CN114575335A - 一种超高性能混凝土光伏管桩 - Google Patents
一种超高性能混凝土光伏管桩 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114575335A CN114575335A CN202210219687.2A CN202210219687A CN114575335A CN 114575335 A CN114575335 A CN 114575335A CN 202210219687 A CN202210219687 A CN 202210219687A CN 114575335 A CN114575335 A CN 114575335A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pile body
- ultra
- performance concrete
- high performance
- pile
- 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
- 239000011374 ultra-high-performance concrete Substances 0.000 title claims abstract description 72
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 20
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 45
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 31
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 25
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 23
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 22
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 21
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims description 19
- 239000011325 microbead Substances 0.000 claims description 19
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 18
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000011863 silicon-based powder Substances 0.000 claims description 15
- 229920005594 polymer fiber Polymers 0.000 claims description 13
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 7
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 claims description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 3
- 230000008961 swelling Effects 0.000 claims 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 20
- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract description 19
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract description 19
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 13
- 239000002689 soil Substances 0.000 abstract description 11
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 abstract description 7
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 27
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 6
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 6
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 5
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 5
- 239000011513 prestressed concrete Substances 0.000 description 5
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 5
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 4
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 1
- 229910001294 Reinforcing steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000007581 slurry coating method Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
- E02D5/22—Piles
- E02D5/24—Prefabricated piles
- E02D5/30—Prefabricated piles made of concrete or reinforced concrete or made of steel and concrete
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/04—Portland cements
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
- E02D5/22—Piles
- E02D5/48—Piles varying in construction along their length, i.e. along the body between head and shoe, e.g. made of different materials along their length
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S20/00—Supporting structures for PV modules
- H02S20/10—Supporting structures directly fixed to the ground
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
- C04B2111/24—Sea water resistance
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/56—Compositions suited for fabrication of pipes, e.g. by centrifugal casting, or for coating concrete pipes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
- C04B2201/50—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D2300/00—Materials
- E02D2300/0004—Synthetics
- E02D2300/0018—Cement used as binder
- E02D2300/002—Concrete
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Paleontology (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Piles And Underground Anchors (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
本发明提供了一种超高性能混凝光伏管桩，包括桩体，所述桩体的材料为超高性能混凝土，所述桩体的外壁上设置有多个凸环，多个所述凸环沿所述桩体的轴向分布。本发明以超高性能混凝土作为光伏管桩主体材料，超高性能混凝土提供了很高的抗压强度和抗拉强度，能够满足光伏管桩起吊、运输和施工的使用要求，桩体内不要设置钢筋笼，节省了原材料使用；桩体沿轴向方向设置有凸环，方便光伏管桩的起吊、运输和施工，凸环结构能够提高桩体的抗压、抗拔和抗水平力，桩体受到竖向力和水平力时，力经凸环分散到桩体，使得桩体的受力更为平均，沿海滩涂土质偏软，凸环还能够减小桩体的沉降和挤土效应。
Description
技术领域
本发明涉及预制桩技术领域，具体而言，涉及一种超高性能混凝土光伏管桩。
背景技术
随着时代的高质量发展，人们对太阳能光伏电站的需求不断增加，“渔光互补”拓展了太阳能光伏发电站的区域，提高了湖泊、海洋场地的产能。在湖泊、海洋等滩涂场地的光伏板、光伏支架下需设有光伏支架基础，预应力混凝土管桩作为最常见的光伏支架基础被广泛应用于太阳能光伏电站中，光伏支架通过焊接或机械连接的方式将光伏板安装在预应力混凝土管桩上。
湖泊、海洋等滩涂场地土质较为松软，承载能力依靠基桩与土体之间的摩擦提供，现有技术中，预应力混凝土管桩表面光滑，整体施工繁琐，滩涂土体与桩体难以紧密贴合，易造成土体剪切破坏。预应力混凝土管桩的桩体抗压承载力也与混凝土强度成比例，混凝土原材料的使用量较大，为了增强管桩的抗压承载力，桩体内部还要设置钢筋笼，原料成本进一步提高。另外管桩上部露于地表以上用于连接的裙板和端板极易被腐蚀，缩短了预应力混凝土管桩的使用寿命。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是如何提高光伏管桩的抗压承载力，节省原材料使用以及延长使用寿命。
本发明提供一种超高性能混凝土光伏管桩，包括桩体，所述桩体的材料为超高性能混凝土，所述桩体的外壁上设置有多个凸环，多个所述凸环沿所述桩体的轴向分布。
进一步地，所述桩体为空心结构，所述桩体的壁厚为20mm-60mm。
进一步地，相邻所述凸环之间的间距为0.5m-3m，所述凸环的凸起高度为20mm-80mm。优选地，桩体的管径D与凸环的凸起高度H之间满足关系0.1≤D/H≤0.5。
本发明以超高性能混凝土作为光伏管桩主体材料，超高性能混凝土提供了很高的抗压强度和抗拉强度，能够满足光伏管桩起吊、运输和施工的使用要求，桩体内不需要设置钢筋笼，节省了原材料使用；桩体沿轴向方向设置有凸环，方便光伏管桩的起吊、运输和施工，凸环结构能够提高桩体的抗压、抗拔和抗水平力，桩体受到竖向力和水平力时，力经凸环分散到桩体，使得桩体的受力更为平均，沿海滩涂土质偏软，凸环还能够减小桩体的沉降和挤土效应。
光伏管桩的起吊、光伏支架支撑、滩涂施工平台可以通过凸环固定，吊点部位设置凸环，平衡整个桩体的弯矩，防止桩体开裂，提高起吊、安装的安全性和快捷性，减少施工难度；凸环使桩体变为多节结构，可以分散弯矩，桩体抗弯性能和抗水平能力提升，且凸环使桩体变为凹凸结构，沉桩后土体与桩体嵌固密实，增加了光伏管桩服役过程中的抗压、抗拔和抗水平力，避免了光伏支架安装、服役过程中发生滑移。
进一步地，所述桩体的材料由以下原料组成：水泥610-1000kg/m3，活性硅粉60-125kg/m3，粉煤灰微珠100-190kg/m3，碎石100-300kg/m3，砂860-1360kg/m3，钢纤维60-80kg/m3，高分子纤维0-5kg/m3，水130-220kg/m3，减水剂15-50kg/m3，膨胀剂0-55kg/m3。
进一步地，所述桩体的材料由以下原料组成：水泥610-650kg/m3，活性硅粉70-80kg/m3，粉煤灰微珠110-120kg/m3，碎石250-260kg/m3，砂1260-1300kg/m3，钢纤维60-70kg/m3，高分子纤维1-3kg/m3，水130-170kg/m3，减水剂20-25kg/m3，膨胀剂10-20kg/m3。
超高性能混凝土具有良好的韧性和抗渗性，且超高性能混凝土良好的扩展度和流动度适合光伏管桩的泵送、布料和离心，提高了生产效率。
进一步地，所述活性硅粉的比表面积大于等于15000m2/kg。活性硅粉能够改善混凝土多方面的性能，如显著改善混凝土粘附性能和凝聚性，大幅度降低回弹量，高比表面积的活性硅粉活性更强，性能提升效果显著。
进一步地，所述粉煤灰微珠的粒径大于等于200目。粉煤灰微珠能增加混凝土体系的流动性，高目数的粉煤灰微珠活性更强。
进一步地，所述碎石的粒径小于等于10mm；所述砂为石英砂，细度模数2.1-2.9。碎石加入使混凝土体系的骨料结构更为合理，实现最密堆积；石英砂自身性能优异，作为细骨料制备的超高性能混凝土性能更为优异，强度更高。
进一步地，所述高分子纤维选自聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维、聚乙烯塑钢纤维中的一种或多种。高分子纤维加入可以增加超高性能混凝土的轴心抗拉能力。
进一步地，所述减水剂为聚羧酸减水剂，减水率大于等于35％。减水剂能减少混凝土体系的水灰比，增加强度。
进一步地，所述膨胀剂为MgO膨胀剂，活性指数小于等于120s。超高性能混凝土易收缩，MgO膨胀剂能够抑制混凝土的收缩，避免开裂，且膨胀剂活性高，早期抑制开裂效果更好。
本发明桩体材料的原料由胶凝材料、碎石、砂、水、纤维和外加剂组成，胶凝材料由硅酸盐水泥、活性硅粉和粉煤灰微珠组成，粉煤灰微珠和活性硅粉显著降低水泥的用量，增强混凝土体系的微集料效应；纤维材料由钢纤维和高分子纤维组成，纤维的掺入提升了超高性能混凝土的抗拉性能；外加剂由减水剂和膨胀剂组成，减水剂降低了混凝土体系的水灰比，提高超高性能混凝土的抗压强度，膨胀剂的掺入改善了超高性能混凝土易收缩的特点；砂与碎石作为混凝土结构的骨架，优化了混凝土结构的密实度、提高了混凝土抗渗性和布料能力。当混凝土抗拉强度提升后，其相应的开裂弯矩随之提升，可以降低桩体的壁厚，减少混凝土材料的使用，节约资源。
本发明超高性能混凝土光伏管桩的桩体内部不设钢筋笼，通过膨胀剂的膨胀应力来代替钢筋的预应力；另外桩体两端也不设置端板和裙板，光伏支架可通过机械连接方式与光伏管桩相连，减少原材料使用的同时，杜绝了金属件被锈蚀的风险，延长了光伏管桩的使用寿命。
附图说明
图1是实施例中超高性能混凝土光伏管桩的剖视图；
图2是实施例中超高性能混凝土光伏管桩的使用状态示意图。
附图标记说明：
1-桩体，2-凸环，3-光伏支架，4-光伏板。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
应注意到：相似的标记和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特点的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其它实施方式对技术人员而言是显而易见的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。
结合图1和图2所示，本发明的实施例提供一种超高性能混凝土光伏管桩，用于支撑光伏支架3与光伏板4。该超高性能混凝土光伏管桩包括桩体1，桩体1的材料为超高性能混凝土，超高性能混凝土提供了很高的抗压强度和抗拉强度，能够满足光伏管桩起吊、运输和施工的使用要求，桩体1内不要设置钢筋笼，节省了原材料使用。
桩体1为空心结构，桩体1横截面为圆形或其他常规形状，可根据不同的使用环境生产不同桩体1横截面的超高性能混凝土光伏管桩。本发明的具体实施方式中，桩体1的壁厚为20mm-60mm，超高性能混凝土具有超高的抗压强度、轴心抗拉强度，超高抗压强度是所有力学性能的基础，超高的轴心抗拉强度增加了光伏管桩的抗弯能力，因此可以减少桩体1的壁厚，满足光伏管桩施工要求的同时减少的混凝土原材料的使用。
结合图1所示，桩体1的外壁上设置有多个凸环2，多个凸环2沿桩体1的轴向分布。本实施例的光伏管桩的起吊、光伏支架支撑、滩涂施工平台可以通过凸环2固定，具体实施方式中，凸环2可以采用等间距设置或不等间距设置，控制相邻凸环2之间的间距为0.5m-3m。吊点部位设置凸环2，平衡整个桩体1的弯矩，防止桩体1开裂，增加起吊、安装的安全性和快捷性，减少施工难度。另外凸环2使桩体1变为多节结构，可以分散弯矩，桩体1抗弯性能和抗水平能力提升，且凸环2使桩体1变为凹凸结构，沉桩后土体与桩体1嵌固密实，增加了光伏管桩服役过程中的抗压、抗拔和抗水平力，避免了光伏支架3安装、服役过程中发生滑移。
凸环2结构方便了光伏管桩的起吊、运输和施工，还能够提高桩体1的抗压、抗拔和抗水平力，桩体1受到竖向力和水平力时，力经凸环2分散到桩体1，使得桩体1的受力更为平均，沿海滩涂土质偏软，凸环2还能够减小桩体1的沉降和挤土效应。该超高性能光伏管桩特别适用于沿海软弱地基、高盐碱环境、光伏电站服役周期长的滩涂地区。
在本发明的具体实施方式中，凸环2的凸起高度为20mm-80mm，且桩体1的管径D与凸环2的凸起高度H之间满足关系0.1≤D/H≤0.5，由此既能使凸环2起到嵌固的效果，又便于起吊安装，降低施工难度。
本发明实施例超高性能混凝土光伏管桩的使用方式如图2所示，光伏支架3的上下两端与光伏管桩的桩体1通过机械连接件连接，光伏板4安装在光伏支架3上。光伏管桩与光伏支架3通过机械连接的方式连接，现场施工方便，质量可控，耐久性良好。
超高性能混凝土光伏管桩采用上述结构后，在起吊、运输和施工的过程中，超高性能混凝土提供的抗压强度和抗拉强度可以满足使用条件，光伏管桩去除了钢筋笼、端板和裙板，降低了桩体1的壁厚，既节省了原材料，又杜绝了金属件被锈蚀的风险；此外桩体1的凸环2结构与土体嵌固密实，增加了光伏管桩服役过程中的抗压、抗拔和抗水平力，避免了光伏支架3安装、服役过程中的滑移，优雅美观，景观效应良好。
上述实施例中桩体1的材料为由以下原料组成：水泥610-1000kg/m3，活性硅粉60-125kg/m3，粉煤灰微珠100-190kg/m3，碎石100-300kg/m3，砂860-1360kg/m3，钢纤维60-80kg/m3，高分子纤维0-5kg/m3，水130-220kg/m3，减水剂15-50kg/m3，膨胀剂0-55kg/m3。
在优选的实施方式中，桩体1的材料由以下原料组成：水泥610-650kg/m3，活性硅粉70-80kg/m3，粉煤灰微珠110-120kg/m3，碎石250-260kg/m3，砂1260-1300kg/m3，钢纤维60-70kg/m3，高分子纤维1-3kg/m3，水130-170kg/m3，减水剂20-25kg/m3，膨胀剂10-20kg/m3。
超高性能混凝土具有超高的抗压强度、轴心抗拉强度，超高抗压强度是所有光伏管桩力学性能的基础，超高的轴心抗拉强度增加了桩体1的抗弯能力，因此可以减少桩体1的壁厚，满足光伏管桩施工要求的同时减少的混凝土原材料的使用。超高性能混凝土具有还良好的扩展度和流动度，适合光伏管桩的泵送、布料和离心，提高了生产效率。
本发明的具体实施方式中，活性硅粉的比表面积大于等于15000m2/kg，粉煤灰微珠的粒径大于等于200目，粉煤灰微珠与活性硅粉的微集料效应使得超高性能混凝土结构更为合理。纤维材料由钢纤维和高分子纤维复配而成，纤维的掺入提升了超高性能混凝土的抗拉性能，高分子纤维选自聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维、聚乙烯塑钢纤维中的一种或多种。减水剂为聚羧酸减水剂，减水率大于等于35％，减水剂极大减少的混凝土体系的水灰比，提高超高性能混凝土的抗压强度。膨胀剂为MgO膨胀剂，活性指数小于等于120s，膨胀剂的掺入改善了超高性能混凝土易收缩的特点，通过膨胀剂的膨胀应力来代替钢筋的预应力。碎石的粒径小于等于10mm，砂为石英砂，细度模数2.1-2.9，砂与碎石作为混凝土结构的骨架，优化了混凝土结构的密实度、提高了混凝土抗渗性和布料力。
下面结合具体实施例对本发明提供的桩体1材料进行详细的说明。
实施例1
桩体的材料由以下原料组成：水泥997.6kg/m3，活性硅粉124.7kg/m3，粉煤灰微珠187.1kg/m3，碎石157.8kg/m3，砂890.7kg/m3，钢纤维76.3kg/m3，水211.2kg/m3，减水剂49.9kg/m3。
本实施例中每方超高性能混凝土体系中的胶材量为1247.1kg/m3，每方超高性能混凝土中加入了157.8kg的碎石，碎石的粒径为5-10mm，水灰比为0.17，钢纤维的体积掺量为1％。超高性能混凝土完全塌落，拓展度为617mm，流动度良好，可以泵送。成型后放入温度85℃、湿度98％的蒸养池中养护6h，试件的脱模抗压为137MPa，轴心抗拉强度为5.0MPa，28d后的抗压为150MPa，轴心抗拉强度为5.2MPa。
本实施例的超高性能混凝土性能较好，离心效果较好，有挂浆和内壁坍塌的现象，离心后的桩体放置于温度85℃、湿度98％的蒸养池中养护6h后取出，桩体内壁有多道明显裂缝。
实施例2
桩体的材料由以下原料组成：水泥997.6kg/m3，活性硅粉124.7kg/m3，粉煤灰微珠187.1kg/m3，碎石157.8kg/m3，砂890.7kg/m3，钢纤维76.3kg/m3，水211.2kg/m3，减水剂49.9kg/m3，膨胀剂49.9kg/m3。
本实施例中每方超高性能混凝土体系中的胶材量为1247.1kg/m3，每方超高性能混凝土中加入了157.8kg的碎石，超高性能混凝土体系中加入了49.9kg的MgO膨胀剂，水灰比为0.17，钢纤维的体积掺量为1％。超高性能混凝土完全塌落，拓展度为602mm，流动度良好，可以泵送。成型后放入温度85℃、湿度98％的蒸养池中养护6h，试件的脱模抗压为144MPa，轴心抗拉强度为5.1MPa，28d后的抗压为151MPa，轴心抗拉强度为5.3MPa。
本实施例的超高性能混凝土性能较好，有挂浆和内壁坍塌的现象，离心后的桩体放置于温度85℃、湿度98％的蒸养池中养护6h后取出，桩体内壁的裂缝相较于实施例1有所减少，但仍有数道明显裂缝。
实施例3
桩体的材料由以下原料组成：水泥610.8kg/m3，活性硅粉76.3kg/m3，粉煤灰微珠114.5kg/m3，碎石254.5kg/m3，砂1280.1kg/m3，钢纤维63.6kg/m3，高分子纤维1.3kg/m3，水160.3kg/m3，减水剂20.4kg/m3，膨胀剂15.3kg/m3。
本实施例中每方超高性能混凝土体系中的胶材量为801.6kg/m3，水灰比为0.20，钢纤维的体积掺量为0.83％，另外每方混凝土中还掺入了1.3kg的聚丙烯纤维和15.3kg的MgO膨胀剂。超高性能混凝土完全塌落，拓展度为671mm，流动度优异，适合泵送。成型后放入温度85℃、湿度98％的蒸养池中养护6h，试件的脱模抗压为137MPa，轴心抗拉强度为6.7MPa，28d后的抗压为145MPa，轴心抗拉强度为6.9MPa，相较于实施例1、2，超高性能混凝土的轴心抗拉强度有明显提升。
本实施例的超高性能混凝土性能优异，离心后的混凝土管桩无明显挂浆和内壁塌落，离心后的桩体放置于温度85℃、湿度98％的蒸养池中养护6h后取出，管桩内壁无明显裂痕。
实施例4
桩体的材料由以下原料组成：水泥610.8kg/m3，活性硅粉76.3kg/m3，粉煤灰微珠114.5kg/m3，碎石254.5kg/m3，砂1280.1kg/m3，钢纤维63.6kg/m3，高分子纤维1.3kg/m3，水136.2kg/m3，减水剂24.8kg/m3，膨胀剂15.3kg/m3。
本实施例中每方超高性能混凝土体系中的胶材量为801.6kg/m3，水灰比为0.17，钢纤维的体积掺量为0.83％，另外每方混凝土中还掺入了1.3kg的聚丙烯纤维和15.3kg的MgO膨胀剂。超高性能混凝土不能完全塌落，拓展度为451mm，流动度较差，不适合泵送。成型后放入温度85℃、湿度98％的蒸养池中养护6h，试件的脱模抗压为157MPa，轴心抗拉强度为6.9MPa，28d后的抗压为166MPa，轴心抗拉强度为7.4MPa。
本实施例的超高性能混凝土性能优异，离心后的混凝土管桩无明显挂浆和内壁塌落，离心后的桩体放置于温度85℃、湿度98％的蒸养池中养护6h后取出，管桩内壁无明显裂痕。
对比例1
桩体的材料由以下原料组成：水泥997.6kg/m3，活性硅粉187.1kg/m3，粉煤灰微珠62.4kg/m3，砂1048.5kg/m3，钢纤维76.3kg/m3，水211.2kg/m3，减水剂49.9kg/m3。
该对比例中每方超高性能混凝土体系中的胶材量为1247.1kg/m3，水灰比为0.17，钢纤维的体积掺量为1％。超高性能混凝土完全塌落，拓展度为655mm，流动度优异，适合泵送。成型后放入温度85℃、湿度98％的蒸养池中养护6h，试件的脱模抗压为167MPa，轴心抗拉强度为5.4MPa，28d后的抗压为179MPa，轴心抗拉强度为5.7MPa。
该对比例的超高性能混凝土性能优异，但管桩离心实验时，离心效果差，离心后内壁易挂浆和塌落，不适合离心混凝土制品。
对比例2
桩体的材料由以下原料组成：水泥997.6kg/m3，活性硅粉124.7kg/m3，粉煤灰微珠187.1kg/m3，砂1048.5kg/m3，钢纤维76.3kg/m3，水211.2kg/m3，减水剂49.9kg/m3。
该对比例中每方超高性能混凝土体系中的胶材量为1247.1kg/m3，水灰比为0.17，钢纤维的体积掺量为1％。超高性能混凝土完全塌落，拓展度为762mm，流动度优异，适合泵送。成型后放入温度85℃、湿度98％的蒸养池中养护6h，试件的脱模抗压为164MPa，轴心抗拉强度为6.1MPa，28d后的抗压为171MPa，轴心抗拉强度为6.5MPa。
该对比例的超高性能混凝土性能优异，但管桩离心实验时，离心效果差，离心后内壁易挂浆和塌落，不适合离心混凝土制品。
虽然本发明的公开披露如上，但本发明公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员应该知道，在不脱离本发明公开范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种超高性能混凝土光伏管桩，其特征在于，包括桩体(1)，所述桩体(1)的材料为超高性能混凝土，所述桩体(1)的外壁上设置有多个凸环(2)，多个所述凸环(2)沿所述桩体(1)的轴向分布。
2.根据权利要求1所述的超高性能混凝土光伏管桩，其特征在于，所述桩体(1)为空心结构，所述桩体(1)的壁厚为20mm-60mm。
3.根据权利要求1所述的超高性能混凝土光伏管桩，其特征在于，相邻所述凸环(2)之间的间距为0.5m-3m，所述凸环(2)的凸起高度为20mm-80mm。
4.根据权利要求1-3任一所述的超高性能混凝土光伏管桩，其特征在于，所述桩体(1)的材料由以下原料组成：水泥610-1000kg/m3，活性硅粉60-125kg/m3，粉煤灰微珠100-190kg/m3，碎石100-300kg/m3，砂860-1360kg/m3，钢纤维60-80kg/m3，高分子纤维0-5kg/m3，水130-220kg/m3，减水剂15-50kg/m3，膨胀剂0-55kg/m3。
5.根据权利要求4所述的超高性能混凝土光伏管桩，其特征在于，所述桩体(1)的材料由以下原料组成：水泥610-650kg/m3，活性硅粉70-80kg/m3，粉煤灰微珠110-120kg/m3，碎石250-260kg/m3，砂1260-1300kg/m3，钢纤维60-70kg/m3，高分子纤维1-3kg/m3，水130-170kg/m3，减水剂20-25kg/m3，膨胀剂10-20kg/m3。
6.根据权利要求4所述的超高性能混凝土光伏管桩，其特征在于，所述活性硅粉的比表面积大于等于15000m2/kg。
7.根据权利要求4所述的超高性能混凝土光伏管桩，其特征在于，所述粉煤灰微珠的粒径大于等于200目。
8.根据权利要求4所述的超高性能混凝土光伏管桩，其特征在于，所述碎石的粒径小于等于10mm；所述砂为石英砂，细度模数2.1-2.9。
9.根据权利要求4所述的超高性能混凝土光伏管桩，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸减水剂，减水率大于等于35％。
10.根据权利要求4所述的超高性能混凝土光伏管桩，其特征在于，所述膨胀剂为MgO膨胀剂，活性指数小于等于120s。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210219687.2A CN114575335A (zh) | 2022-03-08 | 2022-03-08 | 一种超高性能混凝土光伏管桩 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210219687.2A CN114575335A (zh) | 2022-03-08 | 2022-03-08 | 一种超高性能混凝土光伏管桩 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114575335A true CN114575335A (zh) | 2022-06-03 |
Family
ID=81778060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210219687.2A Pending CN114575335A (zh) | 2022-03-08 | 2022-03-08 | 一种超高性能混凝土光伏管桩 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114575335A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115522536A (zh) * | 2022-08-23 | 2022-12-27 | 广西大学 | 一种自增强摩阻力植入桩的制备方法及其制作的植入桩 |
| CN116217149A (zh) * | 2023-03-27 | 2023-06-06 | 江西龙正科技发展有限公司 | 一种uhpc超强度光伏管桩材料制备方法及应用 |
-
2022
- 2022-03-08 CN CN202210219687.2A patent/CN114575335A/zh active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115522536A (zh) * | 2022-08-23 | 2022-12-27 | 广西大学 | 一种自增强摩阻力植入桩的制备方法及其制作的植入桩 |
| CN115522536B (zh) * | 2022-08-23 | 2023-09-01 | 广西大学 | 一种自增强摩阻力植入桩的制备方法及其制作的植入桩 |
| CN116217149A (zh) * | 2023-03-27 | 2023-06-06 | 江西龙正科技发展有限公司 | 一种uhpc超强度光伏管桩材料制备方法及应用 |
| CN116217149B (zh) * | 2023-03-27 | 2024-01-16 | 江西龙正科技发展有限公司 | 一种uhpc超强度光伏管桩材料制备方法及应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111072348B (zh) | 含粗骨料的超高性能混凝土材料及其制备方法 | |
| CN114575335A (zh) | 一种超高性能混凝土光伏管桩 | |
| CN110922118A (zh) | 一种装配式构件用全轻高强混凝土及其制备方法 | |
| CN113773018A (zh) | 一种低收缩高抗裂超高性能混凝土及其制备方法 | |
| CN112047699A (zh) | 一种大坍落度的超高强高性能混凝土及其制备方法 | |
| CN108894432B (zh) | 一种超高性能钢纤维混凝土管约束再生块体混凝土柱 | |
| CN102633472A (zh) | 高强度高耐久性预应力混凝土桩及其生产方法 | |
| CN107200524B (zh) | 一种超高强度和高黏结性能纤维增强混凝土及其制备方法 | |
| CN102503317B (zh) | 一种高掺钢纤维顶升灌注超长钢管拱高强混凝土及其制备方法 | |
| CN107311559A (zh) | 废弃陶瓷细骨料混凝土及其制备方法 | |
| CN111517714A (zh) | 一种易于泵送的含粗骨料超高性能混凝土及其制备方法 | |
| CN107759170A (zh) | 一种轻质陶粒混凝土装配式预制空心楼梯及制备方法 | |
| CN110818351A (zh) | 一种用于流道垫层的塑性混凝土及其制备方法 | |
| CN112456868B (zh) | 织物增强型水泥复合物和其制造方法 | |
| CN111533513A (zh) | 超高性能混凝土、电杆及其制备方法 | |
| CN108249854B (zh) | 一种海水搅拌的纤维增强水泥基超高延性混凝土及其制备 | |
| CN110590274A (zh) | 一种使用钙质砂制作混凝土的方法 | |
| CN112521082A (zh) | 一种采用再生玻璃作为辅助胶凝材料制备ecc的方法 | |
| CN105347745A (zh) | 一种新型高强度自密实混凝土 | |
| CN215253965U (zh) | 钢管混凝土组合柱 | |
| CN110820961B (zh) | 基于纤维混凝土的分层防水层及其制备方法 | |
| CN114249570A (zh) | 一种NiTi合金纤维混凝土及其制备方法 | |
| CN107352893A (zh) | 一种pva‑ecc单层衬砌 | |
| CN113233834A (zh) | 高强度管桩用混凝土配方及其拌合与养护工艺 | |
| CN112227603A (zh) | 新型填充钢渣废玻璃混凝土的钢管混凝土组合柱及其制备方法 |
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 |