CN110144880A - 一种免蒸压的预应力高强混凝土管桩及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种免蒸压的预应力高强混凝土管桩，由胶凝材料、高效萘系减水剂和砂石组成，胶凝材料包括硅酸盐水泥和特种矿物，特种矿物掺合料占胶凝材料总量的20‑25％。本发明仅选用矿渣微粉、硅酸盐和粉煤灰三种材料制备特种矿物掺合料，与磨细锌矿渣中的氧化锌、与铜、铁、铝等金属氧化物诱发水泥水化形成C‑S‑H(占比80％以上)、C‑A‑H和C‑H凝胶，显著提高混凝土10h内的超早期强度。本发明制备的预应力管桩混凝土在自然蒸汽养护后进行自然养护时，10h抗压强度达75MPa以上，1d抗压强度达80MPa以上，自然养护3‑7天后抗压强度大于85Mpa，管桩的抗弯性能符合国家标准的要求。

Description

一种免蒸压的预应力高强混凝土管桩及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种免蒸压的预应力高强混凝土管桩及其制备方法。
背景技术
预应力高强混凝土管桩(PHC管桩)是现阶段基础建设中最为常用的一种建筑构件，在生产过程中，通常将水泥与矿物掺合料混合搅拌，经过离心工艺，采用常压蒸汽养护工艺和高压蒸汽养护工艺相结合的二次养护工艺进行养护而制得。其中，常压蒸汽养护工艺是管桩经过离心成型后在蒸汽条件下进行养护的方法，是促进水泥快速水化，混凝土迅速凝结并具有相应强度的养护工艺，具有养护时间短(6-7小时)，混凝土强度增长快(大于40MPa)的特点。高压蒸汽养护工艺，对于促进矿物掺合料与混凝土中碱的反应起到至关重要的作用。据统计，高压蒸养工艺所占全部养护能耗的50％以上。同时，高压养护过程中又有大量的热能被排掉，白白造成浪费，燃煤的燃烧还会产生大量烟气，为使烟气的排放符合排放标准，不污染环境，还需要对烟气进行处理，并且我国天然气用量所占比例也在不断增加，天然气资源也相对匮乏，大大提高了生产成本，同时也加重了生产企业的环保负担。
CN101614012B的发明专利一种免蒸压高性能预应力高强混凝土管桩公开了一种采用特种矿物掺合料制备的，仅需采用常压蒸汽养护和自然养护即可使其强度满足要求的高强混凝土管桩，但是其超早期的强度较低，1d的强度仅为30～40Mpa，2d的强度仅为50Mpa左右，如果遇上恶劣天气，会严重影响管桩的抗压强度。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术中预应力高强混凝土管桩制备时高压蒸汽养护工艺耗能高，污染大的缺陷，提供一种免蒸压PHC管桩工艺技术。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
一种免蒸压的预应力高强混凝土管桩，该管桩混凝土中每立方米混凝土包含有胶凝材料、高效萘系减水剂和所需的砂石，所述胶凝材料是由硅酸盐水泥与自制的特种矿物掺合料组成，其中所述自制的特种矿物掺合料包括重量份计的15～33份矿渣微粉、2～4份硅酸盐和10～15粉煤灰组成，其比表面积≥500m2/kg，所述特种矿物掺合料还含有1.5～3份微米级的磨细锌矿渣，特种矿物掺合料占胶凝材料总量的20-25％。
进一步的，所述磨细锌矿渣的粒径≤400μm，且其到比表面积为280～360m2/kg。
进一步的，所述的高效萘系减水剂为萘磺酸盐甲醛缩合物。
进一步的，将胶凝材料、高效萘系减水剂和所需的砂石搅拌通过离心成型，缓慢升温1.5～2小时，在90-95℃下蒸汽养护6-7小时，然后自然养护3-7天即得。
本发明所达到的有益效果是：本发明仅选用矿渣微粉、硅酸盐和粉煤灰三种材料制备特种矿物掺合料，与磨细锌矿渣中的氧化锌、与铜、铁、铝等金属氧化物诱发水泥水化形成C-S-H(占比80％以上)、C-A-H和C-H凝胶，显著提高混凝土10h内的超早期强度。本发明制备的预应力管桩混凝土在自然蒸汽养护后进行自然养护时，10h抗压强度达75MPa以上，1d抗压强度达80MPa以上，自然养护3-7天后抗压强度大于85Mpa，管桩的抗弯性能符合国家标准的要求。
具体实施方式
以下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1
一种免蒸压的预应力高强混凝土管桩，该管桩混凝土中每立方米混凝土包含有105kg特种矿物掺合料和315kg水泥混合成胶凝材料以及高效萘系减水剂和砂石，胶凝材料是由硅酸盐水泥与自制的特种矿物掺合料组成，其中自制的特种矿物掺合料包括重量份计的15份矿渣微粉、2份硅酸盐和10粉煤灰组成，特种矿物掺合料还含有1.5～3份微米级的磨细锌矿渣，特种矿物掺合料占胶凝材料总量的25％。
磨细锌矿渣的粒径≤400μm，且其到比表面积为280～360m2/kg。高效萘系减水剂为萘磺酸盐甲醛缩合物。
将胶凝材料、高效萘系减水剂和所需的砂石搅拌通过离心成型，缓慢升温1.5～2小时，在90-95℃下蒸汽养护6-7小时，然后自然养护3-7天即得。
实施例2
一种免蒸压的预应力高强混凝土管桩，该管桩混凝土中每立方米混凝土包含有107kg特种矿物掺合料和323kg水泥混合成胶凝材料以及高效萘系减水剂和砂石，胶凝材料是由硅酸盐水泥与自制的特种矿物掺合料组成，其中自制的特种矿物掺合料包括重量份计的18份矿渣微粉、3份硅酸盐和12粉煤灰组成，特种矿物掺合料还含有1.5～3份微米级的磨细锌矿渣，特种矿物掺合料占胶凝材料总量的20％。
磨细锌矿渣的粒径≤400μm，且其到比表面积为280～360m2/kg。高效萘系减水剂为萘磺酸盐甲醛缩合物。
将胶凝材料、高效萘系减水剂和所需的砂石搅拌通过离心成型，缓慢升温1.5～2小时，在90-95℃下蒸汽养护6-7小时，然后自然养护3-7天即得。
实施例3
一种免蒸压的预应力高强混凝土管桩，该管桩混凝土中每立方米混凝土包含有110kg特种矿物掺合料和325kg水泥混合成胶凝材料以及高效萘系减水剂和砂石，胶凝材料是由硅酸盐水泥与自制的特种矿物掺合料组成，其中自制的特种矿物掺合料包括重量份计的33份矿渣微粉、4份硅酸盐和15粉煤灰组成，特种矿物掺合料还含有1.5～3份微米级的磨细锌矿渣，特种矿物掺合料占胶凝材料总量的22％。
磨细锌矿渣的粒径≤400μm，且其到比表面积为280～360m2/kg。高效萘系减水剂为萘磺酸盐甲醛缩合物。
将胶凝材料、高效萘系减水剂和所需的砂石搅拌通过离心成型，缓慢升温1.5～2小时，在90-95℃下蒸汽养护6-7小时，然后自然养护3-7天即得。
实施例1-3制备的免蒸压的预应力高强混凝土管桩与CN101614012B的发明专利一种免蒸压高性能预应力高强混凝土管桩同样可以可降低总养护煤耗达50％以上，降低生产成本，减少烟气的排放，减轻企业的环保负担，且生产的混凝土管桩的渗透性、氯离子扩散系数、抗硫酸盐侵蚀次数、和抗冻次数均相当，而且本发明最终的抗压强度大于85Mpa，尤其是显著提高混凝土10h内的超早期强度，可以更好的对抗施工中的恶劣天气，确保最终管桩的抗压强度达到至少85Mpa。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，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，对于本领域的技术人员来说，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 (5)

1.一种免蒸压的预应力高强混凝土管桩，其特征在于，该管桩混凝土中每立方米混凝土包含有胶凝材料、高效萘系减水剂和所需的砂石，所述胶凝材料是由硅酸盐水泥与自制的特种矿物掺合料组成，其中所述自制的特种矿物掺合料比表面积≥500m2/kg，占胶凝材料总量的20-25％，由以重量份计的15～33份矿渣微粉、2～4份硅酸盐和10～15粉煤灰组成。
2.如权利要求1所述的预应力高强混凝土管桩，其特征在于，所述特种矿物掺合料还含有1.5～3份微米级的磨细锌矿渣。
3.如权利要求1所述的预应力高强混凝土管桩，其特征在于，所述磨细锌矿渣的粒径≤400μm，且其到比表面积为280～360m2/kg。
4.如权利要求1所述的预应力高强混凝土管桩，其特征在于，所述的高效萘系减水剂为萘磺酸盐甲醛缩合物。
5.权利要去1所述的免蒸压的预应力高强混凝土管桩的制备方法，其特征在于，将胶凝材料、高效萘系减水剂和所需的砂石搅拌通过离心成型，缓慢升温1.5～2小时，在90-95℃下蒸汽养护6-7小时，然后自然养护3-7天即得。
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