CN108098985A - 一种先张法预应力混凝土管桩工艺 - Google Patents

一种先张法预应力混凝土管桩工艺 Download PDF

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刘刚
何宝平
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Abstract

本发明公开了一种先张法预应力混凝土管桩工艺，包括如下步骤：制备混泥土、制备钢筋笼、浇注和养护脱模；本发明同时制得管桩具有强度高、流动性好、保水性优异且防裂效果极佳等优点，同时本发明还具有较好的防老化效果，粘接性能优异等优点，其中管桩钢筋笼，能够在管桩浇注混凝土的过程中混凝土不会流出，同时使管桩和钢筋笼连接更加稳固，在浇注时利用充气胶囊内的真空吸管真空吸除混凝土中的游离水分，有效地降低了预应力管桩中混凝土的水灰比，提高了混凝土强度和密实度，以及在养护时采用蒸汽池式蒸汽养护方法，利用传统蒸汽池温润、不受外界温度影响的特点，减少了蒸汽养护工艺的作业难度，从而保证了管桩的合格率。

Description

一种先张法预应力混凝土管桩工艺
技术领域
本发明涉及管柱技术领域，具体为一种先张法预应力混凝土管桩工艺。
背景技术
管桩分为后张法预应力管桩和先张法预应力管桩,预应力混凝土管桩（PC管桩）和预应力混凝土薄壁管桩（PTC管桩）及高强度预应力混凝土管桩（PHC管桩)。先张法预应力管桩是采用先张法预应力工艺和离心成型法制成的一种空心筒体细长混凝土预制构件，主要由圆筒形桩身、端头板和钢套箍等组成。
管桩按混凝土强度等级和壁厚分为预应力混凝土管桩(PC管桩)、预应力混凝土薄壁管桩（PTC管桩）和预应力高强混凝土管桩(PHC管桩)。PC桩的混凝土强度不得低于C50砼，PTC管桩强度等级不得低于C60，PHC桩的混凝土强度等级不得低于C80。PC桩和PTC桩一般采用常压蒸汽养护，一般要经过28天才能施打。而PHC桩，脱模后要进入高压釜蒸养，经10个大气压、180度左右的蒸压养护，混凝土强度等级达C80从成型到使用的最短时间只需三、四天。而现有的预应力混凝土管桩开始大量应用于铁道系统，并扩大到工业与民用建筑、市政、冶金、港口、公路等领域。目前，市场上对混凝土管桩的制备工艺却有一定的不足之处，如强度低、流动性差、保水性差且防裂效果不佳，防老化效果和粘接性能也差，在在管桩浇注混凝土的过程中混凝土会流出，以及蒸汽养护工艺的作业难度较大，从而会降低管桩的合格率。
所以，如何设计一种先张法预应力混凝土管桩工艺，成为我们当前要解决的问题。
发明内容
本发明提供一种先张法预应力混凝土管桩工艺，同时制得管桩具有强度高、流动性好、保水性优异且防裂效果极佳等优点，同时本发明还具有较好的防老化效果，粘接性能优异等优点，其中管桩钢筋笼，能够在管桩浇注混凝土的过程中混凝土不会流出，同时使管桩和钢筋笼连接更加稳固，在浇注时利用充气胶囊内的真空吸管真空吸除混凝土中的游离水分，有效地降低了预应力管桩中混凝土的水灰比，提高了混凝土强度和密实度，以及在养护时采用蒸汽池式蒸汽养护方法，利用传统蒸汽池温润、不受外界温度影响的特点，减少了蒸汽养护工艺的作业难度，从而保证了管桩的合格率，可以有效解决上述背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种先张法预应力混凝土管桩工艺，包括如下步骤：
1）制备混泥土：先将沙粒、铝酸钙水泥、粉煤灰和硫酸铝混合均匀后制成混合物料；将聚丙烯酰胺和可再分散乳胶粉溶解后，与水混合均匀后制成混合溶液；将混合溶液加入到混合物料中，通过搅拌机搅拌均匀后制成水泥砂浆；再按照1：0.9-1.2：0.1-0.2的比例将水泥砂浆、石子、抗碱玻璃纤维混合均匀即可制成管桩混泥土；
2）制备钢筋笼：所述钢筋笼括圆盘、均匀连接在圆盘一面的钢筋组、缠绕在钢筋组上并且与钢筋组固定连接的螺旋箍筋、包围在圆盘和钢筋组底部的钢丝网，钢筋组包括若干长度相同的钢筋，钢丝网的边缘与钢筋组的钢筋通过铁丝缠绕相连，钢筋组中钢筋的数量为5-8个，钢丝网的孔径为10mm；
3）浇注：采用普通管柱离心设备将两个半圆形对拼模板内的后张预应力管桩管节浇筑旋制成型；根据后张预应力管桩管节的内径大小，制作一带有真空吸管的充气胶囊；将套状真空滤布套在充气胶囊的外壁上；未充气的充气胶囊连同真空滤布放入完成离心旋制的后张预应力管桩管节内腔中，真空吸管外露端与真空泵相连；充气胶囊放置到位后通过充气管充入低压压缩空气；与此同时，启动真空泵，通过真空吸管吸除后张预应力管桩管节混凝土中的游离水分；真空泵真空度达到80KPa后保压10分钟以上，关闭真空泵，放出充气胶囊内的压缩空气后拉出充气胶囊，即可；
4）养护脱模：将后张预应力管桩管节连同对拼模板送去养护具体为将其放入蒸汽池中静置2h，窖温控制在5-20°C；然后以每小时升高12°C的速度进行升温2小时，池温控制在不超过45°C；保持温度在20-35°C，保持时间6-8小时；降温：以每小时降低5°C的速度进行降温，降温1-3小时后养护结束，出池后脱模即可。
根据上述技术方案，所述沙粒、铝酸钙水泥、粉煤灰、硫酸铝、聚丙烯酰胺、可再分散乳胶粉、石子和抗碱玻璃纤维的质量份分别为：沙粒10-20份、铝酸钙水泥20-30份、粉煤灰10-20份、硫酸铝5-10份、聚丙烯酰胺5-10份、可再分散乳胶粉10-20份、石子20-30份和抗碱玻璃纤维5-10份。
根据上述技术方案，所述可再分散乳胶粉选自醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉、乙烯与氯乙烯及月硅酸乙烯酯三元共聚胶粉、醋酸乙烯酯与乙烯及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚胶粉、醋酸乙烯酯与高级脂肪酸乙烯酯共聚胶粉、丙烯酸酯与苯乙烯共聚胶粉、醋酸乙烯酯与丙烯酸酯及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚胶粉、醋酸乙烯酯均聚胶粉。
根据上述技术方案，所述抗碱玻璃纤维的制备方法是将破碎的硅灰石、氧化硅、氧化铝、氧化镁以及硼酸等混合料经过熔制成玻璃，然后拉成玻璃纤维，其中硅灰石55-70份、二氧化硅0-18份、氧化铝5-15份、氧化镁5-10份、硼酸0-10份，且玻璃熔制温度应控制在1350-1400℃，纤维拉制温度控制在1200-1300℃。
根据上述技术方案，所述步骤3）中充气胶囊内气压达到0.35-0.40MPa。
根据上述技术方案，所述铝酸钙水泥的制备方法为将碳酸钙、铝粉与氧化铝按配比混匀后干压成型得到试样，通过引燃剂引发试样进行自蔓延高温合成反应，反应后的试样进行粉碎研磨即得铝酸钙水泥。
根据上述技术方案，所述步骤4）中脱模具体为先将整根管桩整体钢模中的企口板上的螺栓拆卸下来，吊走钢模中的上模；安装若干个脱模滚轮架，每一脱模滚轮架与下模上的跑轮相对应；旋转管桩及下模，使下模朝上，管桩支承于脱模滚轮架上；将下模与脱模滚轮架分开，吊走下模；最后将整根管桩吊到堆场。
与现有技术相比，本发明的有益效果：同时制得管桩具有强度高、流动性好、保水性优异且防裂效果极佳等优点，同时本发明还具有较好的防老化效果，粘接性能优异等优点，其中管桩钢筋笼，能够在管桩浇注混凝土的过程中混凝土不会流出，同时使管桩和钢筋笼连接更加稳固，在浇注时利用充气胶囊内的真空吸管真空吸除混凝土中的游离水分，有效地降低了预应力管桩中混凝土的水灰比，提高了混凝土强度和密实度，以及在养护时采用蒸汽池式蒸汽养护方法，利用传统蒸汽池温润、不受外界温度影响的特点，减少了蒸汽养护工艺的作业难度，从而保证了管桩的合格率。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
在附图中：
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例：如图1所示，本发明提供一种先张法预应力混凝土管桩工艺，包括如下步骤：
1）制备混泥土：先将沙粒、铝酸钙水泥、粉煤灰和硫酸铝混合均匀后制成混合物料；将聚丙烯酰胺和可再分散乳胶粉溶解后，与水混合均匀后制成混合溶液；将混合溶液加入到混合物料中，通过搅拌机搅拌均匀后制成水泥砂浆；再按照1：0.9-1.2：0.1-0.2的比例将水泥砂浆、石子、抗碱玻璃纤维混合均匀即可制成管桩混泥土；
2）制备钢筋笼：所述钢筋笼括圆盘、均匀连接在圆盘一面的钢筋组、缠绕在钢筋组上并且与钢筋组固定连接的螺旋箍筋、包围在圆盘和钢筋组底部的钢丝网，钢筋组包括若干长度相同的钢筋，钢丝网的边缘与钢筋组的钢筋通过铁丝缠绕相连，钢筋组中钢筋的数量为5-8个，钢丝网的孔径为10mm；
3）浇注：采用普通管柱离心设备将两个半圆形对拼模板内的后张预应力管桩管节浇筑旋制成型；根据后张预应力管桩管节的内径大小，制作一带有真空吸管的充气胶囊；将套状真空滤布套在充气胶囊的外壁上；未充气的充气胶囊连同真空滤布放入完成离心旋制的后张预应力管桩管节内腔中，真空吸管外露端与真空泵相连；充气胶囊放置到位后通过充气管充入低压压缩空气；与此同时，启动真空泵，通过真空吸管吸除后张预应力管桩管节混凝土中的游离水分；真空泵真空度达到80KPa后保压10分钟以上，关闭真空泵，放出充气胶囊内的压缩空气后拉出充气胶囊，即可；
4）养护脱模：将后张预应力管桩管节连同对拼模板送去养护具体为将其放入蒸汽池中静置2h，窖温控制在5-20°C；然后以每小时升高12°C的速度进行升温2小时，池温控制在不超过45°C；保持温度在20-35°C，保持时间6-8小时；降温：以每小时降低5°C的速度进行降温，降温1-3小时后养护结束，出池后脱模即可。
根据上述技术方案，所述沙粒、铝酸钙水泥、粉煤灰、硫酸铝、聚丙烯酰胺、可再分散乳胶粉、石子和抗碱玻璃纤维的质量份分别为：沙粒10-20份、铝酸钙水泥20-30份、粉煤灰10-20份、硫酸铝5-10份、聚丙烯酰胺5-10份、可再分散乳胶粉10-20份、石子20-30份和抗碱玻璃纤维5-10份。
根据上述技术方案，所述可再分散乳胶粉选自醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉、乙烯与氯乙烯及月硅酸乙烯酯三元共聚胶粉、醋酸乙烯酯与乙烯及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚胶粉、醋酸乙烯酯与高级脂肪酸乙烯酯共聚胶粉、丙烯酸酯与苯乙烯共聚胶粉、醋酸乙烯酯与丙烯酸酯及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚胶粉、醋酸乙烯酯均聚胶粉。
根据上述技术方案，所述抗碱玻璃纤维的制备方法是将破碎的硅灰石、氧化硅、氧化铝、氧化镁以及硼酸等混合料经过熔制成玻璃，然后拉成玻璃纤维，其中硅灰石55-70份、二氧化硅0-18份、氧化铝5-15份、氧化镁5-10份、硼酸0-10份，且玻璃熔制温度应控制在1350-1400℃，纤维拉制温度控制在1200-1300℃。
根据上述技术方案，所述步骤3）中充气胶囊内气压达到0.35-0.40MPa。
根据上述技术方案，所述铝酸钙水泥的制备方法为将碳酸钙、铝粉与氧化铝按配比混匀后干压成型得到试样，通过引燃剂引发试样进行自蔓延高温合成反应，反应后的试样进行粉碎研磨即得铝酸钙水泥。
根据上述技术方案，所述步骤4）中脱模具体为先将整根管桩整体钢模中的企口板上的螺栓拆卸下来，吊走钢模中的上模；安装若干个脱模滚轮架，每一脱模滚轮架与下模上的跑轮相对应；旋转管桩及下模，使下模朝上，管桩支承于脱模滚轮架上；将下模与脱模滚轮架分开，吊走下模；最后将整根管桩吊到堆场。
基于上述，本发明的优点在于，同时制得管桩具有强度高、流动性好、保水性优异且防裂效果极佳等优点，同时本发明还具有较好的防老化效果，粘接性能优异等优点，其中管桩钢筋笼，能够在管桩浇注混凝土的过程中混凝土不会流出，同时使管桩和钢筋笼连接更加稳固，在浇注时利用充气胶囊内的真空吸管真空吸除混凝土中的游离水分，有效地降低了预应力管桩中混凝土的水灰比，提高了混凝土强度和密实度，以及在养护时采用蒸汽池式蒸汽养护方法，利用传统蒸汽池温润、不受外界温度影响的特点，减少了蒸汽养护工艺的作业难度，从而保证了管桩的合格率。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术患者来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种先张法预应力混凝土管桩工艺，其特征在于：包括如下步骤：
1）制备混泥土：先将沙粒、铝酸钙水泥、粉煤灰和硫酸铝混合均匀后制成混合物料；将聚丙烯酰胺和可再分散乳胶粉溶解后，与水混合均匀后制成混合溶液；将混合溶液加入到混合物料中，通过搅拌机搅拌均匀后制成水泥砂浆；再按照1：0.9-1.2：0.1-0.2的比例将水泥砂浆、石子、抗碱玻璃纤维混合均匀即可制成管桩混泥土；
2）制备钢筋笼：所述钢筋笼括圆盘、均匀连接在圆盘一面的钢筋组、缠绕在钢筋组上并且与钢筋组固定连接的螺旋箍筋、包围在圆盘和钢筋组底部的钢丝网，钢筋组包括若干长度相同的钢筋，钢丝网的边缘与钢筋组的钢筋通过铁丝缠绕相连，钢筋组中钢筋的数量为5-8个，钢丝网的孔径为10mm；
3）浇注：采用普通管柱离心设备将两个半圆形对拼模板内的后张预应力管桩管节浇筑旋制成型；根据后张预应力管桩管节的内径大小，制作一带有真空吸管的充气胶囊；将套状真空滤布套在充气胶囊的外壁上；未充气的充气胶囊连同真空滤布放入完成离心旋制的后张预应力管桩管节内腔中，真空吸管外露端与真空泵相连；充气胶囊放置到位后通过充气管充入低压压缩空气；与此同时，启动真空泵，通过真空吸管吸除后张预应力管桩管节混凝土中的游离水分；真空泵真空度达到80KPa后保压10分钟以上，关闭真空泵，放出充气胶囊内的压缩空气后拉出充气胶囊，即可；
4）养护脱模：将后张预应力管桩管节连同对拼模板送去养护具体为将其放入蒸汽池中静置2h，窖温控制在5-20°C；然后以每小时升高12°C的速度进行升温2小时，池温控制在不超过45°C；保持温度在20-35°C，保持时间6-8小时；降温：以每小时降低5°C的速度进行降温，降温1-3小时后养护结束，出池后脱模即可。
2.根据权利要求1所述的一种先张法预应力混凝土管桩工艺，其特征在于：所述沙粒、铝酸钙水泥、粉煤灰、硫酸铝、聚丙烯酰胺、可再分散乳胶粉、石子和抗碱玻璃纤维的质量份分别为：沙粒10-20份、铝酸钙水泥20-30份、粉煤灰10-20份、硫酸铝5-10份、聚丙烯酰胺5-10份、可再分散乳胶粉10-20份、石子20-30份和抗碱玻璃纤维5-10份。
3.根据权利要求1所述的一种先张法预应力混凝土管桩工艺，其特征在于：所述可再分散乳胶粉选自醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉、乙烯与氯乙烯及月硅酸乙烯酯三元共聚胶粉、醋酸乙烯酯与乙烯及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚胶粉、醋酸乙烯酯与高级脂肪酸乙烯酯共聚胶粉、丙烯酸酯与苯乙烯共聚胶粉、醋酸乙烯酯与丙烯酸酯及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚胶粉、醋酸乙烯酯均聚胶粉。
4.根据权利要求1所述的一种先张法预应力混凝土管桩工艺，其特征在于：所述抗碱玻璃纤维的制备方法是将破碎的硅灰石、氧化硅、氧化铝、氧化镁以及硼酸等混合料经过熔制成玻璃，然后拉成玻璃纤维，其中硅灰石55-70份、二氧化硅0-18份、氧化铝5-15份、氧化镁5-10份、硼酸0-10份，且玻璃熔制温度应控制在1350-1400℃，纤维拉制温度控制在1200-1300℃。
5.根据权利要求1所述的一种先张法预应力混凝土管桩工艺，其特征在于：所述步骤3）中充气胶囊内气压达到0.35-0.40MPa。
6.根据权利要求1所述的一种先张法预应力混凝土管桩工艺，其特征在于：所述铝酸钙水泥的制备方法为将碳酸钙、铝粉与氧化铝按配比混匀后干压成型得到试样，通过引燃剂引发试样进行自蔓延高温合成反应，反应后的试样进行粉碎研磨即得铝酸钙水泥。
7.根据权利要求1所述的一种先张法预应力混凝土管桩工艺，其特征在于：所述步骤4）中脱模具体为先将整根管桩整体钢模中的企口板上的螺栓拆卸下来，吊走钢模中的上模；安装若干个脱模滚轮架，每一脱模滚轮架与下模上的跑轮相对应；旋转管桩及下模，使下模朝上，管桩支承于脱模滚轮架上；将下模与脱模滚轮架分开，吊走下模；最后将整根管桩吊到堆场。
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