CN109305787A - 一种预应力高强混凝土管桩爆桩修补用粉料及其制备方法 - Google Patents

一种预应力高强混凝土管桩爆桩修补用粉料及其制备方法 Download PDF

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吕亮
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Abstract

本发明涉及建筑材料领域，尤其涉及一种预应力高强混凝土管桩爆桩修补用粉料及其制备方法。所述修补用粉料的原料按重量份计，包括以下组份：水泥400‑600份，硅灰32‑60份，建筑用砂300‑450份，聚氧化乙烯0.2‑0.6份，钢纤维50‑100份，非金属纤维0.5‑10份，重质碳酸钙50‑150份，减水剂1.0‑1.8份。采用集中配比生产粉料的方式制备修补用粉料。本发明成本相对较低，施工速度较快，相较于环氧树脂加集料以及硫磺加集料的传统修补材料，强度更高，耐久性能更有保障；而且采用水泥、天然砂、硅灰等常规材料，相较于传统的修补材料而言，对人体无伤害。

Description

一种预应力高强混凝土管桩爆桩修补用粉料及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，尤其涉及一种预应力高强混凝土管桩爆桩修补用粉料及其制备方法。
背景技术
随着国民经济的快速发展，预应力高强混凝土管桩(PHC管桩，下称管桩)在桩基工程中的使用量逐年上升，目前中国已经成为世界上最大的管桩消费市场。然而管桩在沉桩施工过程中，由于受到坚硬地质、操作不当、强度不够等不利因素的影响，经常出现桩身爆裂的现象，俗称“爆桩”，爆桩需要修补后才能继续沉桩。
目前，管桩企业对爆桩的修补主要采用环氧树脂加骨料以及硫磺加集料的方式，其中环氧树脂加骨料的方式不仅成本昂贵，而且修补过程繁琐，用于制备的材料包含强酸强腐蚀性材料，对对修补人员的皮肤伤害较大。而硫磺加集料的方式，要求先对硫磺进行高温溶解，之后才能与集料拌和使用，不仅操作复杂，而且在操作过程中对操作人员的身体健康非常不利，容易出现硫磺过敏中毒现象。同时，这两种修补材料不仅强度达不到管桩桩身C80的强度要求，修补沉桩后在复杂的地下环境中，耐久性能同样有待验证。
发明内容
本发明的目的是提供一种预应力高强混凝土管桩爆桩修补用粉料及其制备方法，采用简便易行的制备方法，制备出一种强度较高、耐久性好、对人体无伤害的修补材料。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
本发明首先提供了一种预应力高强混凝土管桩爆桩修补用粉料，原料按重量份计，包括以下组份：水泥400-600份，硅灰32-60份，建筑用砂300-450份，聚氧化乙烯0.2-0.6份，钢纤维50-100份，非金属纤维0.5-10份，重质碳酸钙50-150份，减水剂1.0-1.8份。
优选地，所述的水泥为强度等级不低于62.5的硫铝酸盐水泥。
优选地，所述的硅灰中SiO2含量不低于85％，7天活性指数不低于105％。
优选地，所述建筑用砂包括天然砂；更优选地，所述的天然砂为细度模数为2.5-3.3之间的中粗砂，含泥量不大于1％，泥块含量为0，氯离子含量小于0.01％。
优选地，所述的聚氧化乙烯分子量不低于800万，灰分小于3％，真实密度为1.25-1.36g/cm3，表观密度为0.45-0.65g/cm3。
优选地，所述的钢纤维为碳素钢纤维、合金钢纤维、不锈钢纤维中的一种或两种以上，抗拉等级不低于600级。
优选地，所述的非金属纤维为玻璃纤维、聚乙烯纤维、玄武岩纤维、碳纤维中的一种或两种以上。
优选地，所述的重质碳酸钙的粒径为325目，白度不低于95％，碳酸钙含量不低于98％。
优选地，所述的减水剂为聚羧酸减水剂粉剂。
本发明还提供了所述预应力高强混凝土管桩爆桩修补用粉料的制备方法，包括如下步骤：
(1)分别将建筑用砂、硅灰、水泥、重质碳酸钙、钢纤维投入粉料搅拌机，搅拌4-6分钟后停止；
(2)再称取减水剂、聚氧化乙烯、非金属纤维放入容器内搅拌混匀；
(3)开动粉料搅拌机，在搅拌的同时投入步骤(2)得到的混合料，继续搅拌15-30分钟后停止搅拌；
(4)对步骤(3)搅拌后的粉料进行装袋密封储存。
本发明的有益效果：本发明在总结现有修补材料诸多的不足的基础上，旨在提供一种更加适合管桩爆桩修补的修补型材料，其具体有益效果如下：
(1)成本相对较低，本材料修补一条爆桩的材料成本在50-100元之间，而采用环氧树脂加集料的修补方式进行修补，材料成本在200-400元之间；
(2)施工速度较快，在工厂提前配制好粉料，现场按比例加水拌和后即可使用；
(3)采用硫铝酸盐快硬水泥，强度上升快，修补后24小时即可进行沉桩；
(4)相较于环氧树脂加集料以及硫磺加集料的传统修补材料，强度更高，耐久性能更有保障；
(5)采用水泥、天然砂、硅灰等常规材料，相较于传统的修补材料而言，对人体无伤害。
具体实施方式
实施例1
按重量份计，称取强度等级为62.5的硫铝酸盐水泥450份，硅灰35份，天然砂360份，聚氧化乙烯0.3份，钢纤维100份，玄武岩纤维5份，重质碳酸钙50份，减水剂1.4份。所述天然砂为细度模数为2.5-3.3之间的中粗砂，含泥量不大于1％，泥块含量为0，氯离子含量小于0.01％。
具体制备方法如下：
(1)分别将天然砂、硅灰、水泥、重质碳酸钙、钢纤维投入粉料搅拌机，搅拌5分钟后停止；
(2)再称取配比用量的减水剂、聚氧化乙烯、玄武岩纤维放入容器内手动搅拌3分钟；
(3)开动搅拌机，在搅拌的同时投入减水剂、聚氧化乙烯、玄武岩纤维的混合料，继续搅拌30分钟后停止搅拌；
(4)对搅拌后的粉料进行装袋密封储存备用。
取以上配制好的袋装粉料25千克，加水5.5千克，搅拌3分钟后，对一条规格为A500*125的爆桩进行修补，并取样制作砂浆试块，修补24小时后，修补桩沉桩顺利，未发生破损现象。取样试块测得一天强度为62MPa,三天强度86MPa。
实施例2
按重量份计，称取强度等级为62.5的水泥400份，硅灰35份，天然砂360份，聚氧化乙烯0.3份，钢纤维100份，聚乙烯纤维1份，重质碳酸钙100份，减水剂1.3份。
具体制备方法如下：
(1)分别将天然砂、硅灰、水泥、重质碳酸钙、钢纤维投入粉料搅拌机，搅拌5分钟后停止；
(2)再称取配比用量的减水剂、聚氧化乙烯、聚乙烯纤维放入容器内手动搅拌3分钟；
(3)开动搅拌机，在搅拌的同时投入减水剂、聚氧化乙烯、聚乙烯纤维的混合料，继续搅拌30分钟后停止搅拌；
(4)对搅拌后的粉料进行装袋密封储存备用。
取以上配制好的袋装粉料25千克，加水5.5千克，搅拌3分钟后，对一条规格为AB500*125的爆桩进行修补，并取样制作砂浆试块，修补24小时后，修补桩沉桩顺利，未发生破损现象。取样试块测得一天强度为55MPa,三天强度81MPa。
实施例3
按重量份计，称取强度等级为72.5的水泥400份，硅灰35份，天然砂360份，聚氧化乙烯0.3份，钢纤维100份，玻璃纤维2份，重质碳酸钙100份，减水剂1.4份。
具体制备方法如下：
(1)分别将天然砂、硅灰、水泥、重质碳酸钙、钢纤维投入粉料搅拌机，搅拌5分钟后停止；
(2)再称取配比用量的减水剂、聚氧化乙烯、玻璃纤维放入容器内手动搅拌3分钟；
(3)开动搅拌机，在搅拌的同时投入减水剂、聚氧化乙烯、玻璃纤维的混合料，继续搅拌30分钟后停止搅拌；
(4)对搅拌后的粉料进行装袋密封储存备用。
取以上配制好的袋装粉料25千克，加水5.5千克，搅拌3分钟后，对一条规格为AB600*130的爆桩进行修补，并取样制作砂浆试块，修补24小时后，修补桩沉桩顺利，未发生破损现象。取样试块测得一天强度为64MPa,三天强度91MPa。
实施例4
按重量份计，称取强度等级为72.5的水泥450份，硅灰35份，天然砂360份，聚氧化乙烯0.3份，钢纤维100份，聚乙烯纤维1份，重质碳酸钙50份，减水剂1.5份。
具体制备方法如下：
(1)分别将天然砂、硅灰、水泥、重质碳酸钙、钢纤维投入粉料搅拌机，搅拌5分钟后停止；
(2)再称取配比用量的减水剂、聚氧化乙烯、聚乙烯纤维放入容器内手动搅拌3分钟；
(3)开动搅拌机，在搅拌的同时投入减水剂、聚氧化乙烯、聚乙烯纤维的混合料，继续搅拌30分钟后停止搅拌；
(4)对搅拌后的粉料进行装袋密封储存备用。
取以上配制好的袋装粉料25千克，加水5.5千克，搅拌3分钟后，对一条规格为A500*125的爆桩进行修补，并取样制作砂浆试块，修补24小时后，修补桩沉桩顺利，未发生破损现象。取样试块测得一天强度为66MPa,三天强度95MPa。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种预应力高强混凝土管桩爆桩修补用粉料，其特征在于：原料按重量份计，包括以下组份：水泥400-600份，硅灰32-60份，建筑用砂300-450份，聚氧化乙烯0.2-0.6份，钢纤维50-100份，非金属纤维0.5-10份，重质碳酸钙50-150份，减水剂1.0-1.8份。
2.根据权利要求1所述的预应力高强混凝土管桩爆桩修补用粉料，其特征在于：所述的水泥为强度等级不低于62.5的硫铝酸盐水泥。
3.根据权利要求1所述的预应力高强混凝土管桩爆桩修补用粉料，其特征在于：所述的硅灰中SiO2含量不低于85％，7天活性指数不低于105％。
4.根据权利要求1所述的预应力高强混凝土管桩爆桩修补用粉料，其特征在于：所述建筑用砂为细度模数为2.5-3.3的中粗砂，含泥量不大于1％，泥块含量为0，氯离子含量小于0.01％。
5.根据权利要求1所述的预应力高强混凝土管桩爆桩修补用粉料，其特征在于：所述的聚氧化乙烯分子量不低于800万，灰分小于3％，真实密度为1.25-1.36g/cm3，表观密度为0.45-0.65g/cm3。
6.根据权利要求1所述的预应力高强混凝土管桩爆桩修补用粉料，其特征在于：所述的钢纤维为碳素钢纤维、合金钢纤维、不锈钢纤维中的一种或两种以上，抗拉等级不低于600级。
7.根据权利要求1所述的预应力高强混凝土管桩爆桩修补用粉料，其特征在于：所述的非金属纤维为玻璃纤维、聚乙烯纤维、玄武岩纤维、碳纤维中的一种或两种以上。
8.根据权利要求1所述的预应力高强混凝土管桩爆桩修补用粉料，其特征在于：所述的重质碳酸钙的粒径为325目，白度不低于95％，碳酸钙含量不低于98％。
9.根据权利要求1所述的预应力高强混凝土管桩爆桩修补用粉料，其特征在于：所述的减水剂为聚羧酸减水剂粉剂。
10.一种如权利要求1-9中任意项所述的预应力高强混凝土管桩爆桩修补用粉料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)分别将建筑用砂、硅灰、水泥、重质碳酸钙、钢纤维投入粉料搅拌机，搅拌4-6分钟后停止；
(2)再称取减水剂、聚氧化乙烯、非金属纤维放入容器内搅拌混匀；
(3)开动粉料搅拌机，在搅拌的同时投入步骤(2)得到的混合料，继续搅拌15-30分钟后停止搅拌；
(4)对步骤(3)搅拌后的粉料进行装袋密封储存。
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