥熟料66.9%，矿粉28%，硅灰5%，葡萄糖酸钠0.1%；本实施例的矿粉的比表面积为400 m²/kg。

本实施例的硅酸盐水泥的比表面积400m²/kg，80μm方孔筛筛余0.5%；初凝时间15min，终凝时间37min；3d抗折强度4.8MPa，抗压强度25.5MPa，28d抗折强度6.1MPa，抗压强度50MPa。

本实施例中，中砂的含泥量为0.3%，细度模量为3.0，砂子级配分布范围：4.75mm标准筛筛余占6%，2.36mm标准筛筛余占20%，1.18mm标准筛筛余占17%，0.6mm标准筛筛余占20%，0.315mm标准筛筛余占18%，0.15mm标准筛筛余占19%。

本实施例中，石子为碎石，粒径5～20mm；石子级配分布：16mm标准筛筛余量为15%，9.5mm标准筛筛余量为55%，4.75mm标准筛筛余量为30%。

本实施例的混凝土的制备方法为：将按配比称取的水泥、中砂、石子、水、高效减水剂放入搅拌机中混合均匀后入模；混凝土成型后在20℃环境下静停4h；然后于2.5h内匀速升温至90～98℃，在90～98℃下保温5h；然后自然冷却脱模即得。

实施例3

一种免压蒸C80桩用混凝土，每m³的混凝土中含以下重量的原料：硅酸盐水泥475kg，萘系高效减水剂9kg，中砂670kg，石子1130kg，水133kg。

本实施例中硅酸盐水泥包含：硅酸盐水泥熟料88.9%，矿粉8%，硅灰3%，葡萄糖酸钠0.1%；所述矿粉的比表面积为450 m²/kg。

本实施例的硅酸盐水泥的比表面积380m²/kg，80μm方孔筛筛余2%；初凝时间18min，终凝时间47min；3d抗折强度5.8MPa，抗压强度33.5MPa，28d抗折强度6.6MPa，抗压强度63MPa。

本实施例中，中砂的含泥量为0.3%，细度模量为3.0，级配分布：4.75mm标准筛筛余占6%，2.36mm标准筛筛余占20%，1.18mm标准筛筛余占17%，0.6mm标准筛筛余占20%，0.315mm标准筛筛余占18%，0.15mm标准筛筛余占19%。

本实施例中，石子为碎石，粒径5～20mm；石子级配分布：16mm标准筛筛余量为15%，9.5mm标准筛筛余量为55%，4.75mm标准筛筛余量为30%。

本实施例的混凝土的制备方法为：将按配比称取的水泥、中砂、石子、水、高效减水剂放入搅拌机中混合均匀后入模；混凝土成型后在25℃环境下静停2.5h；之后，3h内由初始温度匀速升温至90～98℃；在90～98℃下保温6h；自然冷却脱模即得。

实施例4

一种免压蒸C80桩用混凝土，每m³的混凝土中含以下重量的原料：硅酸盐水泥440kg，萘系高效减水剂8.36kg，中砂700kg，石子1200kg，水123.2kg。

本实施例的硅酸盐水泥包含：硅酸盐水泥熟料71.9%，矿粉25%，硅灰3%，葡萄糖酸钠0.1%；所述矿粉的比表面积为400 m²/kg；所述硅酸盐水泥的比表面积400m²/kg，80μm方孔筛筛余1.8%；初凝时间25min，终凝时间44min；3d抗折强度4.7MPa，抗压强度25.2MPa，28d抗折强度6.3MPa，抗压强度54.3MPa。

本实施例中，水洗中砂的含泥量为0.3%，细度模量为2.8，级配分布：4.75mm标准筛筛余0%，2.36mm标准筛筛余占17%，1.18mm标准筛筛余占17%，0.6mm标准筛筛余占21%，0.315mm标准筛筛余占18%，0.15mm标准筛筛余占27%。

本实施例中，石子为碎石，粒径5～20mm；石子粒度分布：16mm标准筛筛余量为30%，9.5mm标准筛筛余量为20%，4.75mm标准筛筛余量为50%。

本实施例的混凝土的制备方法为：将按配比称取的水泥、中砂、石子、水、高效减水剂放入搅拌机中混合均匀后入模，混凝土成型后在20℃环境下静停2h；然后于2h内由初始温度匀速升温至90～98℃；在90～98℃下保温5.5h，然后自然冷却脱模即得。

实施例5

一种免压蒸C80桩用混凝土，每m³的混凝土中含以下重量的原料：硅酸盐水泥460kg，萘系高效减水剂128.8kg，中砂680kg，石子1130kg，水128.8kg。

本实施例的硅酸盐水泥包含：硅酸盐水泥熟料92.85%，矿粉5%，硅灰3%，葡萄糖酸钠0.15%，所述矿粉的比表面积为450m²/kg；所述硅酸盐水泥的比表面积400m²/kg，80μm方孔筛筛余2.1%；初凝时间20min，终凝时间45min；3d抗折强度6.2MPa，抗压强度42MPa，28d抗折强度8.6MPa，抗压强度60.6MPa。

本实施例中，水洗中砂的含泥量为0.3%，细度模量为3.0，级配分布：4.75mm标准筛筛余7%，2.36mm标准筛筛余占16%，1.18mm标准筛筛余占20%，0.6mm标准筛筛余占21%，0.315mm标准筛筛余占18%，0.15mm标准筛筛余占18%。

本实施例中，石子为碎石，粒径5～20mm。石子粒度分布：16mm标准筛筛余量为20%，9.5mm标准筛筛余量为35%，4.75mm标准筛筛余量为45%。

本实施例的混凝土的制备方法为：将按配比称取的水泥、中砂、石子、水、高效减水剂放入搅拌机中混合均匀后入模；混凝土成型后在30℃环境下静停3.5h；然后于2h内由初始温度匀速升温至90～98℃℃；在90～98℃下保温6h；自然冷却脱模。

实施例6

一种免压蒸C80桩用混凝土，每m³的混凝土中含以下重量的原料：硅酸盐水泥480kg，萘系高效减水剂8.74kg，中砂670kg，石子1180kg，水134.4kg。

本实施例中的硅酸盐水泥包含84.9%的硅酸盐水泥熟料，13%的矿粉，2%硅灰，0.1%葡萄糖酸钠；所述矿粉的比表面积为420 m²/kg；所述硅酸盐水泥的比表面积370m²/kg，80μm方孔筛筛余2.1%；初凝时间20min，终凝时间43min；3d抗折强度5.2MPa，抗压强度32MPa，28d抗折强度6.3MPa，抗压强度50.6MPa。

本实施例中，水洗中砂的含泥量为0.4%，细度模量为2.8，级配分布：4.75mm标准筛筛余1%，2.36mm标准筛筛余占24%，1.18mm标准筛筛余占17%，0.6mm标准筛筛余占20%，0.315mm标准筛筛余占15%，0.15mm标准筛筛余占23%。

本实施例中，石子为碎石，粒径5mm～20mm，石子粒度分布：16mm标准筛筛余量为18%，9.5mm标准筛筛余量为40%，4.75mm标准筛筛余量为42%。

本实施例的混凝土的制备方法为：将按配比称取的水泥、中砂、石子、水、高效减水剂放入搅拌机中混合均匀后入模；混凝土成型后在30℃环境下静停2h；然后于2.5h内由初始温度等速升温至90～98℃，随后，在95～98℃下保温6h，然后自然冷却脱模即得。

上述实施例1～6和普通C80混凝土试件按照GB/T 50107-2010《混凝土强度检验评定标准》测试强度，按照GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》测试强度及收缩率，对比数据如下表1所示。

表1 :

从表1数据可知：本发明的混凝土蒸养后28d强度有所增长，试件收缩值小，无微裂纹出现，如实施例5的混凝土在95℃下养护6h后，标准养护至28天龄期的混凝土表面如图1所示，普通管桩C80混凝土在95℃下养护6h后，标准养护至28天龄期的混凝土表面如图2所示。普通C80混凝土蒸养后，进行标准养护，AFm转变为AFt，体积膨胀，强度倒缩，出现微裂纹。因此，本发明能够有效避免蒸养混凝土后期强度倒缩和微裂纹的出现，提高了免压蒸管桩混凝土的体积稳定性，从而提高了其耐久性。

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 (4)

1.一种免压蒸C80桩用混凝土，其特征在于：包括以下按重量配置的原料： 硅酸盐水泥425～500kg/m³，中砂670～700kg/m³，石子1130～1200kg/m³，用水量119～140kg/m³，萘系高效减水剂8～9.5kg/m³；所述硅酸盐水泥包括以下按质量百分比组成的原料：硅酸盐水泥熟料66.8～93%，矿粉5～28%，硅灰2～5%，葡萄糖酸钠0.1～0.2%，各原料质量百分比之和为100%；所述矿粉的比表面积为400～450m²/kg；所述硅酸盐水泥满足以下技术指标：比表面积350～420m²/kg，80μm方孔筛筛余不超过10%；初凝时间不得早于15min，终凝时间不得晚于240min；3d抗折强度大于3.5MPa，抗压强度大于20MPa，28d抗折强度大于5MPa，抗压强度大于45MPa。

2.如权利要求1所述的免压蒸C80桩用混凝土，其特征在于：所述中砂的含泥量不超过0.8%，细度模数为2.8～3.0，砂子级配分布范围：4.75mm标准筛筛余占0～7%，2.36mm标准筛筛余占16～24%，1.18mm标准筛筛余占17～20%，0.6mm标准筛筛余占18～21%，0.315mm标准筛筛余占15～18%，0.15mm标准筛筛余占14～27%。

3.如权利要求2所述的免压蒸C80桩用混凝土，其特征在于：所述的石子为碎石，粒径5～20mm；石子级配分布：16mm标准筛筛余量为15～30%，9.5mm标准筛筛余量为20～55%，4.75mm标准筛筛余量为30～50%。

4.如权利要求1～3任一项所述的免压蒸C80桩用混凝土的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）将按配比称取的水泥、中砂、石子、水、高效减水剂放入搅拌机中混合均匀后入模；

2）静停

将混凝土成型后，在20～30℃环境下静停2～4h；

3）将步骤2）静停后的混凝土于2～3h内匀速升温至90～98℃，随后90～98℃保温4～6h；

4）自然冷却脱模即得。