CN109320169A - 一种光伏用的抗裂水泥管桩及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光伏用的抗裂水泥管桩及其制备方法，该抗裂水泥管桩包括以下组分：骨料、水泥、掺合料、外加剂、抗裂组分和水，该水泥管桩的制备方法为：称取骨料和掺合料，搅拌,混匀，得第一混合料；称取水泥和外加剂，加入水，搅拌，混匀，得第二混合料；第一混合料加入第二混合料中，搅拌，混匀，得混凝土；将混凝土置于模具中，张拉，离心成型，得混凝土管桩半成品；将混凝土管桩半成品进行养护，拆模，自然养护，即得混凝土管桩成品；实验结果表明，本发明所制得的混凝土管桩具有优异抗裂性能。

Description

一种光伏用的抗裂水泥管桩及其制备方法
技术领域
本发明涉及光伏技术领域，具体是一种光伏用的抗裂水泥管桩及其制备方法。
背景技术
近年来，光伏行业发展迅猛，截止目前为止，我国光伏总装机容量已经超过100GW，按照我国光伏产业的发展规划，未来将依然保持较快的发展速度。光伏项目中土建工程占比最大的部分是光伏支架及基础工程，常见的光伏支架基础有钢筋混凝土独立基础、条形基础、微型灌注桩基础、高强度预应力管桩基础、钢制螺旋桩基础等等。目前市场上最常用的光伏电站管桩基础为高强度预应力管桩基础和钢制螺旋桩基础，其中，高强度预应力管桩基础具有施工灵活性好的优点，但其存在着混凝土浇捣不密实、易裂，导致成桩质量差的问题，而钢制螺旋桩基础具有质量轻，方便施工的优点，但是钢制螺旋桩基础存在着成本高、承载力低的问题，因此需要研发一种抗裂性能好、成桩质量好的混凝土管桩。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光伏用的抗裂水泥管桩及其制备方法，以解决现有技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种光伏用的抗裂水泥管桩，该抗裂水泥管桩包括以下重量份数的组分：骨料400-600份、水泥200-400份、掺合料50-100份、外加剂10-30份和水150-350份。
作为优化，该抗裂水泥管桩还包括抗裂组分5-20份，抗裂组分为玻璃纤维、聚丙烯纤维、金属纤维的混合物，玻璃纤维、聚丙烯纤维、金属纤维的质量比为1:2-5:1-2，金属纤维的长度为1-10mm，直径为0.1-0.3mm，玻璃纤维的长度为3-10mm，直径为0.1-0.2mm，聚丙烯纤维的长度为1-15mm，直径为0.1-0.3mm。上述三种纤维协同作用改善了混凝土的内部结构，使混凝土具有良好的亲和性，分布极其均匀，通过电子显微镜观察，纤维在混凝土中形成一种均匀乱向分布的网络体系，使混凝土结构应力分散，从而产生有效的二级加强效果；纤维的乱向分布大大削弱了混凝土的收缩应力，收缩能量被分散到纤维丝上，纤维吸收了部分能量，极大地提高其柔韧性，抑制了混凝土管桩微细裂缝的产生和发展，达到抗裂的目的；同时可以缓解温度变化引起的混凝土内部应力的作用，阻止微裂缝的扩展，因此具有温差补偿性抗裂作用。
作为优化，骨料由粗骨料和细骨料组成，骨料为连续级配，粗骨料与细骨料的质量比为2-4:1，粗骨料为砂石，砂石的粒径为5-30mm，细骨料为石英砂，石英砂的粒径为0.1-4.5mm。混凝土中的骨料都要求连续级配，粗骨料与细骨料相互配合，粗骨料构成混凝土的基础骨架，细骨料进一步补充粗骨料中的空间，满足混凝土连续级配的要求，可以减少孔隙率，提高混凝土的强度和抗裂性能，减少浆体体积，提高稳定性。
作为优化，水泥为强度等级为32.5或42.5级的普通硅酸盐水泥。
作为优化，掺合料为石粉、硅粉和钢渣粉的混合物，石粉、硅粉和钢渣粉的质量比为15-30:10-25:5-15，石粉为石灰岩石粉、花岗岩石粉、石英岩石粉或玄武岩石粉中的任意一种，掺合料的比表面积≥350m2/㎏，7天活性指数≥87％。掺合料增加了混凝土的粘聚性、保水性、改善混凝土的可泵性，并能提高硬化混凝土的强度和耐久性。
作为优化，外加剂为减水剂、膨润土和辅料的混合物，减水剂、膨润土和辅料的质量比为1:1:0.5-1，减水剂为木质素磺酸钙，辅料为羟丙基甲基纤维素醚、丙烯基磺酸钠、聚氧乙烯硬脂酸酯和聚异戊二烯的混合物，羟丙基甲基纤维素醚、丙烯基磺酸钠、聚氧乙烯硬脂酸酯和聚异戊二烯的质量比为1:1:1-2:1。木质素磺酸盐具有减水率大的优点，并且使管桩具有很好的抗冻性能、流动性；膨润土具有膨胀作用，膨润土水化后生成大量膨胀性晶体，增加了混凝土体系中的晶体含量，产生体积膨胀，晶体内产生压应力和压应变，补偿了各类收缩变形，抵消或部分抵消了相应的拉应力，从而提高了混凝土管桩的抗裂性。
一种光伏用的抗裂水泥管桩的制备方法，该抗裂水泥管桩的制备方法包括以下步骤：
(1)称取骨料和掺合料混匀，得第一混合料；
(2)称取水泥和外加剂，加入水，混匀，得第二混合料；
(3)将第一混合料加入第二混合料中，混匀，得混凝土；
(4)置于模具中，张拉，离心成型，得混凝土管桩半成品；
(5)养护，拆模，自然养护，即得混凝土管桩成品。
作为优化，一种光伏用的抗裂水泥管桩的制备方法，该抗裂水泥管桩的制备方法包括以下步骤：
(1)称取骨料和掺合料，将骨料和掺合料加入搅拌机中，搅拌,混合均匀，得第一混合料；
(2)称取水泥、外加剂和抗裂组分，将水泥、外加剂和抗裂组分加入搅拌机中，再向搅拌机中加入水，搅拌，混合均匀，得第二混合料；
(3)将步骤(1)所得的第一混合料加入步骤(2)所得的第二混合料中，搅拌，混合均匀，得混凝土；
(4)将步骤(3)所得的混凝土置于模具中，张拉，离心成型，得混凝土管桩半成品；
(5)将步骤(4)所得的混凝土管桩半成品放入蒸汽养护池内，进行养护，拆模，自然养护，即得混凝土管桩成品。
作为优化，一种光伏用的抗裂水泥管桩的制备方法，该抗裂水泥管桩的制备方法包括以下步骤：
(1)称取骨料400-600份和掺合料50-100份，将骨料和掺合料加入搅拌机中，在转速为300-500r/min下搅拌5-10min,混合均匀，得第一混合料；混凝土中的骨料都要求连续级配，混凝土粗骨料构成混凝土的基础骨架，通过搅拌机搅拌使细骨料和掺合料进一步补充混凝土粗骨料中的空间，满足混凝土连续级配的要求；
(2)称取水泥200-400份、外加剂10-30份和抗裂组分5-20份，将水泥和外加剂加入搅拌机中，再向搅拌机中加入水，在转速为200-400r/min下搅拌30-50min，混合均匀，得第二混合料；搅拌的目的是使外加剂和抗裂组分更均匀的分布在水泥中，提高水泥在使用过程中的综合性能；
(3)将步骤(1)所得的第一混合料加入步骤(2)所得的第二混合料中，在转速为100-300r/min下搅拌20-40min，混合均匀，得混凝土；在搅拌条件下，将第一混合料加入第二混合料中部，搅拌的目的是破坏水泥的团聚现象，破坏水泥表面的初始水化物薄膜包裹层，促进各组分间碰撞摩擦，减少灰尘薄膜的影响，提高各组分单元体参与运动的次数和运动轨迹的交叉频率，加速匀质化，使各组分在宏观与微观上均匀；
(4)将步骤(3)所得的混凝土置于模具中，张拉，通过离心机进行离心成型，得混凝土管桩半成品；
(5)将步骤(4)所得的混凝土管桩半成品放入蒸汽养护池内，在20-30℃下静置40-60min，然后以20-25℃/h的速度升温至80-95℃，在80-95℃下保温5-7h，自然冷却至室温，拆模，自然养护，即得混凝土管桩成品。本发明使用常压蒸汽养护方式，所制得的再生混凝土管桩的强度性能能够满足要求，该养护方式取消了蒸压养护步骤，节约投资成本，简化了工艺步骤，减少了人力资源消耗，同时节省了许多能源损耗，降低了成本。
作为优化，步骤(4)的离心过程为管模依次在转速为60-100r/min下离心3-5min,在转速为250-300r/min下离心2-3min，在转速为400-450r/min下离心5-10min。低速离心，离心一定时间，由于离心力的作用使大的颗粒紧贴模具内壁，再加大转速，离心一定时间，使稍微小的颗粒紧贴模具内壁，依次经过低速、中速和高速进行离心，颗粒层层堆叠、挤压，减少孔隙率，提高混凝土的强度。
作为优化，步骤(5)的自然养护过程为将拆模后的混凝土管桩半成品置于室内空气流通的地方，用水进行喷洒，静置3-6天。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
一是本发明一种光伏用的抗裂水泥管桩，采用玻璃纤维、聚丙烯纤维、金属纤维的混合物作为抗裂组分，三种纤维协同作用改善了混凝土的内部结构，使混凝土具有良好的亲和性，分布极其均匀，通过电子显微镜观察，纤维在混凝土中形成一种均匀乱向分布的网络体系，使混凝土结构应力分散，从而产生有效的二级加强效果；纤维的乱向分布大大削弱了混凝土的收缩应力，收缩能量被分散到纤维丝上，纤维吸收了部分能量，极大地提高其柔韧性，抑制了混凝土管桩微细裂缝的产生和发展，达到抗裂的目的；同时可以缓解温度变化引起的混凝土内部应力的作用，阻止微裂缝的扩展，因此具有温差补偿性抗裂作用；
混凝土中的骨料都要求连续级配，粗骨料与细骨料相互配合，粗骨料构成混凝土的基础骨架，细骨料进一步补充粗骨料中的空间，满足混凝土连续级配的要求，可以减少孔隙率，提高混凝土的强度和抗裂性能，减少浆体体积，提高稳定性；
外加剂中的木质素磺酸盐具有减水率大的优点，并且使管桩具有很好的抗冻性能、流动性；膨润土具有膨胀作用，膨润土水化后生成大量膨胀性晶体，增加了混凝土体系中的晶体含量，产生体积膨胀，晶体内产生压应力和压应变，补偿了各类收缩变形，抵消或部分抵消了相应的拉应力，从而提高了混凝土管桩的抗裂性；
二是本发明一种光伏用的抗裂水泥管桩的制备方法中，混凝土中的骨料都要求连续级配，混凝土粗骨料构成混凝土的基础骨架，通过搅拌机搅拌使细骨料和掺合料进一步补充混凝土粗骨料中的空间，满足混凝土连续级配的要求；
在搅拌条件下，将第一混合料加入第二混合料中部，搅拌的目的是破坏水泥的团聚现象，破坏水泥表面的初始水化物薄膜包裹层，促进各组分间碰撞摩擦，减少灰尘薄膜的影响，提高各组分单元体参与运动的次数和运动轨迹的交叉频率，加速匀质化，使各组分在宏观与微观上均匀；
蒸压养护过程中，本发明使用常压蒸汽养护方式，所制得的再生混凝土管桩的强度性能能够满足要求，该养护方式取消了蒸压养护步骤，节约投资成本，简化了工艺步骤，减少了人力资源消耗，同时节省了许多能源损耗，降低了成本；
离心成型过程中，低速离心，离心一定时间，由于离心力的作用使大的颗粒紧贴模具内壁，再加大转速，离心一定时间，使稍微小的颗粒紧贴模具内壁，依次经过低速、中速和高速进行离心，颗粒层层堆叠、挤压，减少孔隙率，提高混凝土的强度。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种光伏用的抗裂水泥管桩，该抗裂水泥管桩包括以下重量份数的组分：粒径为5mm的砂石250份、粒径为0.1mm的石英砂120份、强度等级为32.5级的普通硅酸盐水泥200份、掺合料50份、外加剂10份、抗裂组分5份和水150份。
上述原料中抗裂组分为玻璃纤维、聚丙烯纤维、金属纤维的混合物，玻璃纤维、聚丙烯纤维、金属纤维的质量比为1:2:1，金属纤维的长度为1mm，直径为0.1mm，玻璃纤维的长度为3mm，直径为0.1mm，聚丙烯纤维的长度为1mm，直径为0.1mm。
上述原料中的掺合料为石灰岩石粉、硅粉和钢渣粉的混合物，石灰岩石粉、硅粉和钢渣粉的质量比为15:10:5，掺合料的比表面积≥350m2/㎏，7天活性指数≥87％。
上述原料中的外加剂为木质素磺酸钙、膨润土和辅料的混合物，木质素磺酸钙、膨润土和辅料的质量比为1:1:0.5，辅料为羟丙基甲基纤维素醚、丙烯基磺酸钠、聚氧乙烯硬脂酸酯和聚异戊二烯的混合物，羟丙基甲基纤维素醚、丙烯基磺酸钠、聚氧乙烯硬脂酸酯和聚异戊二烯的质量比为1:1:1:1。
采用上述原料制备一种光伏用的抗裂水泥管桩，该抗裂水泥管桩的制备方法包括以下步骤：
(1)称取粒径为5mm的砂石250份、粒径为0.1mm的石英砂120份和掺合料50份，将砂石、石英砂和掺合料加入搅拌机中，在转速为300r/min下搅拌5min,混合均匀，得第一混合料；
(2)称取强度等级为32.5级的普通硅酸盐水泥200份和外加剂10份，将水泥和外加剂加入搅拌机中，再向搅拌机中加入水，在转速为200r/min下搅拌30min，混合均匀，得第二混合料；
(3)将步骤(1)所得的第一混合料加入步骤(2)所得的第二混合料中，在转速为100r/min下搅拌20min，混合均匀，得混凝土；
(4)将步骤(3)所得的混凝土置于模具中，张拉，通过离心机将管模依次在转速为60r/min下离心3min,在转速为250r/min下离心2min，在转速为400r/min下离心5min，离心成型，得混凝土管桩半成品；
(5)将步骤(4)所得的混凝土管桩半成品放入蒸汽养护池内，在20℃下静置40min，然后以20℃/h的速度升温至80℃，在80℃下保温5h，自然冷却至室温，拆模，将拆模后的混凝土管桩半成品置于室内空气流通的地方，用水进行喷洒，静置3天，即得混凝土管桩成品。
实施例2：
一种光伏用的抗裂水泥管桩，该抗裂水泥管桩包括以下重量份数的组分：粒径为8mm的砂石280份、粒径为1mm的石英砂125份、强度等级为42.5级的普通硅酸盐水泥250份、掺合料60份、外加剂13份、抗裂组分8份和水180份。
上述原料中的抗裂组分为玻璃纤维、聚丙烯纤维、金属纤维的混合物，玻璃纤维、聚丙烯纤维、金属纤维的质量比为1:2.5:1-2，金属纤维的长度为2mm，直径为0.15mm，玻璃纤维的长度为4mm，直径为0.12mm，聚丙烯纤维的长度为3mm，直径为0.15mm。
上述原料中的掺合料为花岗岩石粉、硅粉和钢渣粉的混合物，花岗岩石粉、硅粉和钢渣粉的质量比为15-30:10-25:5-15，掺合料的比表面积≥350m2/㎏，7天活性指数≥87％。
上述原料中的外加剂为木质素磺酸钙、膨润土和辅料的混合物，木质素磺酸钙、膨润土和辅料的质量比为1:1:0.6，辅料为羟丙基甲基纤维素醚、丙烯基磺酸钠、聚氧乙烯硬脂酸酯和聚异戊二烯的混合物，羟丙基甲基纤维素醚、丙烯基磺酸钠、聚氧乙烯硬脂酸酯和聚异戊二烯的质量比为1:1:1.2:1。
采用上述原料制备一种光伏用的抗裂水泥管桩，该抗裂水泥管桩的制备方法包括以下步骤：
(1)称粒径为8mm的砂石280份、粒径为1mm的石英砂125份和掺合料60份，将砂石、石英砂和掺合料加入搅拌机中，在转速为350r/min下搅拌6min,混合均匀，得第一混合料；
(2)称取强度等级为42.5级的普通硅酸盐水泥250份和外加剂13份，将水泥和外加剂加入搅拌机中，再向搅拌机中加入水，在转速为220r/min下搅拌35min，混合均匀，得第二混合料；
(3)将步骤(1)所得的第一混合料加入步骤(2)所得的第二混合料中，在转速为120r/min下搅拌25min，混合均匀，得混凝土；
(4)将步骤(3)所得的混凝土置于模具中，张拉，通过离心机进行离心成型，得混凝土管桩半成品，将管模依次在转速为70r/min下离心3min,在转速为300r/min下离心2min，在转速为420r/min下离心6min。；
(5)将步骤(4)所得的混凝土管桩半成品放入蒸汽养护池内，在22℃下静置45min，然后以20℃/h的速度升温至85℃，在85℃下保温5.5h，自然冷却至室温，拆模，自然养护，即得混凝土管桩成品，步骤(5)的自然养护过程为将拆模后的混凝土管桩半成品置于室内空气流通的地方，用水进行喷洒，静置4天。
实施例3：
一种光伏用的抗裂水泥管桩，该抗裂水泥管桩包括以下重量份数的组分：粒径为17.5mm的砂石365份、粒径为2.3mm的石英砂135份、强度等级为32.5级的普通硅酸盐水泥300份、掺合料75份、外加剂20份、抗裂组分12.5份和水250份。
上述原料中的抗裂组分为玻璃纤维、聚丙烯纤维、金属纤维的混合物，玻璃纤维、聚丙烯纤维、金属纤维的质量比为1:3.5:1.5，金属纤维的长度为5.5mm，直径为0.2mm，玻璃纤维的长度为6.5mm，直径为0.15mm，聚丙烯纤维的长度为8mm，直径为0.2mm。
上述原料中的掺合料为石英岩石粉、硅粉和钢渣粉的混合物，石英岩石粉、硅粉和钢渣粉的质量比为22.5:17.5:10，掺合料的比表面积≥350m2/㎏，7天活性指数≥87％。
上述原料中的外加剂为木质素磺酸钙、膨润土和辅料的混合物，木质素磺酸钙、膨润土和辅料的质量比为1:1:0.75，辅料为羟丙基甲基纤维素醚、丙烯基磺酸钠、聚氧乙烯硬脂酸酯和聚异戊二烯的混合物，羟丙基甲基纤维素醚、丙烯基磺酸钠、聚氧乙烯硬脂酸酯和聚异戊二烯的质量比为1:1:1.5:1。
采用上述原料制备一种光伏用的抗裂水泥管桩，该抗裂水泥管桩的制备方法包括以下步骤：
(1)称粒径为17.5mm的砂石365份、粒径为2.3mm的石英砂135份和掺合料75份，将砂石、石英砂和掺合料加入搅拌机中，在转速为400r/min下搅拌7.5min,混合均匀，得第一混合料；
(2)称取强度等级为32.5级的普通硅酸盐水泥300份和外加剂20份，将水泥和外加剂加入搅拌机中，再向搅拌机中加入水，在转速为300r/min下搅拌40min，混合均匀，得第二混合料；
(3)将步骤(1)所得的第一混合料加入步骤(2)所得的第二混合料中，在转速为200r/min下搅拌30min，混合均匀，得混凝土；
(4)将步骤(3)所得的混凝土置于模具中，张拉，通过离心机，将管模依次在转速为80r/min下离心4min,在转速为275r/min下离心2.5min，在转速为425r/min下离心7.5min，离心成型，得混凝土管桩半成品；
(5)将步骤(4)所得的混凝土管桩半成品放入蒸汽养护池内，在25℃下静置50min，然后以22.5℃/h的速度升温至87.5℃，在87.5℃下保温6h，自然冷却至室温，拆模，将拆模后的混凝土管桩半成品置于室内空气流通的地方，用水进行喷洒，静置5天，即得混凝土管桩成品。
实施例4：
一种光伏用的抗裂水泥管桩，该抗裂水泥管桩包括以下重量份数的组分：粒径为28mm的砂石460份、粒径为4mm的石英砂145份、强度等级为42.5级的普通硅酸盐水泥380份、掺合料80份、外加剂28份、抗裂组分18份和水340份。
上述原料中的抗裂组分为玻璃纤维、聚丙烯纤维、金属纤维的混合物，玻璃纤维、聚丙烯纤维、金属纤维的质量比为1:4:2，金属纤维的长度为8mm，直径为0.2mm，玻璃纤维的长度8mm，直径为0.2mm，聚丙烯纤维的长度为13mm，直径为0.2mm。
上述原料中的掺合料为玄武岩石粉、硅粉和钢渣粉的混合物，玄武岩石粉、硅粉和钢渣粉的质量比为28:23:12，掺合料的比表面积≥350m2/㎏，7天活性指数≥87％。
上述原料中的外加剂为木质素磺酸钙、膨润土和辅料的混合物，木质素磺酸钙、膨润土和辅料的质量比为1:1:0.8，辅料为羟丙基甲基纤维素醚、丙烯基磺酸钠、聚氧乙烯硬脂酸酯和聚异戊二烯的混合物，羟丙基甲基纤维素醚、丙烯基磺酸钠、聚氧乙烯硬脂酸酯和聚异戊二烯的质量比为1:1:1.8:1。
采用上诉原料制备一种光伏用的抗裂水泥管桩，该抗裂水泥管桩的制备方法包括以下步骤：
(1)称取粒径为28mm的砂石460份、粒径为4mm的石英砂145份和掺合料80份，将砂石、石英砂和掺合料加入搅拌机中，在转速为480r/min下搅拌8min,混合均匀，得第一混合料；
(2)称取强度等级为42.5级的普通硅酸盐水泥380份和外加剂28份，将水泥和外加剂加入搅拌机中，再向搅拌机中加入水，在转速为380r/min下搅拌45min，混合均匀，得第二混合料；
(3)将步骤(1)所得的第一混合料加入步骤(2)所得的第二混合料中，在转速为280r/min下搅拌38min，混合均匀，得混凝土；
(4)将步骤(3)所得的混凝土置于模具中，张拉，通过离心机，将管模依次在转速为80r/min下离心4min,在转速为280r/min下离心3min，在转速为430r/min下离心8min，离心成型；
(5)将步骤(4)所得的混凝土管桩半成品放入蒸汽养护池内，在28℃下静置58min，然后以24℃/h的速度升温至92℃，在92℃下保温6h，自然冷却至室温，拆模，拆模后的混凝土管桩半成品置于室内空气流通的地方，用水进行喷洒，静置5天，即得混凝土管桩成品。
实施例5：
一种光伏用的抗裂水泥管桩，该抗裂水泥管桩包括以下重量份数的组分：粒径为30mm的砂石480份、粒径为4.5mm的石英砂150份、强度等级为32.5级的普通硅酸盐水泥400份、掺合料100份、外加剂30份、抗裂组分20份和水350份。
上述原料中的抗裂组分为玻璃纤维、聚丙烯纤维、金属纤维的混合物，玻璃纤维、聚丙烯纤维、金属纤维的质量比为1:5:2，金属纤维的长度为10mm，直径为0.3mm，玻璃纤维的长度为10mm，直径为0.2mm，聚丙烯纤维的长度为15mm，直径为0.3mm。
上述原料中的掺合料为石灰岩石粉、硅粉和钢渣粉的混合物，石灰岩石粉、硅粉和钢渣粉的质量比为30:25:15，掺合料的比表面积≥350m2/㎏，7天活性指数≥87％。
上述原料中的外加剂为木质素磺酸钙、膨润土和辅料的混合物，木质素磺酸钙、膨润土和辅料的质量比为1:1:1，辅料为羟丙基甲基纤维素醚、丙烯基磺酸钠、聚氧乙烯硬脂酸酯和聚异戊二烯的混合物，羟丙基甲基纤维素醚、丙烯基磺酸钠、聚氧乙烯硬脂酸酯和聚异戊二烯的质量比为1:1:2:1。
采用上述原料制备一种光伏用的抗裂水泥管桩，该抗裂水泥管桩的制备方法包括以下步骤：
(1)称取粒径为30mm的砂石480份、粒径为4.5mm的石英砂150份和掺合料100份，将砂石、石英砂和掺合料加入搅拌机中，在转速为500r/min下搅拌10min,混合均匀，得第一混合料；
(2)称取强度等级为32.5级的普通硅酸盐水泥400份和外加剂30份，将水泥和外加剂加入搅拌机中，再向搅拌机中加入水，在转速为400r/min下搅拌50min，混合均匀，得第二混合料；
(3)将步骤(1)所得的第一混合料加入步骤(2)所得的第二混合料中，在转速为300r/min下搅拌40min，混合均匀，得混凝土；
(4)将步骤(3)所得的混凝土置于模具中，张拉，通过离心机，将管模依次在转速为100r/min下离心5min,在转速为300r/min下离心3min，在转速为450r/min下离心10min，离心成型，得混凝土管桩半成品；
(5)将步骤(4)所得的混凝土管桩半成品放入蒸汽养护池内，在30℃下静置60min，然后以25℃/h的速度升温至95℃，在95℃下保温7h，自然冷却至室温，拆模，将拆模后的混凝土管桩半成品置于室内空气流通的地方，用水进行喷洒，静置6天，即得混凝土管桩成品。
对比例1：
按照本发明实施例5的方法制备混凝土管桩，所不同的是原料中未使用抗裂组分。
效果例1：
(1)实验样品：本发明实施例1至5所制得的混凝土管桩和对比例1所制得的混凝土管桩。
(2)实验方法：根据GB/T50152-2012《混凝土结构试验方法标准》和GB13476-2009《先张法预应力混凝土管桩》对实验样品的抗裂弯矩和极限抗裂弯矩进行检测，结果如表1所示。
表1
从表1中可以看出，本发明实施例1至5所制得的水泥管桩抗裂弯矩和极限抗裂弯矩均超过标准值，并且高于对比例1所制得的水泥管桩，这是由于本发明采用玻璃纤维、聚丙烯纤维、金属纤维的混合物作为抗裂组分，三种纤维协同作用改善了混凝土的内部结构，使混凝土具有良好的亲和性，分布极其均匀，通过电子显微镜观察，纤维在混凝土中形成一种均匀乱向分布的网络体系，使混凝土结构应力分散，从而产生有效的二级加强效果；纤维的乱向分布大大削弱了混凝土的收缩应力，收缩能量被分散到纤维丝上，纤维吸收了部分能量，极大地提高其柔韧性，抑制了混凝土管桩微细裂缝的产生和发展，达到抗裂的目的；同时可以缓解温度变化引起的混凝土内部应力的作用，阻止微裂缝的扩展，因此具有温差补偿性抗裂作用，结果表明本发明实施例1至5所制得的水泥管桩具有优异的抗裂性能。
效果例2：
表2为本发明实施例1至5所制得的混凝土管桩和对比例1所制得的混凝土管桩的性能参数测试结果。
表2
从表2中可以看出，本发明实施例1至5所制得的混凝土管桩的抗裂等级均≥一级，裂缝降低系数均在80％以上，抗腐蚀系数均在90％以上，碳化深度均在4mm以下，而对比例1所制得的混凝土管桩的抗裂等级为三级，裂缝降低系数为63.4％，抗腐蚀系数为73.2％，碳化深度为7mm，各项测试结果表明，本发明实施例1至5所制得的混凝土管桩的各项性能均优于对比例1。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种光伏用的抗裂水泥管桩，其特征在于，该抗裂水泥管桩包括以下重量份数的组分：骨料400-600份、水泥200-400份、掺合料50-100份、外加剂10-30份和水150-350份。
2.根据权利要求1所述的一种光伏用的抗裂水泥管桩，其特征在于：该抗裂水泥管桩还包括抗裂组分5-20重量份，所述抗裂组分为玻璃纤维、聚丙烯纤维、金属纤维的混合物，所述玻璃纤维、聚丙烯纤维、金属纤维的质量比为1:2-5:1-2，所述金属纤维的长度为1-10mm，直径为0.1-0.3mm，所述玻璃纤维的长度为3-10mm，直径为0.1-0.2mm，所述聚丙烯纤维的长度为1-15mm，直径为0.1-0.3mm。
3.根据权利要求2所述的一种光伏用的抗裂水泥管桩，其特征在于：所述骨料由粗骨料和细骨料组成，所述骨料为连续级配，所述粗骨料与细骨料的质量比为2-4:1，所述粗骨料为砂石，所述砂石的粒径为5-30mm，所述细骨料为石英砂，所述石英砂的粒径为0.1-4.5mm。
4.根据权利要求3所述的一种光伏用的抗裂水泥管桩，其特征在于：所述水泥为强度等级为32.5或42.5级的普通硅酸盐水泥；所述掺合料为石粉、硅粉和钢渣粉的混合物，所述石粉、硅粉和钢渣粉的质量比为15-30:10-25:5-15，所述石粉为石灰岩石粉、花岗岩石粉、石英岩石粉或玄武岩石粉中的任意一种，所述掺合料的比表面积≥350m2/㎏，7天活性指数≥87％。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的一种光伏用的抗裂水泥管桩，其特征在于：所述外加剂为减水剂、膨润土和辅料的混合物，所述减水剂、膨润土和辅料的质量比为1:1:0.5-1，所述减水剂为木质素磺酸钙，所述辅料为羟丙基甲基纤维素醚、丙烯基磺酸钠、聚氧乙烯硬脂酸酯和聚异戊二烯的混合物，所述羟丙基甲基纤维素醚、丙烯基磺酸钠、聚氧乙烯硬脂酸酯和聚异戊二烯的质量比为1:1:1-2:1。
6.一种光伏用的抗裂水泥管桩的制备方法，其特征在于，该抗裂水泥管桩的制备方法包括以下步骤：
(1)称取骨料和掺合料混匀，得第一混合料；
(2)称取水泥和外加剂，加入水，混匀，得第二混合料；
(3)将第一混合料加入第二混合料中，混匀，得混凝土；
(4)置于模具中，张拉，离心成型，得混凝土管桩半成品；
(5)养护，拆模，自然养护，即得混凝土管桩成品。
7.根据权利要求6所述的一种光伏用的抗裂水泥管桩的制备方法，其特征在于，该抗裂水泥管桩的制备方法包括以下步骤：
(1)称取骨料和掺合料，将骨料和掺合料加入搅拌机中，搅拌,混合均匀，得第一混合料；
(2)称取水泥和外加剂，将水泥和外加剂加入搅拌机中，再向搅拌机中加入水，搅拌，混合均匀，得第二混合料；
(3)将步骤(1)所得的第一混合料加入步骤(2)所得的第二混合料中，搅拌，混合均匀，得混凝土；
(4)将步骤(3)所得的混凝土置于模具中，张拉，离心成型，得混凝土管桩半成品；
(5)将步骤(4)所得的混凝土管桩半成品放入蒸汽养护池内，进行养护，拆模，自然养护，即得混凝土管桩成品。
8.根据权利要求7所述的一种光伏用的抗裂水泥管桩的制备方法，其特征在于，该抗裂水泥管桩的制备方法包括以下步骤：
(1)称取骨料400-600份和掺合料50-100份，将骨料和掺合料加入搅拌机中，在转速为300-500r/min下搅拌5-10min,混合均匀，得第一混合料；
(2)称取水泥200-400份和外加剂10-30份，将水泥和外加剂加入搅拌机中，再向搅拌机中加入水，在转速为200-400r/min下搅拌30-50min，混合均匀，得第二混合料；
(3)将步骤(1)所得的第一混合料加入步骤(2)所得的第二混合料中，在转速为100-300r/min下搅拌20-40min，混合均匀，得混凝土；
(4)将步骤(3)所得的混凝土置于模具中，张拉，通过离心机进行离心成型，得混凝土管桩半成品；
(5)将步骤(4)所得的混凝土管桩半成品放入蒸汽养护池内，在20-30℃下静置40-60min，然后以20-25℃/h的速度升温至80-95℃，在80-95℃下保温5-7h，自然冷却至室温，拆模，自然养护，即得混凝土管桩成品。
9.根据权利要求8所述的一种光伏用的抗裂水泥管桩的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)的离心过程为管模依次在转速为60-100r/min下离心3-5min,在转速为250-300r/min下离心2-3min，在转速为400-450r/min下离心5-10min。
10.根据权利要求8或9所述的一种光伏用的抗裂水泥管桩的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)的自然养护过程为将拆模后的混凝土管桩半成品置于室内空气流通的地方，用水进行喷洒，静置3-6天。
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