CN108046715A - 一种管桩混凝土及其在免蒸养管桩中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种管桩混凝土及其在免蒸养管桩中的应用，其技术方案要点是，所述管桩混凝土，按重量份计，包括有以下组分：水泥345‑405份；矿渣粉35‑85份；煤粉灰微珠30‑80份；偏高岭土10‑20份；细骨料620‑695份；粗骨料1145‑1195份；十八酸钠2‑5份；乙烯基双硬脂酰胺1‑6份；高级脂肪醇2‑7份；甲酸钙1‑2.5份；硫酸锂3‑5份；激发剂7‑12份；膨胀剂30‑50份；水125‑145份，达到了提高管桩混凝土的早期强度，使管桩尽快达到脱模强度的效果。

Description

一种管桩混凝土及其在免蒸养管桩中的应用
技术领域
本发明涉及管桩制备领域，特别涉及一种管桩混凝土及其在免蒸养管桩中的应用。
背景技术
预应力高强混凝土管桩是采用先张法预应力，在成型过程中采用离心脱水成型工艺，经过“常压蒸养”和“高温高压蒸养”二次养护而成的一种空心圆筒体的等截面混凝土构件，其具有适应性强、质量可靠、施工速度快、机械化施工程度高等优点，在工业、建筑、港口码头、水利、铁路、桥梁等行业应用广泛。
为了提高管桩的生产效率，传统的管桩在模具中离心成型后，通常需要采用蒸汽养护，以尽快达到脱模强度，将管桩尽快转移出模具，提高管桩生产效率，提高模具周转利用率。
但是，蒸汽养护需要耗费大量能源，而且蒸养过程中，会使管桩内部空隙增大，降低管桩对氯离子渗透的抵抗力，引起管桩表面产生裂缝，进而降低管桩的质量和安全性能。所以，研发免蒸养管桩，有利于提高管桩性能，降低能耗，降低生产成本。
发明内容
针对现有技术不足，本发明提供一种管桩混凝土，以达到提高免蒸养管桩混凝土的早期强度的效果。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种管桩混凝土，包括有以下组分：水泥；矿渣粉；煤粉灰微珠；偏高岭土；细骨料；粗骨料；十八酸钠；乙烯基双硬脂酰胺；高级脂肪醇；早强剂；激发剂；膨胀剂；水。
较佳的，所述早强剂包括甲酸钙和硫酸锂。
较佳的，按重量份计，包括有以下组分：水泥345-405份；矿渣粉35-85份；煤粉灰微珠30-80份；偏高岭土10-20份；细骨料620-695份；粗骨料1145-1195份；十八酸钠2-5份；乙烯基双硬脂酰胺1-6份；高级脂肪醇2-7份；甲酸钙1-2.5份；硫酸锂3-5份；激发剂7-12份；膨胀剂30-50份；水125-145份。
较佳的，按重量份计，包括有以下组分：水泥375份；矿渣粉55份；煤粉灰微珠60份；偏高岭土16份；细骨料665份；粗骨料1175份；十八酸钠3.5份；乙烯基双硬脂酰胺4份；高级脂肪醇5份；甲酸钙1.5份；硫酸锂4份；激发剂9份；膨胀剂45份；水135份。
通过采用上述方案，水泥、矿渣粉等掺合料与水发生水化反应，水泥、掺合料表面形成包裹水泥、掺合料表面的水膜，十八酸钠、乙烯基双硬脂酰胺和高级脂肪醇的活性较高，通过合理的配比，能够提高水泥、掺合料等的表面活性，加快水化保护膜破裂，促进水膜内的钙离子扩散至水膜外，促进水泥、掺合料的水化反应。偏高岭土具有胶凝性，采用合理配比的偏高岭土替代部分水泥，有利于提高管桩中的水化反应，提高管桩早期强度，此外，偏高岭土的加入，还能提高管桩的耐腐蚀性和耐久性。通过加入适宜含量的膨胀剂，弥补管桩养护过程中的体积收缩量，避免管桩内部产生较大收缩应力，造成管桩的开裂。各组分通过科学合理的配比，提高混凝土中的水化反应，进而提高管桩的早期强度。
较佳的，所述激发剂为无水石膏。
较佳的，所述膨胀剂为低碱含量ZY膨胀剂。
较佳的，所述粗骨料包括5-10mm和16-25mm两级配，5-10mm和16-25mm级配的重量份比例为3:7。
本发明目的二：一种管桩混凝土的应用：应用于管桩制备领域。
本发明目的三：一种免蒸养管桩，由所述管桩混凝土制得。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、结合其他组分的配比，选取合适的十八酸钠、乙烯基双硬脂酰胺和高级脂肪醇的配比量，提高水泥、掺合料的表面活性，加快水化保护膜破裂，促进水膜内的钙离子扩散至水膜外，促进水泥、掺合料的水化反应，提高管桩的早期强度；
2、采用偏高岭土替代部分水泥，有利于提高管桩中的水化反应，提高管桩早期强度，有利于提高混凝土的耐久性和耐腐蚀性；
3、各组分选用配比合理，在提高混凝土早期强度的基础上，有利于提高管桩的密实度，提高对氯离子的阻隔能力，提高管桩的耐腐蚀性和安全性。
具体实施方式
以下对本发明作进一步详细说明。
实施例1
管桩的制备为本领域常规制备方法，过程如下：
(1)原料混合：将各原料组分加入搅拌机内，混合搅拌均匀，得混凝土；
(2)离心成型：在模型内壁喷涂脱模剂，将(1)中的获得的混凝土和钢筋笼置入模型中，离心成型，得C型的管桩；
(3)保温养护：将(2)中获得的管桩吊入密闭培养池进行养护，
其中，各原料组分如下所示：
水泥：52.5R的II级硅酸盐水泥，340Kg/m3；
矿渣粉：S95粒化高炉矿渣粉，35Kg/m3；
煤粉灰微珠：30Kg/m3；
偏高岭土：10Kg/m3；
细骨料：细度模数2.4-3.0，620Kg/m3；
粗骨料：包括5-10mm和16-25mm两级配，5-10mm和16-25mm级配的重量份比例为3:7，共1145Kg/m3；
十八酸钠：2Kg/m3；
乙烯基双硬脂酰胺：1Kg/m3；
高级脂肪醇：2Kg/m3；
甲酸钙：1Kg/m3；
硫酸锂：3Kg/m3；
激发剂：无水石膏，7Kg/m3；
膨胀剂：低碱含量ZY膨胀剂，30Kg/m3；
激发剂：无水石膏，8Kg/m3；
水：125Kg/m3。
实施例2-5、对比例1-2与实施例1的区别在于混凝土的原料配比不同，所有实施例和对比例中的原料配比如表1所示。
表1混凝土的原料配比。
性能检测
(1)混凝土力学性能：抗压强度试验按JTJ 270-1998《水运工程混凝土试验规程》的有关规定进行，检测结果如表2所示；
(2)混凝土耐久性能：电通量和氯离子扩散系数(RCM法)试验按GB/T 50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》有关规定进行，检测结果如表3所示；
(3)管桩抗弯性能：按GB/T 50152-2012《混凝土结构试验方法标准》和GB 13476-2009《先张法预应力混凝土管桩》，测试养护7d的C型的管桩的抗裂弯矩和极限抗裂弯矩。
表2混凝土的抗压强度检测结果。
结合表2中的实施例2、4、5和对比例2，可以看出，当十八酸钠、乙烯基双硬脂酰胺和高级脂肪醇的含量增大时，混凝土的早期强度提高，这是因为配比合理的十八酸钠、乙烯基双硬脂酰胺和高级脂肪醇的活性较高，配合混凝土中的其他组分，能够提高水泥、掺合料等的表面活性，加快水化保护膜破裂，促进水膜内的钙离子扩散至水膜外，促进水泥、掺合料的水化反应，提高混凝土的早期强度，进而能够促使管桩尽早达到脱模强度。
结合表2中的实施例2和对比例1，可以看出，当采用偏高岭土替换部分水泥时，混凝土的早期强度明显提高，其原因在于，偏高岭土具有胶凝性，配合混凝土中的其他组分，有利于提高管桩中的水化反应，进而提高管桩早期强度。
表3混凝土的电通量和氯离子扩散系数检测结果。
结合表3中的实施例2和对比例1，可以看出，当采用偏高岭土替换部分水泥时，混凝土的56天电通量和84天扩散系数均明显降低，说明，在该发明组分的配方下，偏高岭土的加入能够提高混凝土的耐腐蚀性和耐久性。
表4管桩的抗裂弯矩和极限抗裂弯矩检测结果。
由表4可知，本发明的实施例1-5和对比例1-2的管桩的抗裂弯矩和极限抗裂弯矩均大于标准值，而实施例1-5中的数值均高于对比例1-2中的数值，说明本发明中的混凝土的配方科学合理，能够有效发挥各组分的作用，提高混凝土的力学性能，并由此提高管桩的抗裂弯矩和极限抗裂弯矩。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种管桩混凝土，其特征在于：包括有以下组分：水泥；矿渣粉；煤粉灰微珠；偏高岭土；细骨料；粗骨料；十八酸钠；乙烯基双硬脂酰胺；高级脂肪醇；早强剂；激发剂；膨胀剂；水。
2.根据权利要求1所述的一种管桩混凝土，其特征在于：所述早强剂包括甲酸钙和硫酸锂。
3.根据权利要求2所述的一种管桩混凝土，其特征在于：按重量份计，包括有以下组分：水泥345-405份；矿渣粉35-85份；煤粉灰微珠30-80份；偏高岭土10-20份；细骨料620-695份；粗骨料1145-1195份；十八酸钠2-5份；乙烯基双硬脂酰胺1-6份；高级脂肪醇2-7份；甲酸钙1-2.5份；硫酸锂3-5份；激发剂7-12份；膨胀剂30-50份；水125-145份。
4.根据权利要求3所述的一种管桩混凝土，其特征在于：按重量份计，包括有以下组分：水泥375份；矿渣粉55份；煤粉灰微珠60份；偏高岭土16份；细骨料665份；粗骨料1175份；十八酸钠3.5份；乙烯基双硬脂酰胺4份；高级脂肪醇5份；甲酸钙1.5份；硫酸锂4份；激发剂9份；膨胀剂45份；水135份。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的管桩混凝土，其特征在于：所述激发剂为无水石膏。
6.根据权利要求1-4任意一项所述的管桩混凝土，其特征在于：所述膨胀剂为低碱含量ZY膨胀剂。
7.根据权利要求1-4任意一项所述的管桩混凝土，其特征在于：所述粗骨料包括5-10mm和16-25mm两级配，5-10mm和16-25mm级配的重量份比例为3:7。
8.一种如权利要求1-7任意一项所述管桩混凝土的应用，其特征在于：应用于管桩制备领域。
9.一种免蒸养管桩，其特征在于：所述免蒸养管桩由权利要求1-7任意一项所述管桩混凝土制得。
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