CN110281380B - 定向凝结管桩的制造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了定向凝结管桩的制造工艺，包括以下步骤：步骤一：绑扎外层钢筋笼；步骤二：入模：使用桁架吊车将绑扎完成的钢筋笼吊入预制模中，并与预应力钢筋锚固板、张拉板、张拉杆连接；步骤三：灌注混凝土：将水泥340‑420kg，矿粉：110‑130kg，粉煤灰：50‑75kg，水：125‑150kg，铸造废旧型砂：650‑750kg，碎石：900‑1200kg，早强剂：6‑9kg用混凝土强制式搅拌机制成新拌混凝土；步骤四：合模：将上半模吊至下半模上方，用螺栓将上下两半模固定，确保模具在高速离心转动过程中不松动、混凝土不跑浆；该定向凝结管桩的制造工艺能够提高管桩整体的力学性能，同时其轴向力学性能更为突出。

Description

定向凝结管桩的制造工艺
技术领域
本发明属于建筑材料领域，具体涉及定向凝结管桩的制造工艺。
背景技术
管桩在建筑施工中具有重要的作用，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)。预应力混凝土管桩可分为后张法预应力管桩和先张法预应力管桩。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。管桩在击打或静压过程中主要受到轴向应力，因此，其轴向力学性能尤为关键，现有的管桩力学性能已经达到瓶颈，除非在材料方面有较大突破，否则很难实现突破。
发明内容
本发明旨在提供了定向凝结管桩的制造工艺，该定向凝结管桩的制造工艺能够提高管桩整体的力学性能，同时其轴向力学性能更为突出。
本发明的技术方案如下：
定向凝结管桩的制造工艺，包括以下步骤：
步骤一：绑扎外层钢筋笼；
步骤二：入模：使用桁架吊车将绑扎完成的钢筋笼吊入预制模中，并与预应力钢筋锚固板、张拉板、张拉杆连接；
步骤三：灌注混凝土：将水泥340-420kg，矿粉：110-130kg，粉煤灰：50-75kg，水：125-150kg，铸造废旧型砂：650-750kg，碎石：900-1200kg，早强剂：6-9kg用混凝土强制式搅拌机制成新拌混凝土；
步骤四：合模：将上半模吊至下半模上方，用螺栓将上下两半模固定，确保模具在高速离心转动过程中不松动、混凝土不跑浆；
步骤五：张拉：使用张拉机对合模后的钢筋笼进行整体张拉，张拉至钢筋强度的75％后，用大螺母将张拉杆固定在离心钢模上；
步骤六：离心成型：将张拉锚固后的离心钢模吊至离心机上，分两次进行离心，第一次依次按初速、中速、中高速、高速的速度逐级加速，离心时间7-10min；第一次离心完成后抬高张拉端，倾倒离心过程中产生的废浆水，静停3-5min；第二次依次按中速、中高速、高速的速度逐级加速，离心时间5-7min；第二次离心完成后抬高张拉端，再次倾倒离心过程中产生的废浆水；
步骤七：蒸压养护：将离心完成的带模混凝土管桩吊至蒸汽养护池内，蒸汽温度为160-170℃，蒸汽压力为1.1-1.15MPa，蒸压时间5-7h；在这一过程中，从带模混凝土管桩一端开口插入冷却棒；所述冷却棒内设循环冷却管，所述循环冷却管内通循环冷却液；使混凝土管桩内外形成温差；
步骤八：脱模：当达到蒸压时间后，将钢模调出。拆掉两侧的固定螺栓，通过桁架吊车即可将模型拆开。
其中，所述温差为50-70℃。
其中，所述铸造废旧型砂为至少浇筑过一次的型砂。
其中，所述铸造废旧型砂为粘土砂。
本发明具有如下有益效果：
1、该管桩利用混凝土凝结过程中受温度的巨大影响以及管桩的中空结构，通过控制温度实现管桩内外温差，从而使管桩的凝结方向大体由外至内，一是保障了管桩外表面的平整光滑以及表面强度，防止产生麻面；二是通过管桩凝固过程中的有序性，牺牲管桩内表面的平整性，防止或减少管桩内部出现蜂窝、孔洞和裂缝；三是促使混凝土按照平行于管桩轴向的方向成层状渐进凝固，相同半径范围内的混凝土几乎同时凝固，从而使混凝土管桩在轴向上结构的一体化，使其提高轴向上的力学性能。
2、该管桩使用铸造废旧型砂作为细骨料，铸造废旧型砂由于受到金属的强烈热作用，在成分和性能上都会发生很大变化，型砂中的煤粉和重油等有机物会烧失或烧结成多孔性的细焦粉和灰粉，粘土在高温作用下会丧失粘结能力，成为失效粘土，这些失效粘土、细焦粉和灰粉等少部分含在砂中，大部分则在高温作用下包裹在砂粒表面上，形成一层牢固的惰性薄膜；具有比表面积极大，表面光滑致密，可以起到良好的滚珠作用，对水泥颗粒起物理分散作用，使其分布得更均匀。该薄膜含有多孔性的细焦粉和灰粉，在先期吸收一部分水分，当混凝土水胶比较低时，可以提供水分，使水泥水化更充分；而且与水泥粒子组成了合理的微级配，减少填充水数量，影响系统的堆积状态，提高堆积密度，具有减水作用，使新拌混凝土工作性优良，硬化混凝土微结构更加均匀密实。而且，不会发生泌水离析现象，抗渗性、抗冻性好。
具体实施方式
本发明用下列实施例来进一步说明本发明，但本发明的保护范围并不限于下列实施例。
实施例1
定向凝结管桩的制造工艺，包括以下步骤：
步骤一：绑扎钢筋笼：箍筋放置在绑扎机内的圆盘上，小车以固定的速度运动，圆盘上的钢筋则以不断在主筋上缠绕形成钢筋笼；
步骤二：入模：使用桁架吊车将绑扎完成的钢筋笼吊入预制模中，并与预应力钢筋锚固板、张拉板、张拉杆连接；
步骤三：灌注混凝土：将水泥340kg，矿粉：110kg，粉煤灰：50kg，水：125kg，铸造废旧型砂：650kg，碎石：900kg，早强剂：6kg用混凝土强制式搅拌机制成新拌混凝土；
步骤四：合模：将上半模吊至下半模上方，用螺栓将上下两半模固定，确保模具在高速离心转动过程中不松动、混凝土不跑浆；
步骤五：张拉：使用张拉机对合模后的钢筋笼进行整体张拉，张拉至钢筋强度的75％后，用大螺母将张拉杆固定在离心钢模上；
步骤六：离心成型：将张拉锚固后的离心钢模吊至离心机上，分两次进行离心，第一次依次按初速、中速、中高速、高速的速度逐级加速，离心时间7min；第一次离心完成后抬高张拉端，倾倒离心过程中产生的废浆水，静停3min；第二次依次按中速、中高速、高速的速度逐级加速，离心时间5min；第二次离心完成后抬高张拉端，再次倾倒离心过程中产生的废浆水；
步骤七：蒸压养护：将离心完成的带模混凝土管桩吊至蒸汽养护池内，蒸汽温度为160℃，蒸汽压力为1.1MPa，蒸压时间5h；在这一过程中，从带模混凝土管桩一端开口插入冷却棒；所述冷却棒内设循环冷却管，所述循环冷却管内通循环冷却液；使混凝土管桩内外形成温差；所述温差为50℃；
步骤八：脱模：当达到蒸压时间后，将钢模调出。拆掉两侧的固定螺栓，通过桁架吊车即可将模型拆开。
所述铸造废旧型砂为至少浇筑过一次的型砂；所述铸造废旧型砂为粘土砂。
实施例2
定向凝结管桩的制造工艺，包括以下步骤：
步骤一：绑扎钢筋笼：箍筋放置在绑扎机内的圆盘上，小车以固定的速度运动，圆盘上的钢筋则以不断在主筋上缠绕形成钢筋笼；
步骤二：入模：使用桁架吊车将绑扎完成的钢筋笼吊入预制模中，并与预应力钢筋锚固板、张拉板、张拉杆连接；
步骤三：灌注混凝土：将水泥380kg，矿粉：120kg，粉煤灰：65kg，水：140kg，铸造废旧型砂：700kg，碎石：1050kg，早强剂：8kg用混凝土强制式搅拌机制成新拌混凝土；
步骤四：合模：将上半模吊至下半模上方，用螺栓将上下两半模固定，确保模具在高速离心转动过程中不松动、混凝土不跑浆；
步骤五：张拉：使用张拉机对合模后的钢筋笼进行整体张拉，张拉至钢筋强度的75％后，用大螺母将张拉杆固定在离心钢模上；
步骤六：离心成型：将张拉锚固后的离心钢模吊至离心机上，分两次进行离心，第一次依次按初速、中速、中高速、高速的速度逐级加速，离心时间8min；第一次离心完成后抬高张拉端，倾倒离心过程中产生的废浆水，静停4min；第二次依次按中速、中高速、高速的速度逐级加速，离心时间6min；第二次离心完成后抬高张拉端，再次倾倒离心过程中产生的废浆水；
步骤七：蒸压养护：将离心完成的带模混凝土管桩吊至蒸汽养护池内，蒸汽温度为165℃，蒸汽压力为1.13MPa，蒸压时间6h；在这一过程中，从带模混凝土管桩一端开口插入冷却棒；所述冷却棒内设循环冷却管，所述循环冷却管内通循环冷却液；使混凝土管桩内外形成温差；所述温差为60℃。
步骤八：脱模：当达到蒸压时间后，将钢模调出。拆掉两侧的固定螺栓，通过桁架吊车即可将模型拆开。
所述铸造废旧型砂为至少浇筑过一次的型砂；所述铸造废旧型砂为粘土砂。
实施例3
定向凝结管桩的制造工艺，包括以下步骤：
步骤一：绑扎钢筋笼：箍筋放置在绑扎机内的圆盘上，小车以固定的速度运动，圆盘上的钢筋则以不断在主筋上缠绕形成钢筋笼；
步骤二：入模：使用桁架吊车将绑扎完成的钢筋笼吊入预制模中，并与预应力钢筋锚固板、张拉板、张拉杆连接；
步骤三：灌注混凝土：将水泥420kg，矿粉：130kg，粉煤灰：75kg，水：150kg，铸造废旧型砂：750kg，碎石：1200kg，早强剂：9kg用混凝土强制式搅拌机制成新拌混凝土；
步骤四：合模：将上半模吊至下半模上方，用螺栓将上下两半模固定，确保模具在高速离心转动过程中不松动、混凝土不跑浆；
步骤五：张拉：使用张拉机对合模后的钢筋笼进行整体张拉，张拉至钢筋强度的75％后，用大螺母将张拉杆固定在离心钢模上；
步骤六：离心成型：将张拉锚固后的离心钢模吊至离心机上，分两次进行离心，第一次依次按初速、中速、中高速、高速的速度逐级加速，离心时间10min；第一次离心完成后抬高张拉端，倾倒离心过程中产生的废浆水，静停5min；第二次依次按中速、中高速、高速的速度逐级加速，离心时间7min；第二次离心完成后抬高张拉端，再次倾倒离心过程中产生的废浆水；
步骤七：蒸压养护：将离心完成的带模混凝土管桩吊至蒸汽养护池内，蒸汽温度为170℃，蒸汽压力为1.15MPa，蒸压时间7h；；在这一过程中，从带模混凝土管桩一端开口插入冷却棒；所述冷却棒内设循环冷却管，所述循环冷却管内通循环冷却液；使混凝土管桩内外形成温差；所述温差为70℃；
步骤八：脱模：当达到蒸压时间后，将钢模调出。拆掉两侧的固定螺栓，通过桁架吊车即可将模型拆开。
所述铸造废旧型砂为至少浇筑过一次的型砂；所述铸造废旧型砂为粘土砂。
对比样品：
江苏某公司制造的管桩，管桩类别PHC，强度等级C80,型号A，规格300x70，养护时间28d。
依照三种实施例和工艺制作的管桩有部分相同的基本参数：管桩外径300mm，型号A2,主筋直径6，数量12根，分别切割100mmx100mmx50mm试件，将测试结果见下表：通过对3种实施例的试验样品以及对比样品分别进行检测，得出以下检测数据：
Figure GDA0002959264970000071
由上表可见，制得的耐压抗裂管桩相比对比实施例，具有更小的坍落度、以及更大的抗压强度，整体性能提高约6％-9％。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.定向凝结管桩的制造工艺，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：绑扎外层钢筋笼；
步骤二：入模：使用桁架吊车将绑扎完成的钢筋笼吊入预制模中，并与预应力钢筋锚固板、张拉板、张拉杆连接；
步骤三：灌注混凝土：将水泥340-420kg，矿粉：110-130kg，粉煤灰：50-75kg，水：125-150kg，铸造废旧型砂：650-750kg，碎石：900-1200kg，早强剂： 6-9kg用混凝土强制式搅拌机制成新拌混凝土； 所述铸造废旧型砂为至少浇筑过一次的型砂；
步骤四：合模：将上半模吊至下半模上方，用螺栓将上下两半模固定，确保模具在高速离心转动过程中不松动、混凝土不跑浆；
步骤五：张拉：使用张拉机对合模后的钢筋笼进行整体张拉，张拉至钢筋强度的75％后，用大螺母将张拉杆固定在离心钢模上；
步骤六：离心成型：将张拉锚固后的离心钢模吊至离心机上，分两次进行离心，第一次依次按初速、中速、中高速、高速的速度逐级加速，离心时间7-10min；第一次离心完成后抬高张拉端，倾倒离心过程中产生的废浆水，静停3-5min；第二次依次按中速、中高速、高速的速度逐级加速，离心时间5-7min；第二次离心完成后抬高张拉端，再次倾倒离心过程中产生的废浆水；
步骤七：蒸压养护：将离心完成的带模混凝土管桩吊至蒸汽养护池内，蒸汽温度为160-170℃，蒸汽压力为1.1-1.15MPa，蒸压时间5-7h；在这一过程中，从带模混凝土管桩一端开口插入冷却棒；所述冷却棒内设循环冷却管，所述循环冷却管内通循环冷却液；使混凝土管桩内外形成温差；所述温差为50-70℃；
步骤八：脱模：当达到蒸压时间后，将钢模调出；拆掉两侧的固定螺栓，通过桁架吊车即可将模型拆开。
2.如权利要求1所述的定向凝结管桩的制造工艺，其特征在于：所述铸造废旧型砂为粘土砂。
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