CN113334565A - 一种金刚桩的制备方法 - Google Patents
一种金刚桩的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113334565A CN113334565A CN202110514407.6A CN202110514407A CN113334565A CN 113334565 A CN113334565 A CN 113334565A CN 202110514407 A CN202110514407 A CN 202110514407A CN 113334565 A CN113334565 A CN 113334565A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- concrete
- speed
- stage
- pile
- centrifugation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 24
- 239000010432 diamond Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims abstract description 93
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 49
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims abstract description 45
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 21
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims description 42
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 35
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 30
- 238000001723 curing Methods 0.000 claims description 30
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 claims description 23
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 16
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 15
- 229910000365 copper sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 14
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 14
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 13
- 238000000703 high-speed centrifugation Methods 0.000 claims description 12
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 10
- 238000000464 low-speed centrifugation Methods 0.000 claims description 9
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 6
- 238000009692 water atomization Methods 0.000 claims description 5
- RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H iron(3+) sulfate Chemical compound [Fe+3].[Fe+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 3
- 229910000360 iron(III) sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910021487 silica fume Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 23
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 23
- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- MKTRXTLKNXLULX-UHFFFAOYSA-P pentacalcium;dioxido(oxo)silane;hydron;tetrahydrate Chemical compound [H+].[H+].O.O.O.O.[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O MKTRXTLKNXLULX-UHFFFAOYSA-P 0.000 description 6
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 3
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 229910001653 ettringite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 description 2
- 230000002335 preservative effect Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 230000001595 contractor effect Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000004574 high-performance concrete Substances 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 239000011513 prestressed concrete Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
- B28B21/00—Methods or machines specially adapted for the production of tubular articles
- B28B21/56—Methods or machines specially adapted for the production of tubular articles incorporating reinforcements or inserts
- B28B21/60—Methods or machines specially adapted for the production of tubular articles incorporating reinforcements or inserts prestressed reinforcements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
- B28B11/00—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles
- B28B11/24—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for curing, setting or hardening
- B28B11/245—Curing concrete articles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
- B28B21/00—Methods or machines specially adapted for the production of tubular articles
- B28B21/56—Methods or machines specially adapted for the production of tubular articles incorporating reinforcements or inserts
- B28B21/68—Methods or machines specially adapted for the production of tubular articles incorporating reinforcements or inserts and applying centrifugal forces
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Manufacturing Of Tubular Articles Or Embedded Moulded Articles (AREA)
- Devices For Post-Treatments, Processing, Supply, Discharge, And Other Processes (AREA)
Abstract
本发明公开了一种金刚桩的制备方法，包括以下步骤：S1、制备混凝土；S2、将混凝土布入钢筋笼、合模、预应力张拉、离心成型；S3、静停养护、常压蒸汽养护、拆模；S4、高压蒸汽养护、热水喷淋、降温，热水喷淋的方法为：高压蒸汽养护结束排气降压时，采用75～90℃的热水雾化喷淋管桩，喷淋时间为0.3～1小时。本发明制备方法所制得的管桩，强度高、抗弯性和抗腐蚀性好。
Description
技术领域
本发明涉及管桩技术领域，尤其涉及一种金刚桩的制备方法。
背景技术
混凝土管桩是应用较为广泛的混凝土基础构件之一。当前，管桩的强度普遍在C80，在一些砂层比较厚的地质或有孤石以及软硬突变的地质时，容易打爆桩或桩身偏折；此外，在管桩的实际使用过程中，经常处于潮湿的环境，特别有对管桩基础有中强腐蚀的水和土，还有干湿交替的使用环境，会使管桩的表面以及内部发生腐蚀，一旦腐蚀过度，将会严重影响着管桩的结构强度和使用寿命，甚至会造成建筑物、桥梁等坍塌，造成严重的事故，对人们的生命财产构成极大的威胁。高性能混凝土的重要指标就是强度及耐久性，如何提高混凝土管桩的耐腐蚀性，是本行业持续的研究目的，且还需要保证在提供耐腐蚀性的同时，降低成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种金刚桩的制备方法，提高混凝土管桩的强度、抗弯性和抗腐蚀性。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种金刚桩的制备方法，包括以下步骤：
S1、制备混凝土，每立方米混凝土包括：250～300kg水泥、700～900kg砂、1200～1300kg骨料、130～160kg掺合料、9～12kg减水剂和120～140kg水，所述掺合料由组分A和组分B组成，所述组分A选自矿渣微粉、硅砂粉、硅灰粉中的一种或几种，所述组分B选自硫酸钙、硫酸铜、硫酸铁中的一种或几种；
S2、将混凝土布入钢筋笼、合模、预应力张拉、离心成型；
S3、静停养护、常压蒸汽养护、拆模；
S4、高压蒸汽养护、热水喷淋、降温，热水喷淋的方法为：高压蒸汽养护结束排气降压时，采用75～90℃的热水雾化喷淋管桩，喷淋时间为0.3～1小时。
作为上述方案的改进，所述组分B选用硫酸钙和硫酸铜，硫酸钙的用量：硫酸铜的用量＝1:(0.3～0.5)。
作为上述方案的改进，所述掺合料由93wt％～97wt％矿渣微粉和3wt％～7wt％组分B组成。
作为上述方案的改进，步骤S4中，高压蒸汽养护结束排气降压至0.4～0.6MPa时，采用75～85℃的热水雾化喷淋管桩，喷淋时间为0.3～1小时。
作为上述方案的改进，步骤S4中，高压蒸汽养护的方法为：在温度为170～190℃，压力为0.8～1.2MPa的条件下，保温3～5小时。
作为上述方案的改进，步骤S4中，将管桩放入高压釜内，通入蒸汽，在1.2～1.7小时内升温至170～190℃。
作为上述方案的改进，步骤S4中，降温的方法为：喷淋结束后，将压力降至常压，然后用以14～17℃/小时的降温速度降至室温。
作为上述方案的改进，所述离心成型至少包括以下依次设置的三个阶段：低速离心阶段、中速离心阶段和高速离心阶段；
以φ500的管桩为例：低速离心阶段的转速为70～75转/min，离心时间为2～5min，中速离心阶段的转速为165～175转/min，离心时间为1～2min，所述中高速阶段的转速为280～310转/min，离心时间为1～2min；高速离心阶段的转速为470～490转/min，离心时间为7～10min。
以φ600的管桩为例：低速离心阶段的转速为65～70转/min，离心时间为2～5min，中速离心阶段的转速为145～165转/min，离心时间为1～2min，所述中高速阶段的转速为270～290转/min，离心时间为1～2min；高速离心阶段的转速为450～470转/min，离心时间为7～10min。
作为上述方案的改进，所述骨料包括10wt％～～25wt％第一骨料、25wt％～～40wt％第二骨料和45wt％～～60wt％第三骨料，所述第一骨料的粒径为5～10mm，所述第二骨料的粒径为10～20mm，所述第三骨料的粒径为20～40mm。
作为上述方案的改进，所述混凝土的水胶比0.31～0.32，所述掺合料的比表面积为450～550m2/kg。
实施本发明，具有如下有益效果：
1、本发明通过高压蒸汽养护、热水喷淋和降温工艺的相互配合来提高管桩的密实性、强度、抗弯性和抗腐蚀性，具体的，高压蒸汽养护是通过高压蒸汽使混凝土的反应条件达到170～190℃，以使掺合料中的SiO2、水泥及掺合料自身的水解产物等发生反应，以生成大量的托勃莫来石，从而提高混凝土的强度和抗弯性；其次，热水喷淋是在高压蒸汽养护结束排气降压时，采用75～90℃的热水雾化喷淋管桩，以使桩身混凝土的毛细孔收缩，从而提高混凝土的密实性，进而提高混凝土的抗腐蚀性；此外，热水喷淋管桩还可以阻止托勃莫来石发生逆反应，提高托勃莫来石的含量，增强桩身混凝土的强度和抗弯性能。最后，本发明通过特定的降温工艺来进一步收缩管桩中的毛细孔，进一步提高混凝土的密实性、强度、抗弯性和抗腐蚀性。
2、本发明将不同粒径的骨料按照一定的比例进行配合，形成紧密堆积结构，有效提高混凝土的密实性和桩身的强度，同时通过热水喷淋工艺，缩减混凝土微观孔道，提高抗腐蚀性能。
3、本发明的组分B用于激发组分A的活性，使得掺合料与混凝土反应更充分，有效提高混凝土的强度，且组分A和组分B的反应产物能够发生微膨胀，因此在组分B和组分A的共同作用，可以提高混凝土的抗腐蚀性能，特别是抗硫酸盐侵蚀。
4、本发明通过三个不同离心速度的配合，使得混凝土在管模内成型，并使得余浆析出，降低水胶比，更利于桩身混凝土结构排布，从而提升混凝土强度。
附图说明
图1是本发明金刚桩的制备流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。仅此声明，本发明在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本发明的附图为基准，其并不是对本发明的具体限定。
参见图1，本发明提供的一种金刚桩的制备方法，包括以下步骤：
S1、制备混凝土；
具体的，本发明每立方米混凝土包括：250～300kg水泥、700～900kg砂、1200～1300kg骨料、130～160kg掺合料、9～12kg减水剂和120～140kg水。
其中，所述掺合料由组分A和组分B组成，所述组分A选自矿渣微粉、硅砂粉、硅灰粉中的一种或几种，所述组分B选自硫酸钙、硫酸铜、硫酸铁中的一种或几种。优选的，所述组分A为矿渣微粉。
矿渣微粉用于改善混凝土的综合性能，具体表现为：a)可以大幅度提高水泥混凝土的强度，能配制出超高强水泥混凝土；b)可以有效抑制水泥混凝土的碱骨料反应，显著提高水泥混凝土的抗碱骨料反应性能，提高水泥混凝土的耐久性；c)可以有效提高水泥混凝土的抗海水浸蚀性能，特别适用于抗海水工程；d)可以显著减少水泥混凝土的泌水量，改善混凝土的和易性；e)可以显著提高水泥混凝土的致密性，改善水泥混凝土的抗渗性；f)可以显著降低水泥混凝土的水化热，适用于配制大体积混凝土。
本发明的组分B用于激发组分A的活性，使得掺合料与混凝土反应更充分，有效提高混凝土的强度，且组分A和组分B的反应产物能够发生微膨胀，因此在组分B和组分A的共同作用，可以提高混凝土的抗腐蚀性能，特别是抗硫酸盐侵蚀。
根据矿渣微粉在混凝土中的作用，以及组分B对矿渣微粉的激发作用，为了达到最佳的效果，优选的，所述掺合料由93wt％～97wt％矿渣微粉和3～7wt％组分B组成。若组分B的含量在掺合料中小于3wt％，则激发矿渣微粉活性的效果不明显，若组分B的含量在掺合料中大于7wt％，则含量过多，会发生延迟钙矾石膨胀，管桩会膨胀开裂。更优的，所述掺合料由94wt％～96wt％矿渣微粉和4wt％～6wt％组分B组成。
优选的，所述组分B选用硫酸钙和硫酸铜，硫酸钙的用量：硫酸铜的用量＝1:(0.3～0.5)。具体的，硫酸钙和硫酸铜可以加速矿渣微粉的二次水化反应的进行，其中，硫酸钙可以提高混凝土的早期强度，硫酸铜可以加快水泥的凝结、固化。
为了进一步提高混凝土的防腐性能，所述掺合料还包括防腐剂，所述防腐剂为阻锈剂。
经发明人研究表明，在本发明高压蒸汽养护和热水喷淋的情况下，骨料的细度比例对混凝土抗压强度产生较大影响，需要严格控制。具体的，所述骨料包括10wt％～25wt％第一骨料、25wt％～40wt％第二骨料和45wt％～60wt％第三骨料，所述第一骨料的粒径为5～10mm，所述第二骨料的粒径为10～20mm，所述第三骨料的粒径为20～40mm。
更优的，所述骨料包括15wt％～25wt％第一骨料、35wt％～55wt％第二骨料和15wt％～30wt％第三骨料。
最优的，所述骨料包括20wt％第一骨料、30wt％第二骨料和50wt％第三骨料。
本发明进一步从混凝土的工作性、耐久性、强度、弹性模量和干缩率等方面综合考量，提供了优选的配合比，即所述混凝土的水胶比0.31～0.32，所述掺合料的比表面积为450～550m2/kg。
本发明混凝土的水胶比为0.31～0.32既能满足本发明混凝土的工作性的条件，又能保证混凝土的抗压强度。控制掺合料的比表面积为450～550m2/kg，可提高混凝土的抗压强度，若掺合料表比面积小于450m2/kg，则掺合料的活性不足，反应不完全，影响管桩的强度。
具体的，所述水泥为硅酸盐水泥，其强度等级不低于42.5级，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
S2、将混凝土布入钢筋笼、合模、预应力张拉、离心成型；
所述离心成型至少包括以下依次设置的三个阶段：低速离心阶段、中速离心阶段和高速离心阶段，本发明通过三个不同离心速度的配合，使得混凝土在管模内成型，并使得余浆析出，降低水胶比，提升混凝土强度。优选的，所述离心成型还包括中高速阶段，所述中高速阶段在中速离心阶段和高速离心阶段之间。
具体的，不同直径的管桩，离心的速度和时间不同。
以φ500的管桩为例：低速离心阶段的转速为70～75转/min，离心时间为2～5min，中速离心阶段的转速为165～175转/min，离心时间为1～2min，所述中高速阶段的转速为280～310转/min，离心时间为1～2min；高速离心阶段的转速为470～490转/min，离心时间为7～10min。
以φ600的管桩为例：低速离心阶段的转速为65～70转/min，离心时间为2～5min，中速离心阶段的转速为145～165转/min，离心时间为1～2min，所述中高速阶段的转速为270～290转/min，离心时间为1～2min；高速离心阶段的转速为450～470转/min，离心时间为7～10min。
本发明通过不同离心速度和时间的配合，更利于桩身混凝土结构排布，降低水胶比。
S3、静停养护、常压蒸汽养护、拆模；
具体的，在常温下静停2.5～3.5小时，然后以15～20℃/小时的升温速度升至80～85℃，保温7～8小时，然后拆模。
常压蒸汽养护的作用是提高反应效率。与现有的静停养护相比，本发明的静停养护时间延长了约1小时，可以使混凝土水化以获得一定的初始强度，避免混凝土的结构疏松对强度及抗腐蚀性能造成影响。
S4、高压蒸汽养护、热水喷淋、降温；
高压蒸汽养护的方法为：在温度为170～190℃，压力为0.8～1.2MPa的条件下，保温3～5小时。
热水喷淋的方法为：高压蒸汽养护结束排气降压时，采用75～90℃的热水雾化喷淋管桩，喷淋时间为0.3～1小时。
具体的，所述高压蒸汽养护的方法为：将管桩放入高压釜内，通入蒸汽，在1.2～1.7小时内将气压升至预设值，以获得所需的温度，具体的，氧化温度为170～190℃。
本发明通过高压蒸汽养护、热水喷淋和降温工艺的相互配合来提高管桩的密实性、强度、抗弯性和抗腐蚀性，具体的，高压蒸汽养护是通过高压蒸汽使混凝土的反应条件达到170～190℃，以使掺合料中的SiO2、水泥及掺合料自身的水解产物等发生反应，以生成大量的托勃莫来石，从而提高混凝土的强度和抗弯性；其次，热水喷淋是在高压蒸汽养护结束排气降压时，采用75～90℃的热水雾化喷淋管桩以使桩身混凝土的毛细孔收缩，从而提高混凝土的密实性，进而提高混凝土的抗腐蚀性；此外，热水喷淋管桩还可以阻止托勃莫来石发生逆反应，提高托勃莫来石的含量，增强桩身混凝土的强度和抗弯性能。最后，本发明通过特定的降温工艺来进一步收缩管桩中的毛细孔，进一步提高混凝土的密实性、强度、抗弯性和抗腐蚀性。
由于管桩本身的温度在170～190℃之间，若喷淋管桩的热水温度小于75℃，在管桩容易因急速冷却而产生裂纹；若喷淋管桩的热水温度大于90℃，则吸热效果不佳。
优选的，所述热水喷淋的方法为：高压蒸汽养护结束排气降压至0.4～0.6MPa时，采用75～85℃的热水雾化喷淋管桩，喷淋时间为0.3～1小时。
根据理想气体状态方程PV＝nRT可知，高压蒸汽养护结束排气降压至0.4～0.6MPa时，高压釜内高压蒸汽温度已降低，由于管桩为固体温度仍然在170～190℃之间，此时采用热水雾化喷淋管桩，应用热胀冷缩效应，通过喷淋降温，使桩身混凝土冷缩，紧缩因高压蒸汽进入桩身的微观孔道。
更优的，所述热水喷淋的方法为：高压蒸汽养护结束排气降压至0.5MPa时，采用80℃的热水雾化喷淋管桩，喷淋时间为0.5小时。
降温的方法为：喷淋结束后，将压力降至常压，然后用以14～17℃/小时的降温速度降至室温。
具体的，喷淋结束后，将压力降至常压，然后将管桩送入保温棚，以15℃/小时的降温速度降至室温。
下面将以具体实施例来进一步阐述本发明
实施例1
一种金刚桩的制备方法，包括以下步骤：
S1、制备混凝土，每立方米混凝土包括：280kg水泥、800kg砂、5～10mm石子250kg、10～20mm石子375kg、20～40mm石子625kg、掺合料150kg(矿渣微粉142.5kg、硫酸钙5kg、硫酸铜2.5kg)、减水剂10.5kg、水135kg，掺合料的比表面积为500m2/kg，混凝土的水胶比为0.31；
S2、将混凝土布入钢筋笼、合模、预应力张拉、离心成型，其中，低速离心阶段的转速为72转/min，离心时间为4min，中速离心阶段的转速为168转/min，离心时间为1min，所述中高速阶段的转速为300转/min，离心时间为1min；高速离心阶段的转速为470转/min，离心时间为9min；
S3、在常温下静停3小时，然后以18℃/小时的升温速度升至80℃，保温7小时，然后拆模；
S4、将管桩放入高压釜内，通入蒸汽，在1.5小时内将温度升至180℃(气压约为1.0MPa)，然后保温4小时；
高压蒸汽养护结束排气降压至0.5MPa时，采用80℃的热水雾化喷淋管桩，喷淋时间为0.5小时；
喷淋结束后，将压力降至常压，然后用以15℃/小时的降温速度降至室温。
实施例2
一种金刚桩的制备方法，包括以下步骤：
S1、制备混凝土，每立方米混凝土包括：265kg水泥、750kg砂、5～10mm石子130kg、10～20mm石子420kg、20～40mm石子750kg、掺合料135kg(硅砂粉125.5kg、硫酸钙7.3kg、硫酸铜2.2kg)、减水剂9.8kg、水135kg，掺合料的比表面积为450m2/kg，混凝土的水胶比为0.31；
S2、将混凝土布入钢筋笼、合模、预应力张拉、离心成型，其中，低速离心阶段的转速为70转/min，离心时间为5min，中速离心阶段的转速为165转/min，离心时间为2min，所述中高速阶段的转速为280转/min，离心时间为2min；高速离心阶段的转速为480转/min，离心时间为10min；
S3、在常温下静停3小时，然后以18℃/小时的升温速度升至80℃，保温7小时，然后拆模；
S4、将管桩放入高压釜内，通入蒸汽，在1.3小时内将温度升至170℃，然后保温5小时；
高压蒸汽养护结束排气降压至0.4MPa时，采用90℃的热水雾化喷淋管桩，喷淋时间为0.3小时；
喷淋结束后，将压力降至常压，然后用以17℃/小时的降温速度降至室温。
实施例3
一种金刚桩的制备方法，包括以下步骤：
S1、制备混凝土，每立方米混凝土包括：300kg水泥、900kg砂、5～10mm石子150kg、10～20mm石子300kg、20～40mm石子700kg、掺合料160kg(矿渣微粉155kg、硫酸钙3.5kg、硫酸铜1.5kg)、减水剂12kg、水147kg，掺合料的比表面积为550m2/kg，混凝土的水胶比为0.32；
S2、将混凝土布入钢筋笼、合模、预应力张拉、离心成型，其中，低速离心阶段的转速为75转/min，离心时间为2min，中速离心阶段的转速为175转/min，离心时间为1min，所述中高速阶段的转速为310转/min，离心时间为1min；高速离心阶段的转速为490转/min，离心时间为7min；
S3、在常温下静停3小时，然后以18℃/小时的升温速度升至80℃，保温7小时，然后拆模；
S4、将管桩放入高压釜内，通入蒸汽，在1.7小时内将气温升至190℃，然后保温3小时；
高压蒸汽养护结束排气降压至0.6MPa时，采用75℃的热水雾化喷淋管桩，喷淋时间为0.8小时；
喷淋结束后，将压力降至常压，然后用以17℃/小时的降温速度降至室温。
实施例4
与实施例1不同的是，160kg掺合料包括矿渣微粉155kg和硫酸钙5kg。
对比例1
一种金刚桩的制备方法，包括以下步骤：
S1、制备混凝土，每立方米混凝土包括：280kg水泥、800kg砂、5～10mm石子250kg、10～20mm石子375kg、20～40mm石子625kg、硅砂粉150kg、防腐剂5kg、减水剂10.5kg、水135kg，混凝土的水胶比为0.31；
其他步骤与实施例1相同。
对比例2
与实施例1不同的是，1250kg的骨料由粒径小于20mm的石子组成。
对比例3
与实施例1不同的是，高压蒸汽养护结束后直接降温。
对比例4
一种PHC管桩的制备方法，包括以下步骤：
S1、制备混凝土，每立方米混凝土包括：260kg水泥、750kg砂、＜20mm石子1300kg、硅砂粉140kg、减水剂9kg、水132kg，混凝土的水胶比为0.33；
S2、将混凝土布入钢筋笼、合模、预应力张拉、离心成型、静停养护、常压蒸汽养护、拆模、高压蒸汽养护，
低速离心阶段的转速为72转/min，离心时间为3min，中速离心阶段的转速为168转/min，离心时间为1min，所述中高速阶段的转速为300转/min，离心时间为1min；高速离心阶段的转速为430转/min，离心时间为6min；
在常温下静停3小时，然后以18℃/小时的升温速度升至80℃，保温7小时，然后拆模；
将管桩放入高压釜内，通入蒸汽，在1.5小时内将气温升至180℃，然后保温4小时；
将压力降至常压，然后用以15℃/小时的降温速度降至室温。
按照实施例1～4和对比例1～4的制备方法制得φ500的管桩，按照标准(《先张法预应力混凝土管桩》GB/T13476-2009)和(《先张法预应力金刚桩》Q/GDSH001-2019)对实施例1～4和对比例1～4的所制得的管桩进行测试，每组试验取10根管桩进行测试，取平均值，结果如下：
从上述结果可知，本申请实施例1～4与对比例1相比，通过加入本申请的掺合料，可以提高管桩的耐腐蚀性能；本申请实施例1～4与对比例2相比，将不同粒径的骨料按照一定的比例进行配合，可以提高管桩的强度和耐腐蚀性能性能；本申请实施例1～4与对比例3相比，通过高压蒸汽养护、热水喷淋和降温工艺的相互配合，将不同粒径的骨料按照一定的比例进行配合，可以提高管桩的强度和耐腐蚀性能性能；本申请实施例1～4与现有的普通管桩相比，有效提高管桩的强度和耐腐蚀性能性能。
本申请金刚桩的混凝土结构更为致密，氯离子、硫酸根离子难以渗入管桩结构内部发生电化学、结晶反应而产生破坏；此外，本申请掺合料中的组分A和组分B相互配合，使得混凝土本身即含有大量硫酸盐反应稳定产物(钙矾石)，外界硫酸盐难以侵入管桩混凝土发生反应，其抗硫酸盐性能更强。
需要说明的是，对比例2和对比例3的强度等级达不到C100的标准，因此标准中没有写出等级。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种金刚桩的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、制备混凝土，每立方米混凝土包括：250～300kg水泥、700～900kg砂、1200～1300kg骨料、130～160kg掺合料、9～12kg减水剂和120～140kg水，所述掺合料由组分A和组分B组成，所述组分A选自矿渣微粉、硅砂粉、硅灰粉中的一种或几种，所述组分B选自硫酸钙、硫酸铜、硫酸铁中的一种或几种；
S2、将混凝土布入钢筋笼、合模、预应力张拉、离心成型；
S3、静停养护、常压蒸汽养护、拆模；
S4、高压蒸汽养护、热水喷淋、降温，热水喷淋的方法为：高压蒸汽养护结束排气降压时，采用75～90℃的热水雾化喷淋管桩，喷淋时间为0.3～1小时。
2.如权利要求1所述的金刚桩的制备方法，其特征在于，所述组分B选用硫酸钙和硫酸铜，硫酸钙的用量：硫酸铜的用量＝1:(0.3～0.5)。
3.如权利要求1或2所述的金刚桩的制备方法，其特征在于，所述掺合料由93wt％～97wt％矿渣微粉和3wt％～7wt％组分B组成。
4.如权利要求1所述的金刚桩的制备方法，其特征在于，步骤S4中，高压蒸汽养护结束排气降压至0.4～0.6MPa时，采用75～85℃的热水雾化喷淋管桩，喷淋时间为0.3～1小时。
5.如权利要求1所述的金刚桩的制备方法，其特征在于，步骤S4中，高压蒸汽养护的方法为：在温度为170～190℃，压力为0.8～1.2MPa的条件下，保温3～5小时。
6.如权利要求5所述的金刚桩的制备方法，其特征在于，步骤S4中，将管桩放入高压釜内，通入蒸汽，在1.2～1.7小时内升温至170～190℃。
7.如权利要求1所述的金刚桩的制备方法，其特征在于，步骤S4中，降温的方法为：喷淋结束后，将压力降至常压，然后用以14～17℃/小时的降温速度降至室温。
8.如权利要求1所述的金刚桩的制备方法，其特征在于，所述离心成型至少包括以下依次设置的三个阶段：低速离心阶段、中速离心阶段和高速离心阶段；
以φ500的管桩为例：低速离心阶段的转速为70～75转/min，离心时间为2～5min，中速离心阶段的转速为165～175转/min，离心时间为1～2min，所述中高速阶段的转速为280～310转/min，离心时间为1～2min；高速离心阶段的转速为470～490转/min，离心时间为7～10min。
以φ600的管桩为例：低速离心阶段的转速为65～70转/min，离心时间为2～5min，中速离心阶段的转速为145～165转/min，离心时间为1～2min，所述中高速阶段的转速为270～290转/min，离心时间为1～2min；高速离心阶段的转速为450～470转/min，离心时间为7～10min。
9.如权利要求1所述的金刚桩的制备方法，其特征在于，所述骨料包括10wt％～～25wt％第一骨料、25wt％～～40wt％第二骨料和45wt％～～60wt％第三骨料，所述第一骨料的粒径为5～10mm，所述第二骨料的粒径为10～20mm，所述第三骨料的粒径为20～40mm。
10.如权利要求1所述的金刚桩的制备方法，其特征在于，所述混凝土的水胶比0.31～0.32，所述掺合料的比表面积为450～550m2/kg。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110514407.6A CN113334565A (zh) | 2021-05-08 | 2021-05-08 | 一种金刚桩的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110514407.6A CN113334565A (zh) | 2021-05-08 | 2021-05-08 | 一种金刚桩的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113334565A true CN113334565A (zh) | 2021-09-03 |
Family
ID=77470838
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110514407.6A Pending CN113334565A (zh) | 2021-05-08 | 2021-05-08 | 一种金刚桩的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113334565A (zh) |
Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1293290A (en) * | 1963-11-25 | 1972-10-18 | Transp Et De La Valorisation D | Method of producing composite concrete-steel pipes and joints, and pipes and joints obtained by means of said method |
| US5311944A (en) * | 1992-10-22 | 1994-05-17 | Shell Oil Company | Blast furnace slag blend in cement |
| CN1597286A (zh) * | 2004-09-16 | 2005-03-23 | 颜小荣 | 一种离心法蒸汽养护制造预应力高强混凝土空心方桩的方法 |
| CN2717648Y (zh) * | 2003-10-17 | 2005-08-17 | 重庆钢铁(集团)有限责任公司 | 用于砼预制构件养护降温的喷淋设备 |
| CN1954982A (zh) * | 2005-10-28 | 2007-05-02 | 上海中技桩业发展有限公司 | 一种制造预应力高强度桩材的方法 |
| CN101614012A (zh) * | 2009-07-16 | 2009-12-30 | 广东三和管桩有限公司 | 一种免蒸压高性能预应力高强混凝土管桩 |
| CN101992501A (zh) * | 2010-09-30 | 2011-03-30 | 中交第三航务工程局有限公司 | 一种高耐久、低脆性phc管桩的制备方法 |
| US20140054820A1 (en) * | 2011-04-11 | 2014-02-27 | Vijay Investments Pty Ltd. | Method and system for forming a support structure |
| CN103922669A (zh) * | 2014-03-27 | 2014-07-16 | 东南大学 | 制备预应力高强度混凝土管桩的混凝土及管桩的制备方法 |
| CN104018498A (zh) * | 2014-06-12 | 2014-09-03 | 南通中技桩业有限公司 | 一种预应力空心混凝土方桩及其成型方法 |
| CN104416675A (zh) * | 2013-09-02 | 2015-03-18 | 青岛兴河建材有限公司 | 先张法预应力离心混凝土方桩的制作工艺 |
| US20150361633A1 (en) * | 2013-02-07 | 2015-12-17 | Jiangsu Dongpu Pile. Co., Ltd. | Pre-stress corrosion-resistant tubular pile used in special coastal geological conditions and manufacturing method |
| CN111099851A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-05-05 | 金泰成环境资源股份有限公司 | 一种用于phc管桩的免压蒸掺合料及制备phc管桩的方法 |
-
2021
- 2021-05-08 CN CN202110514407.6A patent/CN113334565A/zh active Pending
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1293290A (en) * | 1963-11-25 | 1972-10-18 | Transp Et De La Valorisation D | Method of producing composite concrete-steel pipes and joints, and pipes and joints obtained by means of said method |
| US5311944A (en) * | 1992-10-22 | 1994-05-17 | Shell Oil Company | Blast furnace slag blend in cement |
| CN2717648Y (zh) * | 2003-10-17 | 2005-08-17 | 重庆钢铁(集团)有限责任公司 | 用于砼预制构件养护降温的喷淋设备 |
| CN1597286A (zh) * | 2004-09-16 | 2005-03-23 | 颜小荣 | 一种离心法蒸汽养护制造预应力高强混凝土空心方桩的方法 |
| CN1954982A (zh) * | 2005-10-28 | 2007-05-02 | 上海中技桩业发展有限公司 | 一种制造预应力高强度桩材的方法 |
| CN101614012A (zh) * | 2009-07-16 | 2009-12-30 | 广东三和管桩有限公司 | 一种免蒸压高性能预应力高强混凝土管桩 |
| CN101992501A (zh) * | 2010-09-30 | 2011-03-30 | 中交第三航务工程局有限公司 | 一种高耐久、低脆性phc管桩的制备方法 |
| US20140054820A1 (en) * | 2011-04-11 | 2014-02-27 | Vijay Investments Pty Ltd. | Method and system for forming a support structure |
| US20150361633A1 (en) * | 2013-02-07 | 2015-12-17 | Jiangsu Dongpu Pile. Co., Ltd. | Pre-stress corrosion-resistant tubular pile used in special coastal geological conditions and manufacturing method |
| CN104416675A (zh) * | 2013-09-02 | 2015-03-18 | 青岛兴河建材有限公司 | 先张法预应力离心混凝土方桩的制作工艺 |
| CN103922669A (zh) * | 2014-03-27 | 2014-07-16 | 东南大学 | 制备预应力高强度混凝土管桩的混凝土及管桩的制备方法 |
| CN104018498A (zh) * | 2014-06-12 | 2014-09-03 | 南通中技桩业有限公司 | 一种预应力空心混凝土方桩及其成型方法 |
| CN111099851A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-05-05 | 金泰成环境资源股份有限公司 | 一种用于phc管桩的免压蒸掺合料及制备phc管桩的方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 张兰芳: "《碱激发矿渣水泥和混凝土》", 31 August 2018, 西南交通大学出版社 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN114873979B (zh) | 一种低碳水泥混凝土及其制备方法 | |
| CN113248208A (zh) | 一种免蒸养高强度防腐管桩及其制备方法 | |
| CN115057671B (zh) | 一种轻质高强混凝土及其制备方法 | |
| CN101343151A (zh) | 一种phc管桩水泥及其制造方法 | |
| CN109704660B (zh) | 一种北方地区免蒸压管桩及其制备方法 | |
| CN112624694A (zh) | 一种膨胀抗裂纤维混凝土及其制备方法 | |
| CN112661448B (zh) | 一种自密实顶升混凝土及其应用方法 | |
| CN116354679B (zh) | 一种应变硬化型再生粗骨料混凝土及其制备方法 | |
| CN108640631A (zh) | 一种用等离子改性废旧橡胶粉-碳纤维增强陶粒制备蒸压加气混凝土砌块的方法 | |
| CN109437796A (zh) | 废弃再生微粉混凝土制备及应用 | |
| CN114249572B (zh) | 一种高强度混凝土管桩 | |
| CN113334565A (zh) | 一种金刚桩的制备方法 | |
| CN111620613A (zh) | 一种基于植物基发泡剂的泡沫混凝土的制备方法 | |
| CN108191343B (zh) | 一种预应力管桩混凝土 | |
| CN113831090B (zh) | 一种大流态抗渗抗冲磨水工混凝土及其制备方法 | |
| CN113831086B (zh) | 一种超高韧性混凝土及其制备方法 | |
| CN115304311A (zh) | 一种超高性能混凝土及其制备方法 | |
| CN108947408B (zh) | 输送用混凝土管道及其制备方法 | |
| CN114790101A (zh) | 一种免蒸养无锈蚀轻质超高性能混凝土井盖及其制备方法 | |
| CN114105585A (zh) | 一种高性能混凝土材料及其制备方法 | |
| CN115893915B (zh) | 一种基于剪切稀化效应的自密实混凝土制备工艺及制得的自密实混凝土 | |
| CN117800688B (zh) | 耐高温橡胶混凝土及其制备方法 | |
| CN116514431B (zh) | 一种混凝土用防裂抗渗剂及其制备方法 | |
| CN1312233A (zh) | 一种膨胀混凝土及其低碱高效混凝土膨胀剂 | |
| JP7212834B2 (ja) | セメント含有材料の水和自硬性再生方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210903 |