CN110467393A - 120MPa超高强硅酸盐陶粒混凝土管桩基体及其制备方法 - Google Patents

120MPa超高强硅酸盐陶粒混凝土管桩基体及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种120MPa超高强硅酸盐陶粒混凝土管桩基体及其制备方法。所述的超高强硅酸盐陶粒混凝土管桩基体每立方米由以下组分组成：水泥264～350kg；硅灰5～48kg；石英粉0～168kg；粉煤灰0～168kg；陶粒760～897kg；黄砂567～806kg；水120～144kg；高性能减水剂3～8kg，水胶比为0.25～0.3。本发明利用壳层硅酸盐陶粒制备混凝土管桩基体，其抗压强度达120MPa，结构自重小，抗震性好，节约能源，并具有良好的耐久性拓宽了轻骨料混凝土在结构承重中的应用，可应用于混凝土管桩领域。

Description

120MPa超高强硅酸盐陶粒混凝土管桩基体及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种120MPa超高强硅酸盐陶粒混凝土管桩基体及其制备方法，属于混凝土管桩技术领域。
背景技术
轻骨料混凝土具有轻质、造价低、高抗震性、高抗裂性、高耐久性、高耐火性、保温隔热、原材料来源广等特点，因而被广泛应用。传统陶粒的制备方法多采用烧结烧胀的方式成型，该方法制备的陶粒自身强度不够高，将陶粒应用于混凝土的制备不能完全满足高强度的要求，限制了陶粒混凝土在结构承重方面的应用。目前高强陶粒混凝土在配置过程中多采用高标号水泥及大体积胶凝材料的方法制备，以弥补陶粒强度的不足。程伟等采用PO42.5R级水泥在胶凝材料用量为480kg/m3条件配置陶粒混凝土，养护28天后的抗压强度最高达47.5MPa(程伟.高强复合陶粒的制备及轻骨料混凝土氯离子渗透性能的研究[D].辽宁:大连理工大学,2013.)。陈连发等以PO42.5R级水泥与粉煤灰为胶凝材料，在两者总用量为545kg/m3条件下配置陶粒混凝土，养护28天后抗压强度最高达57.8MPa(陈连发,陈悦,李龙,等.高性能轻集料混凝土的力学性能研究[J].硅酸盐通报,2015,34(10):2822-2828.)。然而，上述方法得到的轻骨料混凝土强度仍然不高。
预应力高强混凝土管桩包括混凝土基体和钢筋梁体。基体作为预应力高强混凝土管桩的重要组成部分，其强度要求不得低于C80。为满足强度要求，预应力高强混凝土管桩胶凝材料用量一般在450kg/m3以上(肖海明,蒋元海.PHC高强管桩砼配合比设计参数优选探讨[J].广东建材,2004,(8):22-24.)，同时对粗骨料的要求也较为严格，通常会选用一些高性能的石子。石子的开采供应与混凝土自重大的问题是当前预应力高强混凝土管桩制备所面临的突出问题。人造集料具有的独特优势可用于解决这一难题，但目前国内实际工程中应用的陶粒混凝土强度普遍不高，难以满足强度达到C80的要求，因而，陶粒混凝土在高强管桩领域应用还属于空白区。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够显著提高混凝土强度，减轻结构自重，同时增强结构抗震性能的120MPa超高强硅酸盐陶粒混凝土管桩基体及其制备方法。
实现本发明目的的技术方案如下：
120MPa超高强硅酸盐陶粒混凝土管桩基体，每立方米由混合胶凝材料、水、骨料和高性能减水剂组成；其中，所述的混合胶凝材料总用量固定为480kg/m3，所述的混合胶凝材料由水泥264～350kg、硅灰5～48kg、余量为矿物掺合料组成，所述的矿物掺合料为石英粉、粉煤灰或石英粉和粉煤灰的混合物，其中石英粉0～168kg、粉煤灰0～168kg；所述的骨料包括567～806kg黄砂和760～897kg硅酸盐陶粒；所述的水的用量为120～144kg/m3；所述的高性能减水剂的用量为3～8kg/m3，水胶比为0.25～0.3。上述的陶粒混凝土管桩基体的原料配合比数据如表1所示。
表1陶粒混凝土配合比数据
优选地，所述的水泥采用普通硅酸盐水泥，水泥标号为PⅡ52.5级。
优选地，所述的黄砂的细度模数M为2.4～2.7。
优选地，所述的石英粉为300目筛余小于10％。
优选地，所述的粉煤灰为国家一级粉煤灰。
优选地，所述的硅灰中二氧化硅含量大于91wt％。
优选地，所述的陶粒为壳层硅酸盐陶粒，硅酸盐陶粒占混凝土的体积的40～46％，表观密度为1900～1950kg/m3，粒径范围是5～25mm，平均筒压强度不低于15MPa，1小时吸水率为10～20％。
优选地，所述的高性能减水剂为聚羧酸系减水剂，减水率≥30％。
上述的120MPa超高强硅酸盐陶粒混凝土管桩基体的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，陶粒预吸水：将硅酸盐陶粒预先吸水，再使其表面饱和面干；
步骤2，搅拌：先将黄砂与1/3水搅拌混合，使砂表面充分润湿，再依次加入硅灰、粉煤灰、磨细石英粉、水泥、高性能减水剂和2/3水的混合液，搅拌混合均匀，最后加入步骤1得到的陶粒，得到砂浆；
步骤3，混凝土试块成型：将砂浆装入模具中振动成型，在20±5℃保湿环境下静置，拆模；
步骤4，常压蒸养：将拆模后的试块置于85±5℃下常压蒸汽养护，保温6～8小时，自然冷却；
步骤5，高压蒸养：将常压蒸养后的试块于1.0MPa饱和蒸汽压，180±10℃条件下，高温蒸养6～8小时后，自然冷却至室温，得到120MPa超高强硅酸盐陶粒混凝土管桩基体。
优选地，步骤1中，所述的吸水时间为1±0.5小时。
优选地，步骤2中，砂与1/3水搅拌混合时间为30±10秒；硅灰、粉煤灰、磨细石英粉、水泥、高性能减水剂和2/3水的混合液搅拌时间为90±10秒；加入陶粒后搅拌时间为60±10秒。
与现有技术，本发明具有以下优点：
本发明利用壳层硅酸盐陶粒制备超高强陶粒混凝土管桩基体，使得混凝土在较低的水胶比条件下也能完成较好的水化，掺加少量的硅灰，提升混凝土管桩的早期强度，以粉煤灰、磨细石英粉为硅质材料掺加至混凝土中，既降低了生产成本也增强了混凝土性能。本发明采用混合胶凝材料包砂法的混凝土制备方法，使得胶凝材料混合更为均匀、细骨料间的粘结性提升，配置的陶粒混凝土脱模强度可达72.8～97.3MPa，远高于《先张法预应力混凝土管桩GB13476-2009》要求的45MPa，陶粒混凝土试块经高压蒸汽养护后抗压强度可达120.4～133.8MPa，且陶粒混凝土试块相较于同等条件下的普通混凝土管桩质量降低了15～18％。本发明的陶粒混凝土管桩能够有效的减轻结构自重，抗震性良好，降低陶粒混凝土造价，力学性能优异，耐久性能良好，拓宽陶粒混凝土在结构承重中的应用。
附图说明
图1为120MPa超高强硅酸盐陶粒混凝土管桩基体的制备流程图，a、b、c、d、e、f、g、h表示依次加料顺序。
图2为陶粒混凝土热养护过程中陶粒内部水分受热向外部基体释放的原理图。
具体实施方式
与现有相比，本发明的技术方案的创造性在于：
1、壳层硅酸盐陶粒界面具有反应能力
采用界面具有反应能力的壳层硅酸盐陶粒作为制备陶粒混凝土管桩的粗骨料。陶粒表面包覆一层火山灰活性材料。在混凝土试块经常压蒸汽养护与高压蒸汽养护的过程中，陶粒的活性壳层参与水化反应，使得混凝土砂浆基体与陶粒粗骨料之间的界面结合良好，壳层中大量的活性氧化硅与活性氧化铝在水化过程中与界面处的Ca(OH)2反应生成水化硅酸钙凝胶与水化铝酸钙凝胶，避免了砂浆基体与粗骨料界面处产生氢氧化钙富集现象，很好的提升了界面结合强度与混凝土的耐久性。
2、陶粒的内养护效果
陶粒具有一定的吸水率，用于制备混凝土管桩的陶粒吸水率为10～20％。管桩混凝土的制备对混凝土基体强度要求较高，因此，混凝土基体的水胶比较低。目前高强预应力混凝土管桩的制备水胶比多不高于0.3。低水胶比条件下，混凝土内部是非常密实的，即使在高压蒸汽养护条件下，外部的水分也难以进入混凝土内部参与反应。利用陶粒作为粗骨料制备管桩混凝土时，陶粒具有蓄水能力，可携带一部分水进入混凝土，在陶粒混凝土经热养护时，陶粒内部水分蒸发，向基体扩散，为混凝土内部水化反应提供了水分，使得混凝土基体在低水胶比的条件下也能很好的进行水化反应。图2为陶粒混凝土热养护过程中陶粒内部水分受热向外部基体释放的原理图。
本发明陶粒混凝土的配合比中粗骨料占混凝土总体积的40％～46％，其中陶粒的表观密度为1900～1950kg/m3，吸水率为10～20％。粗骨料的1小时吸水率按下式算：
式中:ω—粗骨料1小时吸水率，％；
m1—浸水试样质量；
m0—干试样的质量。
按上式计算，每立方米混凝土管桩中陶粒的蓄水量约为76～179kg水，热养护条件下，陶粒中的水分受热蒸发，向混凝土内部砂浆基体释放，为内部基体水化反应提供了水分，起到了内养护的效果。
3、混合胶凝材料包砂法制备技术
本发明以水泥、硅灰、粉煤灰、磨细石英粉构成混合胶凝材料，采用混合胶凝材料包砂法的制备技术。混合胶凝材料包砂法是采用两次加水三次搅拌的制备方法，具体步骤如下：将黄砂与1/3水预搅拌30秒至砂表面处于润湿状态，此为第一次搅拌；向搅拌机中依次加入硅灰、粉煤灰、磨细石英粉、水泥、高性能减水剂与剩余2/3水的混合液搅拌90秒，此为第二次搅拌；加入粗骨料后搅拌60秒，此为第三次搅拌。利用该种方法制备混凝土有助于胶凝材料充分混合均匀，使得细集料表面包覆一层胶凝材料壳层，成型过程中壳层与壳层之间相互牢固地粘接在一起，可减少骨料的分层离析和沉降，另外由于骨料与水泥浆间粘结力提高，混凝土的抗压强度提升明显。
4、硅质材料的改善作用
以粉煤灰、磨细石英粉和硅灰作为矿物掺合料掺杂至混凝土中。矿物掺合料的引入可在低水胶比的条件下改善混凝土的工作性能。此外，混凝土基体中掺入适当的硅质矿物掺合料可改善混凝土水化后基体的物相组成。
①常温下，混凝土中的C3S、C2S的主要水化反应产物是高碱度的无定型水化硅酸钙与氢氧化钙，反应式如下：
2(3CaO·SiO2)+6H2O→3CaO·2SiO2·3H2O+3Ca(OH)2 (1)
2(2CaO·SiO2)+4H2O→3CaO·2SiO2·3H2O+Ca(OH)2 (2)
②湿热养护：掺入硅质材料后，在湿热养护条件下非晶态的硅质材料(硅灰、粉煤灰)与Ca(OH)2发生二次水化反应生成低碱度的无定型水化硅酸钙；同时高碱度的水化硅酸钙向低碱度的水化硅酸钙转化。
Ca(OH)2+SiO2+{n(0.8～2.2)}H2O→(0.8～2.2)CaO·SiO2·nH2O (3)
(0.8～2.2)CaO·SiO2·nH2O+xSiO2+yH2O→(0.8～1.1)CaO·SiO2·qH2O (4)
③蒸压养护：在蒸压养护条件下，未反应的水泥继续水化，非晶态的硅质材料(硅灰、粉煤灰)、结晶态的硅质材料(石英粉)在碱性条件下溶解形成硅酸根离子(SiO4 4-)，硅酸根离子(SiO4 4-)与Ca2+、OH-发生水热合成反应生成结晶态托贝莫来石，同时无定形的水化硅酸钙相向结晶态转化形成托贝莫来石，反应式如下：
(0.8～1.1)CaO·SiO2·qH2O+Ca2++OH-+zSiO4 4-→5CaO·6SiO2·5H2O (5)
低碱度的水化硅酸钙与托贝莫来石相对于高碱度水化硅酸钙具有更高的强度和耐久性，因此，硅质矿物掺合料的掺入可有效的提升混凝土性能。
5、硅灰的早期增强效果
加入少量硅灰作为掺合料，硅灰的作用主要包括(1)硅灰颗粒细小填充了不同大小颗粒间的孔隙，使得混凝土基体更加密实；(2)硅灰在混凝土基体中具有很好的润滑作用，提升了混凝土的流变性能；(3)水泥水化反应后，硅灰中的SiO2可与水化产物Ca(OH)2发生二次水化反应，降低孔隙率改善孔结构。因而，在混凝土基体中掺入硅灰有效的提升了混凝土的早期强度。
本发明的120MPa超高强硅酸盐陶粒混凝土管桩基体，每立方米组成如下：混合胶凝材料总用量为480kg/m3，其中，水泥264～350kg、硅灰5～48kg、石英粉0～168kg、粉煤灰0～168kg；硅酸盐陶粒占混凝土中体积的40～46％，依据陶粒表观密度1900～1950kg/m3，计算出每立方米混凝土陶粒掺加量760～897kg；黄砂567～827kg；水120～144kg；高性能减水剂3～8kg，水胶比为0.25～0.3。
下述实施例采用的混凝土配合比材料的技术参数如表2所示。
表2混凝土配合比材料技术参数
注*陶粒密度是采用表观密度。
下面结合具体实施例和附图对本发明进行详细阐述，下述实施例的配合比如表3所示。
表3各实施例中陶粒混凝土试块原料配合比
实施例1
120MPa超高强硅酸盐陶粒混凝土管桩基体每立方米组分组成见表3。混合胶凝材料总用量固定为480kg/m3，各组分如下：水泥350kg、硅灰5kg、石英粉125kg；硅酸盐陶粒表观密度为1900kg/m3，硅酸盐陶粒用量760kg，占混凝土体积40％；黄砂806kg；水120kg；高性能减水剂8kg。
120MPa超高强硅酸盐陶粒混凝土管桩基体的制备过程如下：
步骤1，陶粒预吸水：将760kg硅酸盐陶粒预先吸水1小时，再使其表面饱和面干；
步骤2，搅拌：先将806kg黄砂与40kg水搅拌混合30秒，使砂表面充分润湿，再依次加入5kg硅灰、125kg石英粉、350kg水泥、8kg高性能减水剂和80kg水的混合液，搅拌90秒至混合均匀，最后加入步骤1得到的陶粒，搅拌60秒得到砂浆；
步骤3，混凝土试块成型：将砂浆装入模具中振动成型，在20±5℃保湿环境下静置，拆模；
步骤4，常压蒸养：将拆模后的试块置于85±5℃下常压蒸汽养护，保温6～8小时，自然冷却；
步骤5，高压蒸养：将常压蒸养后的试块于1.0MPa饱和蒸汽压，180±10℃条件下，高温蒸养6～8小时后，自然冷却至室温，得到超高强硅酸盐陶粒混凝土管桩基体。
步骤6，强度测试：参照国家国家标准GB/T50081-2002中混凝土试块抗压强度测试方法，对常压蒸养与高压蒸养后的试块进行强度测试，强度分别为78.8MPa和133.8MPa。
实施例2
120MPa超高强硅酸盐陶粒混凝土管桩基体每立方米组分组成见表3。混合胶凝材料总用量固定为480kg/m3，各组分如下：水泥300kg、硅灰12kg、粉煤灰48kg、石英粉120kg；硅酸盐陶粒表观密度为1925kg/m3，硅酸盐陶粒用量847kg，占混凝土体积44％；黄砂650kg；水138kg；高性能减水剂5kg。
120MPa超高强硅酸盐陶粒混凝土管桩基体的制备过程如下：
步骤1，陶粒预吸水：将847kg硅酸盐陶粒预先吸水1小时，再使其表面饱和面干；
步骤2，搅拌：先将650kg黄砂与46kg水搅拌混合30秒，使砂表面充分润湿，再依次加入12kg硅灰、48kg粉煤灰、120kg石英粉、300kg水泥、5kg高性能减水剂和92kg水的混合液，搅拌90秒至混合均匀，最后加入步骤1得到的陶粒，搅拌60秒得到砂浆；
步骤3，混凝土试块成型：将砂浆装入模具中振动成型，在20±5℃保湿环境下静置，拆模；
步骤4，常压蒸养：将拆模后的试块置于85±5℃下常压蒸汽养护，保温6～8小时，自然冷却；
步骤5，高压蒸养：将常压蒸养后的试块于1.0MPa饱和蒸汽压，180±10℃条件下，高温蒸养6～8小时后，自然冷却至室温，得到超高强硅酸盐陶粒混凝土管桩基体。
步骤6，强度测试：参照国家国家标准GB/T50081-2002中混凝土试块抗压强度测试方法，对常压蒸养与高压蒸养后的试块进行强度测试，强度分别为72.8MPa和124.1MPa。
优选地，步骤1中，所述的吸水时间为1±0.5小时。
优选地，步骤2中，砂与1/3水搅拌混合时间为30±10秒；硅灰、磨细石英粉、水泥、减水剂和2/3水的混合液搅拌时间为90±10秒；加入陶粒后搅拌时间为60±10秒。
实施例3
120MPa超高强硅酸盐陶粒混凝土管桩基体每立方米组分组成见表3。混合胶凝材料总用量固定为480kg/m3，各组分如下：水泥295kg、硅灰17kg、粉煤灰84kg、石英粉84kg；硅酸盐陶粒表观密度为1925kg/m3，硅酸盐陶粒用量828kg，占混凝土体积43％；黄砂699kg；水125kg；高性能减水剂7kg。
120MPa超高强硅酸盐陶粒混凝土管桩基体的制备过程如下：
步骤1，陶粒预吸水：将828kg硅酸盐陶粒预先吸水1小时，再使其表面饱和面干；
步骤2，搅拌：先将699kg黄砂与42kg水搅拌混合30秒，使砂表面充分润湿，再依次加入17kg硅灰、84kg粉煤灰、84kg石英粉、295kg水泥、7kg高性能减水剂和83kg水的混合液，搅拌90秒至混合均匀，最后加入步骤1得到的陶粒，搅拌60秒得到砂浆；
步骤3，混凝土试块成型：将砂浆装入模具中振动成型，在20±5℃保湿环境下静置，拆模；
步骤4，常压蒸养：将拆模后的试块置于85±5℃下常压蒸汽养护，保温6～8小时，自然冷却；
步骤5，高压蒸养：将常压蒸养后的试块于1.0MPa饱和蒸汽压，180±10℃条件下，高温蒸养6～8小时后，自然冷却至室温，得到超高强硅酸盐陶粒混凝土管桩基体。
步骤6，强度测试：参照国家国家标准GB/T50081-2002中混凝土试块抗压强度测试方法，对常压蒸养与高压蒸养后的试块进行强度测试，强度分别为91.2MPa和127.7MPa。
实施例4
120MPa超高强硅酸盐陶粒混凝土管桩基体每立方米组分组成见表3。混合胶凝材料总用量固定为480kg/m3，各组分如下：水泥280kg、硅灰35kg、粉煤灰55kg、石英粉110kg；硅酸盐陶粒表观密度为1925kg/m3，硅酸盐陶粒用量809kg，占混凝土体积42％；黄砂710kg；水130kg；高性能减水剂7kg。
120MPa超高强硅酸盐陶粒混凝土管桩基体的制备过程如下：
步骤1，陶粒预吸水：将809kg硅酸盐陶粒预先吸水1小时，再使其表面饱和面干；
步骤2，搅拌：先将710kg黄砂与43kg水搅拌混合30秒，使砂表面充分润湿，再依次加入35kg硅灰、55kg粉煤灰、110kg石英粉、280kg水泥、7kg高性能减水剂和87kg水的混合液，搅拌90秒至混合均匀，最后加入步骤1得到的陶粒，搅拌60秒得到砂浆；
步骤3，混凝土试块成型：将砂浆装入模具中振动成型，在20±5℃保湿环境下静置，拆模；
步骤4，常压蒸养：将拆模后的试块置于85±5℃下常压蒸汽养护，保温6～8小时，自然冷却；
步骤5，高压蒸养：将常压蒸养后的试块于1.0MPa饱和蒸汽压，180±10℃条件下，高温蒸养6～8小时后，自然冷却至室温，得到超高强硅酸盐陶粒混凝土管桩基体。
步骤6，强度测试：参照国家国家标准GB/T50081-2002中混凝土试块抗压强度测试方法，对常压蒸养与高压蒸养后的试块进行强度测试，强度分别为85.6MPa和124.8MPa。
实施例5
120MPa超高强硅酸盐陶粒混凝土管桩基体每立方米组分组成见表3。混合胶凝材料总用量固定为480kg/m3，各组分如下：水泥264kg、硅灰48kg、粉煤灰168kg；硅酸盐陶粒表观密度为1950kg/m3，硅酸盐陶粒用量897kg，占混凝土体积46％；黄砂567kg；水144kg；高性能减水剂3kg。
120MPa超高强硅酸盐陶粒混凝土管桩基体的制备过程如下：
步骤1，陶粒预吸水：将897kg硅酸盐陶粒预先吸水1小时，再使其表面饱和面干；
步骤2，搅拌：先将567kg黄砂与48kg水搅拌混合30秒，使砂表面充分润湿，再依次加入48kg硅灰、168kg粉煤灰、264kg水泥、3kg高性能减水剂和96kg水的混合液，搅拌90秒至混合均匀，最后加入步骤1得到的陶粒，搅拌60秒得到砂浆；
步骤3，混凝土试块成型：将砂浆装入模具中振动成型，在20±5℃保湿环境下静置，拆模；
步骤4，常压蒸养：将拆模后的试块置于85±5℃下常压蒸汽养护，保温6～8小时，自然冷却；
步骤5，高压蒸养：将常压蒸养后的试块于1.0MPa饱和蒸汽压，180±10℃条件下，高温蒸养6～8小时后，自然冷却至室温，得到超高强硅酸盐陶粒混凝土管桩基体。
步骤6，强度测试：参照国家国家标准GB/T50081-2002中混凝土试块抗压强度测试方法，对常压蒸养与高压蒸养后的试块进行强度测试，强度分别为97.3MPa和120.4MPa。
对比例
下述对比例的原料配合比如表4所示。
表4各对比例中陶粒混凝土试块原料配合比
对比例1：不掺加矿物掺合料
硅酸盐陶粒混凝土管桩基体每立方米组分组成见表4。混合胶凝材料总用量固定为480kg/m3，各组分如下：水泥480kg；硅酸盐陶粒表观密度为1925kg/m3，硅酸盐陶粒用量809kg，占混凝土体积42％；黄砂749kg；水130kg；高性能减水剂7kg。
硅酸盐陶粒混凝土管桩基体的制备过程如下：
步骤1，陶粒预吸水：将809kg硅酸盐陶粒预先吸水1小时，再使其表面饱和面干；
步骤2，搅拌：先将749kg砂与43kg水搅拌混合30秒，使砂表面充分润湿，再加入480kg水泥、7kg减水剂和87kg水的混合液，搅拌90秒至混合均匀，最后加入步骤1得到的陶粒，搅拌60秒得到砂浆；
步骤3，混凝土试块成型：将砂浆装入模具中振动成型，在20±5℃保湿环境下静置，拆模；
步骤4，常压蒸养：将拆模后的试块置于85±5℃下常压蒸汽养护，保温6～8小时，自然冷却；
步骤5，高压蒸养：将常压蒸养后的试块于1.0MPa饱和蒸汽压，180±10℃条件下，高温蒸养6～8小时后，自然冷却至室温，得到硅酸盐陶粒混凝土管桩基体。
步骤6，强度测试：参照国家国家标准GB/T50081-2002中混凝土试块抗压强度测试方法，对常压蒸养与高压蒸养后的试块进行强度测试，强度分别为66.1MPa和78.9MPa。
对比例2：不掺加硅灰
硅酸盐陶粒混凝土管桩基体每立方米组分组成见表4。混合胶凝材料总用量固定为480kg/m3，各组分如下：水泥370kg、粉煤灰55kg、石英粉55kg；硅酸盐陶粒表观密度为1925kg/m3，硅酸盐陶粒用量809kg，占混凝土体积42％；黄砂731kg；水130kg；高性能减水剂7kg。
硅酸盐陶粒混凝土管桩基体的制备过程如下：
步骤1，陶粒预吸水：将809kg硅酸盐陶粒预先吸水1小时，再使其表面饱和面干；
步骤2，搅拌：先将731kg砂与43kg水搅拌混合30秒，使砂表面充分润湿，再依次加入55kg粉煤灰、55kg石英粉、370kg水泥、7kg高性能减水剂和87kg水的混合液，搅拌90秒至混合均匀，最后加入步骤1得到的陶粒，搅拌60秒得到砂浆；
步骤3，混凝土试块成型：将砂浆装入模具中振动成型，在20±5℃保湿环境下静置，拆模；
步骤4，常压蒸养：将拆模后的试块置于85±5℃下常压蒸汽养护，保温6～8小时，自然冷却；
步骤5，高压蒸养：将常压蒸养后的试块于1.0MPa饱和蒸汽压，180±10℃条件下，高温蒸养6～8小时后，自然冷却至室温，得到硅酸盐陶粒混凝土管桩基体。
步骤6，强度测试：参照国家国家标准GB/T50081-2002中混凝土试块抗压强度测试方法，对常压蒸养与高压蒸养后的试块进行强度测试，强度分别为62.4MPa和83.6MPa。
对比例3：不采用混合胶凝材料包砂法制备技术
硅酸盐陶粒混凝土管桩基体每立方米组分组成见表4。混合胶凝材料总用量固定为480kg/m3，各组分如下：水泥315kg、粉煤灰55kg、石英粉110kg；硅酸盐陶粒表观密度为1925kg/m3，硅酸盐陶粒用量809kg，占混凝土体积42％；黄砂720kg；水130kg；高性能减水剂7kg。
硅酸盐陶粒混凝土管桩基体的制备过程如下：
步骤1，陶粒预吸水：将809kg硅酸盐陶粒预先吸水1小时，再使其表面饱和面干；
步骤2，将步骤1得到的陶粒、720kg砂加入搅拌器中，再依次加入55kg粉煤灰、110kg石英粉、315kg水泥以及7kg高性能减水剂与130kg水的混合液，搅拌180秒至混合均匀，得到砂浆；
步骤3，混凝土试块成型：将砂浆装入模具中振动成型，在20±5℃保湿环境下静置，拆模；
步骤4，常压蒸养：将拆模后的试块置于85±5℃下常压蒸汽养护，保温6～8小时，自然冷却；
步骤5，高压蒸养：将常压蒸养后的试块于1.0MPa饱和蒸汽压，180±10℃条件下，高温蒸养6～8小时后，自然冷却至室温，得到硅酸盐陶粒混凝土管桩基体。
步骤6，强度测试：参照国家国家标准GB/T50081-2002中混凝土试块抗压强度测试方法，对常压蒸养与高压蒸养后的试块进行强度测试，强度分别为57.2MPa和87.1MPa。
测得以上各实施例与对比例的陶粒混凝土常压蒸养后、高压蒸压后的抗压强度，实验数据如下表5所示。
表5各实施例与对比例中混凝土试块抗压强度数据

Claims (10)

1.120MPa超高强硅酸盐陶粒混凝土管桩基体，其特征在于，每立方米由混合胶凝材料、水、骨料和高性能减水剂组成；其中，所述的混合胶凝材料总用量固定为480kg/m3，所述的混合胶凝材料由水泥264～350kg、硅灰5～48kg、余量为矿物掺合料组成，所述的矿物掺合料为石英粉、粉煤灰或石英粉和粉煤灰的混合物，其中石英粉0～168kg、粉煤灰0～168kg；所述的骨料包括567～806kg黄砂和760～897kg硅酸盐陶粒；所述的水的用量为120～144kg/m3；所述的高性能减水剂的用量为3～8kg/m3，水胶比为0.25～0.3。
2.根据权利要求1所述的混凝土管桩基体，其特征在于，所述的水泥标号为PⅡ52.5级。
3.根据权利要求1所述的混凝土管桩基体，其特征在于，所述的黄砂的细度模数M为2.4～2.7。
4.根据权利要求1所述的混凝土管桩基体，其特征在于，所述的石英粉为300目筛余小于10％。
5.根据权利要求1所述的混凝土管桩基体，其特征在于，所述的粉煤灰为国家一级粉煤灰，所述的硅灰中二氧化硅含量大于91wt％。
6.根据权利要求1所述的混凝土管桩基体，其特征在于，所述的陶粒为壳层硅酸盐陶粒，硅酸盐陶粒占混凝土的体积的40～46％，表观密度为1900～1950kg/m3，粒径范围是5～25mm，平均筒压强度不低于15MPa，1小时吸水率为10～20％。
7.根据权利要求1所述的混凝土管桩基体，其特征在于，所述的高性能减水剂为聚羧酸系减水剂，减水率≥30％。
8.根据权利要求1至7任一所述的120MPa超高强硅酸盐陶粒混凝土管桩基体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，陶粒预吸水：将硅酸盐陶粒预先吸水，再使其表面饱和面干；
步骤2，搅拌：先将黄砂与1/3水搅拌混合，使砂表面充分润湿，再依次加入硅灰、粉煤灰、磨细石英粉、水泥、高性能减水剂和2/3水的混合液，搅拌混合均匀，最后加入步骤1得到的陶粒，得到砂浆；
步骤3，混凝土试块成型：将砂浆装入模具中振动成型，在20±5℃保湿环境下静置，拆模；
步骤4，常压蒸养：将拆模后的试块置于85±5℃下常压蒸汽养护，保温6～8小时，自然冷却；
步骤5，高压蒸养：将常压蒸养后的试块于1.0MPa饱和蒸汽压，180±10℃条件下，高温蒸养6～8小时后，自然冷却至室温，得到120MPa超高强硅酸盐陶粒混凝土管桩基体。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述的吸水时间为1±0.5小时。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤2中，砂与1/3水搅拌混合时间为30±10秒；硅灰、粉煤灰、磨细石英粉、水泥、高性能减水剂和2/3水的混合液搅拌时间为90±10秒；加入陶粒后搅拌时间为60±10秒。
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