CN116903329B - 一种高强度抗腐蚀混凝土管桩及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及混凝土管桩技术领域，具体为一种高强度抗腐蚀混凝土管桩及其制备方法。包括以下步骤：步骤1：将石料、砂料、掺合料、减水剂、水泥、环氧树脂组合物、去离子水充分混合，得到混凝土基料；步骤2：将钢筋笼洗净后置于磷酸锌溶液中，浸渍改性，得到预处理钢筋笼；步骤3：将混凝土基料灌入预处理钢筋笼中，合膜、张拉、离心、蒸汽养护，得到混凝土管桩。所述混凝土基料的原料包括以下组分：按重量份数计，100~120份石料、55~60份砂料、20~30份掺合料、4~6份减水剂、35~40份水泥、21~24份环氧树脂组合物、20~25份去离子水。

Description

一种高强度抗腐蚀混凝土管桩及其制备方法
技术领域
本发明涉及混凝土管桩技术领域，具体为一种高强度抗腐蚀混凝土管桩及其制备方法。
背景技术
混凝土管桩是采用先张预应力离心工艺，再经过在10个大气压下蒸汽养护得到的一种空心圆筒型混凝土预制构件；其相较于其他桩基材料，具有更好的抗震性能，被广泛用于高架桥、高铁轨道、港口、码头等基础建设中。
混凝土管桩主要由钢筋基础框架和混凝土组成；其中，混凝土是一种由水泥、砂石、水、添加剂混合形成的脆性材料；现有技术中，大部分专利中，凝胶材料大部分单一水泥，一是在浇筑或硬化过程中，水化反应热累积导致收缩应力大，产生应力开裂，增加内部微裂纹，使得混凝土的密实性低；二是存在钢筋基础框架与混凝土之间界面作用低，胶结力有限；以上两点都不利于获得更高强度和抗渗性、抗腐蚀性的混凝土管桩，降低了其使用寿命和较苛刻的应用场景。
综上所述，解决上述问题，制备一种高强度抗腐蚀混凝土管桩具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高强度抗腐蚀混凝土管桩及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种高强度抗腐蚀混凝土管桩的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将石料、砂料、掺合料、减水剂、水泥、环氧树脂组合物、去离子水充分混合，得到混凝土基料；
步骤2：将钢筋笼洗净后置于磷酸锌溶液中，浸渍改性，得到预处理钢筋笼；
步骤3：将混凝土基料灌入预处理钢筋笼中，合膜、张拉、离心、蒸汽养护，得到混凝土管桩。
较为优化地，所述混凝土基料的原料包括以下组分：按重量份数计，100～120份石料、55～60份砂料、20～30份掺合料、4～6份减水剂、35～40份水泥、21～24份环氧树脂组合物、20～25份去离子水。
其中，所述石料包括质量比为1:(2～4)的10～30mm的石子和5～10mm的石子；
其中，所述砂料包括细度模数为3.2的人工砂和细度模数为2.3的天然砂；
其中，所述掺合料包括质量比为1:(1.5～2):(2～3)的硅灰、粉煤灰、矿粉；
其中，所述减水剂包括萘系减水剂、磺系减水剂、聚羧酸减水剂中一种或多种；
较为优化地，所述水泥包括质量比为1:(0.2～0.3)的硅酸盐水泥和钡水泥。
较为优化地，所述环氧树脂组合物的原料包括以下组分：按重量份数计，8～10份聚氨酯改性环氧树脂、6～8份巯基改性纳米粒子、5～6份固化剂。
较为优化地，所述巯基改性纳米粒子的制备方法为：(1)将硅烷偶联剂KH560、2,4-二巯基-5,6-二氨基嘧啶依次加入甲苯中，升温至65～75℃反应8～10小时，除去甲苯，得到嘧啶基硅烷偶联剂；
(2)将纳米粒子加入至乙醇溶液中，分散均匀，加入嘧啶基硅烷偶联剂，调节pH＝4～4.5，升温至60～70℃搅拌3～4小时，洗涤干燥，得到巯基改性纳米粒子。
较为优化地，所述嘧啶基硅烷偶联剂的原料包括以下组分：按重量份数计，10～12份硅烷偶联剂KH560、6～7份2,4-二巯基-5,6-二氨基嘧啶、100～120份甲苯；
所述巯基改性纳米粒子的原料包括以下组分：按重量份数计，10～12份纳米粒子、2～2.5份嘧啶基硅烷偶联剂、80～100份乙醇溶液。
较为优化地，所述固化剂的制备方法为：将3-羟基苯硫酚加入至反应釜中，升温至60～70℃，加入三亚乙基四胺水溶液，搅拌1.5～2.5小时；加入甲醛水溶液，升温至85～90℃，反应3小时，得到固化剂。
较为优化地，所述固化剂的原料包括以下组分：按重量份数计，12～13份3-羟基苯硫酚、14～15份三亚乙基四胺、3～4份甲醛。
较为优化地，步骤1中，磷酸锌溶液的原料包括以下组分：按重量份数计，12～15份氧化锌、0.4～0.6份硝酸钙、0.4～0.6份硝酸锌、70～80份磷酸、1～2份乙烯基膦酸、2～3份巯基改性纳米粒子、0.1～0.2份光引发剂；
浸渍改性过程为：在温度为70～75℃下浸渍20～30分钟，然后紫外灯下照射浸渍3～5分钟。
较为优化地，一种高强度抗腐蚀混凝土管桩的制备方法制备得到的混凝土管桩。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：方案中，对钢筋笼进行预处理，提高钢筋的抗腐蚀性，促进其与混凝土之间的界面作用；并在混凝土基料中引入环氧树脂组合物，提高与钢筋混凝土的界面作用的同时，增加内部交联网络，缓解内部热应力；以此，协同提高混凝土管桩的强度和抗腐蚀性。
其中，钢筋笼通过在磷酸锌溶液浸渍改性，从而在其表面形成磷酸锌层，利用其作为钢筋和混凝土基料的界面层；其一，形成的磷酸锌层可以有效防止锈晶的生长，具有良好的抗腐蚀性，有效提高海水等含氯物的抗腐蚀性；另一方面由于该界面层的形成，在水泥水化过程中，吸附更多的水，使得在混凝土与钢筋笼的界面水泥水化良好，形成了更致密的界面结构；从而有效提高了钢筋与混凝土的界面作用，增强强度。另一方面，磷酸锌溶液中还引入了巯基改性纳米粒子、利用乙烯基膦酸将其负载在磷酸锌界面中，进一步增强界面作用。
其中，混凝土中引入了环氧树脂组合物，其中包括聚氨酯改性环氧树脂、巯基改性纳米粒子、固化剂，有效产生交联网络，增加混凝土的密实性，从而提高强度和抗腐蚀性。
其一，方案中，使用的聚氨酯改性环氧树脂，其具有柔性的环氧树脂，具有良好的耐冲击性和抗腐蚀性环氧树脂，可以有效提供弹性；其给常见的具有脆性的混凝土中引入了柔性，从而有效缓冲热应力引起的收缩性，从而有效降低混凝土内部的应力裂纹，从而增加强度和耐腐性。
其二，方案中，引入了巯基改性纳米粒子；纳米粒子具有增强作用，但是存在聚集、分散性差的问题；因此方案中，使用嘧啶基硅烷偶联剂对其进行改性，增强分散抑制聚集。嘧啶基硅烷偶联剂是利用环氧基和氨基之间的开环反应，将硅烷偶联剂KH560、2,4-二巯基-5,6-二氨基嘧啶，接枝反应，使得嘧啶基硅烷偶联剂含有嘧啶基、巯基、氨基；提高与混凝土其他物质之间的作用，从而增强分散，促进交联密实。同时，含有的嘧啶基可以通过离子吸附或酸碱中和的方式，提高混凝土的抗腐蚀性。
其三，方案中，利用甲醛激活3-羟基苯硫酚的邻位，促进3-羟基苯硫酚与三亚乙基四胺之间产生曼尼希反应，从而制备得到固化剂。其引入，可以对聚氨酯环氧树脂产生固化交联；另一方面，其酚羟基还能与甲醛缠身缩聚，以此产生酚醛产物，进一步交联混凝土，从而增加混凝土的密实性，抑制开裂，增加强度。
此外，方案中，混凝土使用的两种混合型水泥，包括硅酸盐水泥和钡水泥；养护过程中，硅酸盐水泥中产生硫酸盐物质(如硫铝酸盐)，降低与氯化物结合力，降低抗氯渗性，降低抗腐蚀性；因此方案中引入钡水泥，通过钡离子的释放，促进硫酸盐转化成氯酸盐，从而提高抗氯渗性，提高混凝土管桩的抗腐蚀性。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明所有涉及的原料的购买厂家没有任何特殊的限制示例性地包括：钢筋笼的纵筋为HRB400级钢筋，箍筋HRB400级钢筋；石料为1:3的重晶石(规格为10～30mm)和花岗岩(规格为5～10mm)；砂料为质量比为1:1的人工砂(细度模数为3.2)和天然砂(细度模数为2.3)；掺合料为质量比为1:2:2的硅灰(规格为0.17～0.35μm)、粉煤灰(规格为5～25μm)和矿粉(SP95级)；所述减水剂为聚羧酸减水剂KH-4；所述聚氨酯改性环氧树脂的型号为DER-791；2,4-二巯基-5,6-二氨基嘧啶的CAS号为31295-41-7；乙醇溶液是70％的乙醇水溶液；硅酸盐水泥的货号为SRM46H，由深圳鼎利成生物科技有限公司提供；钡水泥为硫酸钡水泥，密度为4.0kg/m3，由山东耀杨金属材料有限公司提供；下述纳米粒子为纳米二氧化硅型号为ML-SiO2-N20，平均粒径为20nm；以下份数为质量份。
实施例1：一种高强度抗腐蚀混凝土管桩的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：(1)将11.6份硅烷偶联剂KH560、6.5份2,4-二巯基-5,6-二氨基嘧啶依次加入120份甲苯中，升温至70℃反应8小时，减压蒸馏除去甲苯，得到嘧啶基硅烷偶联剂；将10份纳米粒子加入至100份乙醇溶液中，分散均匀，加入2.4份嘧啶基硅烷偶联剂，调节pH＝4.2，升温至65℃搅拌4小时，洗涤干燥，得到巯基改性纳米粒子；
(2)将12.8份3-羟基苯硫酚加入至反应釜中，升温至65℃，加入浓度为29wt％三亚乙基四胺水溶液(14.5份三亚乙基四胺)，搅拌2小时；加入浓度为7wt％的甲醛水溶液(3.5份甲醛)，升温至85℃，反应3小时，得到固化剂；
(3)将10份聚氨酯改性环氧树脂、8份巯基改性纳米粒子、6份固化剂混合均匀，得到环氧树脂组合物；将质量比为1:0.2的硅酸盐水泥和钡水泥混合均匀，得到水泥；
(4)将110份石料、58份砂料、25份掺合料、5份减水剂、38份水泥、24份环氧树脂组合物、20份去离子水充分混合，得到混凝土基料；
步骤2：(1)将12份氧化锌、0.5份硝酸钙、0.5份硝酸锌、80份磷酸、2份乙烯基膦酸、3份巯基改性纳米粒子、0.15份光引发剂1173混合均匀，得到磷酸锌溶液；(2)将钢筋笼洗净后置于磷酸锌溶液中，在温度为70℃下浸渍30分钟，然后5kw的紫外灯下照射浸渍5分钟；
步骤3：将混凝土基料灌入预处理钢筋笼中，合膜、张拉；在50rpm下离心2分钟，在150rpm下离心3分钟，最后在300rpm下离心5分钟；在80℃下保温2小时，在160℃下，蒸汽压力为1.1MPa下蒸汽养护6小时，得到混凝土管桩。
实施例2：一种高强度抗腐蚀混凝土管桩的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：(1)将11.6份硅烷偶联剂KH560、6.5份2,4-二巯基-5,6-二氨基嘧啶依次加入120份甲苯中，升温至70℃反应8小时，减压蒸馏除去甲苯，得到嘧啶基硅烷偶联剂；将10份纳米粒子加入至100份乙醇溶液中，分散均匀，加入2.4份嘧啶基硅烷偶联剂，调节pH＝4.2，升温至65℃搅拌4小时，洗涤干燥，得到巯基改性纳米粒子；
(2)将12.8份3-羟基苯硫酚加入至反应釜中，升温至65℃，加入浓度为29wt％三亚乙基四胺水溶液(14.5份三亚乙基四胺)，搅拌2小时；加入浓度为7wt％的甲醛水溶液(3.5份甲醛)，升温至85℃，反应3小时，得到固化剂；
(3)将8份聚氨酯改性环氧树脂、6份巯基改性纳米粒子、5份固化剂混合均匀，得到环氧树脂组合物；将质量比为1:0.25的硅酸盐水泥和钡水泥混合均匀，得到水泥；
(4)将100份石料、55份砂料、20份掺合料、4份减水剂、35份水泥、21份环氧树脂组合物、20份去离子水充分混合，得到混凝土基料；
步骤2：(1)将12份氧化锌、0.5份硝酸钙、0.5份硝酸锌、80份磷酸、2份乙烯基膦酸、3份巯基改性纳米粒子、0.15份光引发剂1173混合均匀，得到磷酸锌溶液；(2)将钢筋笼洗净后置于磷酸锌溶液中，在温度为70℃下浸渍30分钟，然后5kw的紫外灯下照射浸渍5分钟；
步骤3：将混凝土基料灌入预处理钢筋笼中，合膜、张拉；在50rpm下离心2分钟，在150rpm下离心3分钟，最后在300rpm下离心5分钟；在80℃下保温2小时，在160℃下，蒸汽压力为1.1MPa下蒸汽养护6小时，得到混凝土管桩。
实施例3：一种高强度抗腐蚀混凝土管桩的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：(1)将11.6份硅烷偶联剂KH560、6.5份2,4-二巯基-5,6-二氨基嘧啶依次加入120份甲苯中，升温至70℃反应8小时，减压蒸馏除去甲苯，得到嘧啶基硅烷偶联剂；将10份纳米粒子加入至100份乙醇溶液中，分散均匀，加入2.4份嘧啶基硅烷偶联剂，调节pH＝4.2，升温至65℃搅拌4小时，洗涤干燥，得到巯基改性纳米粒子；
(2)将12.8份3-羟基苯硫酚加入至反应釜中，升温至65℃，加入浓度为29wt％三亚乙基四胺水溶液(14.5份三亚乙基四胺)，搅拌2小时；加入浓度为7wt％的甲醛水溶液(3.5份甲醛)，升温至85℃，反应3小时，得到固化剂；
(3)将10份聚氨酯改性环氧树脂、8份巯基改性纳米粒子、6份固化剂混合均匀，得到环氧树脂组合物；将质量比为1:0.25的硅酸盐水泥和钡水泥混合均匀，得到水泥；
(4)将120份石料、60份砂料、30份掺合料、6份减水剂、40份水泥、24份环氧树脂组合物、25份去离子水充分混合，得到混凝土基料；
步骤2：(1)将12份氧化锌、0.5份硝酸钙、0.5份硝酸锌、80份磷酸、2份乙烯基膦酸、3份巯基改性纳米粒子、0.15份光引发剂1173混合均匀，得到磷酸锌溶液；(2)将钢筋笼洗净后置于磷酸锌溶液中，在温度为70℃下浸渍30分钟，然后5kw的紫外灯下照射浸渍5分钟；
步骤3：将混凝土基料灌入预处理钢筋笼中，合膜、张拉；在50rpm下离心2分钟，在150rpm下离心3分钟，最后在300rpm下离心5分钟；在80℃下保温2小时，在160℃下，蒸汽压力为1.1MPa下蒸汽养护6小时，得到混凝土管桩。
对比例1：以实施例1为基础，钢筋笼不进行预处理；
步骤1：(1)将11.6份硅烷偶联剂KH560、6.5份2,4-二巯基-5,6-二氨基嘧啶依次加入120份甲苯中，升温至70℃反应8小时，减压蒸馏除去甲苯，得到嘧啶基硅烷偶联剂；将10份纳米粒子加入至100份乙醇溶液中，分散均匀，加入2.4份嘧啶基硅烷偶联剂，调节pH＝4.2，升温至65℃搅拌4小时，洗涤干燥，得到巯基改性纳米粒子；
(2)将12.8份3-羟基苯硫酚加入至反应釜中，升温至65℃，加入浓度为29wt％三亚乙基四胺水溶液(14.5份三亚乙基四胺)，搅拌2小时；加入浓度为7wt％的甲醛水溶液(3.5份甲醛)，升温至85℃，反应3小时，得到固化剂；
(3)将10份聚氨酯改性环氧树脂、8份巯基改性纳米粒子、6份固化剂混合均匀，得到环氧树脂组合物；将质量比为1:0.2的硅酸盐水泥和钡水泥混合均匀，得到水泥；
(4)将110份石料、58份砂料、25份掺合料、5份减水剂、38份水泥、24份环氧树脂组合物、20份去离子水充分混合，得到混凝土基料；
步骤2：将混凝土基料灌入钢筋笼中，合膜、张拉；在50rpm下离心2分钟，在150rpm下离心3分钟，最后在300rpm下离心5分钟；在80℃下保温2小时，在160℃下，蒸汽压力为1.1MPa下蒸汽养护6小时，得到混凝土管桩。
对比例2：以实施例1为基础，预处理过程中不引入巯基改性纳米粒子；
步骤1：(1)将11.6份硅烷偶联剂KH560、6.5份2,4-二巯基-5,6-二氨基嘧啶依次加入120份甲苯中，升温至70℃反应8小时，减压蒸馏除去甲苯，得到嘧啶基硅烷偶联剂；将10份纳米粒子加入至100份乙醇溶液中，分散均匀，加入2.4份嘧啶基硅烷偶联剂，调节pH＝4.2，升温至65℃搅拌4小时，洗涤干燥，得到巯基改性纳米粒子；
(2)将12.8份3-羟基苯硫酚加入至反应釜中，升温至65℃，加入浓度为29wt％三亚乙基四胺水溶液(14.5份三亚乙基四胺)，搅拌2小时；加入浓度为7wt％的甲醛水溶液(3.5份甲醛)，升温至85℃，反应3小时，得到固化剂；
(3)将10份聚氨酯改性环氧树脂、8份巯基改性纳米粒子、6份固化剂混合均匀，得到环氧树脂组合物；将质量比为1:0.2的硅酸盐水泥和钡水泥混合均匀，得到水泥；
(4)将110份石料、58份砂料、25份掺合料、5份减水剂、38份水泥、24份环氧树脂组合物、20份去离子水充分混合，得到混凝土基料；
步骤2：(1)将12份氧化锌、0.5份硝酸钙、0.5份硝酸锌、80份磷酸、2份乙烯基膦酸混合均匀，得到磷酸锌溶液；(2)将钢筋笼洗净后置于磷酸锌溶液中，在温度为70℃下浸渍30分钟；
步骤3：将混凝土基料灌入预处理钢筋笼中，合膜、张拉；在50rpm下离心2分钟，在150rpm下离心3分钟，最后在300rpm下离心5分钟；在80℃下保温2小时，在160℃下，蒸汽压力为1.1MPa下蒸汽养护6小时，得到混凝土管桩。
对比例3：以实施例1为基础，不引入树脂组合物；
步骤1：(1)将质量比为1:0.2的硅酸盐水泥和钡水泥混合均匀，得到水泥；(2)将110份石料、58份砂料、25份掺合料、5份减水剂、38份水泥、20份去离子水充分混合，得到混凝土基料；
步骤2：(1)将11.6份硅烷偶联剂KH560、6.5份2,4-二巯基-5,6-二氨基嘧啶依次加入120份甲苯中，升温至70℃反应8小时，减压蒸馏除去甲苯，得到嘧啶基硅烷偶联剂；将10份纳米粒子加入至100份乙醇溶液中，分散均匀，加入2.4份嘧啶基硅烷偶联剂，调节pH＝4.2，升温至65℃搅拌4小时，洗涤干燥，得到巯基改性纳米粒子；
(2)将12份氧化锌、0.5份硝酸钙、0.5份硝酸锌、80份磷酸、2份乙烯基膦酸、3份巯基改性纳米粒子、0.15份光引发剂1173混合均匀，得到磷酸锌溶液；(3)将钢筋笼洗净后置于磷酸锌溶液中，在温度为70℃下浸渍30分钟，然后5kw的紫外灯下照射浸渍5分钟；
步骤3：将混凝土基料灌入预处理钢筋笼中，合膜、张拉；在50rpm下离心2分钟，在150rpm下离心3分钟，最后在300rpm下离心5分钟；在80℃下保温2小时，在160℃下，蒸汽压力为1.1MPa下蒸汽养护6小时，得到混凝土管桩。
对比例4：以实施例1为基础，使用巯基硅烷偶联剂KH580改性纳米粒子
步骤1：(1)将10份纳米粒子加入至100份乙醇溶液中，分散均匀，加入巯基硅烷偶联剂KH580，调节pH＝4.2，升温至65℃搅拌4小时，洗涤干燥，得到改性纳米粒子；
(2)将12.8份3-羟基苯硫酚加入至反应釜中，升温至65℃，加入浓度为29wt％三亚乙基四胺水溶液(14.5份三亚乙基四胺)，搅拌2小时；加入浓度为7wt％的甲醛水溶液(3.5份甲醛)，升温至85℃，反应3小时，得到固化剂；
(3)将10份聚氨酯改性环氧树脂、8份改性纳米粒子、6份固化剂混合均匀，得到环氧树脂组合物；将质量比为1:0.2的硅酸盐水泥和钡水泥混合均匀，得到水泥；
(4)将110份石料、58份砂料、25份掺合料、5份减水剂、38份水泥、24份环氧树脂组合物、20份去离子水充分混合，得到混凝土基料；
步骤2：(1)将12份氧化锌、0.5份硝酸钙、0.5份硝酸锌、80份磷酸、2份乙烯基膦酸、3份巯基改性纳米粒子、0.15份光引发剂1173混合均匀，得到磷酸锌溶液；(2)将钢筋笼洗净后置于磷酸锌溶液中，在温度为70℃下浸渍30分钟，然后5kw的紫外灯下照射浸渍5分钟。
步骤3：将混凝土基料灌入预处理钢筋笼中，合膜、张拉；在50rpm下离心2分钟，在150rpm下离心3分钟，最后在300rpm下离心5分钟；在80℃下保温2小时，在160℃下，蒸汽压力为1.1MPa下蒸汽养护6小时，得到混凝土管桩。
对比例5：以实施例1为基础，树脂组合物中使用三亚乙基四胺作为固化剂；
步骤1：(1)将11.6份硅烷偶联剂KH560、6.5份2,4-二巯基-5,6-二氨基嘧啶依次加入120份甲苯中，升温至70℃反应8小时，减压蒸馏除去甲苯，得到嘧啶基硅烷偶联剂；将10份纳米粒子加入至100份乙醇溶液中，分散均匀，加入2.4份嘧啶基硅烷偶联剂，调节pH＝4.2，升温至65℃搅拌4小时，洗涤干燥，得到巯基改性纳米粒子；
(2)将10份聚氨酯改性环氧树脂、8份巯基改性纳米粒子、6份三亚乙基四胺混合均匀，得到环氧树脂组合物；将质量比为1:0.2的硅酸盐水泥和钡水泥混合均匀，得到水泥；
(3)将110份石料、58份砂料、25份掺合料、5份减水剂、38份水泥、24份环氧树脂组合物、20份去离子水充分混合，得到混凝土基料；
步骤2：(1)将12份氧化锌、0.5份硝酸钙、0.5份硝酸锌、80份磷酸、2份乙烯基膦酸、3份巯基改性纳米粒子、0.15份光引发剂1173混合均匀，得到磷酸锌溶液；(2)将钢筋笼洗净后置于磷酸锌溶液中，在温度为70℃下浸渍30分钟，然后5kw的紫外灯下照射浸渍5分钟；
步骤3：将混凝土基料灌入预处理钢筋笼中，合膜、张拉；在50rpm下离心2分钟，在150rpm下离心3分钟，最后在300rpm下离心5分钟；在80℃下保温2小时，在160℃下，蒸汽压力为1.1MPa下蒸汽养护6小时，得到混凝土管桩。
对比例6：以实施例1为基础，水泥单一使用硅酸盐水泥；具体更改为：将110份石料、58份砂料、25份掺合料、5份减水剂、38份硅酸盐水泥、24份环氧树脂组合物、20份去离子水充分混合，得到混凝土基料。
效果测试：按实施例和对比例的方法，制备得到外径200mm×壁厚40mm×高度为300mm的混凝土管桩，通过四点纯弯试验研究抗弯性能；制件时预留100mm×100mm×100mm的立方试件，参考GB/T 50081-2002的标准，进行抗压强度测试。并通过多功能氯离子测定仪，通过电通量试验，检测得到抗氯离子渗透性，用以评估抗腐蚀性。所得数据如下表所示：
试样 抗弯强度Mpa 抗折强度Mpa 电通量C
实施例1 5.86 68.6 556
实施例2 5.69 66.7 573
实施例3 5.73 67.1 579
对比例1 4.92 / /
对比例2 5.28 / /
对比例3 5.15 57.6 676
对比例4 5.50 61.0 609
对比例5 5.43 62.8 628
对比例6 5.51 64.7 635
实施例1的数据表明：方案中制备得到的混凝土管桩具有优异的强度和抗腐蚀性能；将实施例1的数据与对比例1～6对比，可以发现对比例1～2中，由于未对钢筋笼进行改性，使得导致抗弯强度有不同程度的下降；原因在于：预处理过程可以有效提高与混凝土的界面作用，从而有效增加强度。对比例3～6中，可以发现：对比例3中，未引入环氧树脂组合物，使得性能有大幅度下降；对比例4中，改性纳米粒子使用KH580改性，由于不含有嘧啶基、氨基，使得交联性和抗氯性下降；对比例5中，由于固化剂改变，降低了密实性，使得性能下降；对比例6中，由于未引入钡水泥，使得抗氯性下降。
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 (3)

1.一种高强度抗腐蚀混凝土管桩的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：将石料、砂料、掺合料、减水剂、水泥、环氧树脂组合物、去离子水充分混合，得到混凝土基料；
步骤2：将钢筋笼洗净后置于磷酸锌溶液中，浸渍改性，得到预处理钢筋笼；
步骤3：将混凝土基料灌入预处理钢筋笼中，合膜、张拉、离心、蒸汽养护，得到混凝土管桩；
所述混凝土基料的原料包括以下组分：按重量份数计，100～120份石料、55～60份砂料、20～30份掺合料、4～6份减水剂、35～40份水泥、21～24份环氧树脂组合物、20～25份去离子水；
所述水泥包括质量比为1:(0.2～0.3)的硅酸盐水泥和钡水泥；
所述环氧树脂组合物的原料包括以下组分：按重量份数计，8～10份聚氨酯改性环氧树脂、6～8份巯基改性纳米粒子、5～6份固化剂；
磷酸锌溶液的原料包括以下组分：按重量份数计，12～15份氧化锌、0.4～0.6份硝酸钙、0.4～0.6份硝酸锌、70～80份磷酸、1～2份乙烯基膦酸、2～3份巯基改性纳米粒子、0.1～0.2份光引发剂；
所述固化剂的制备方法为：将3-羟基苯硫酚加入至反应釜中，升温至60～70℃，加入三亚乙基四胺水溶液，搅拌1.5～2.5小时；加入甲醛水溶液，升温至85～90℃，反应3小时，得到固化剂；所述固化剂的原料包括以下组分：按重量份数计，12～13份3-羟基苯硫酚、14～15份三亚乙基四胺、3～4份甲醛；
所述巯基改性纳米粒子的制备方法为：(1)将硅烷偶联剂KH560、2,4-二巯基-5,6-二氨基嘧啶依次加入甲苯中，升温至65～75℃反应8～10小时，除去甲苯，得到嘧啶基硅烷偶联剂；(2)将纳米粒子加入至乙醇溶液中，分散均匀，加入嘧啶基硅烷偶联剂，调节pH＝4～4.5，升温至60～70℃搅拌3～4小时，洗涤干燥，得到巯基改性纳米粒子；
所述巯基改性纳米粒子的原料包括以下组分：按重量份数计，10～12份纳米粒子、2～2.5份嘧啶基硅烷偶联剂、80～100份乙醇溶液；所述嘧啶基硅烷偶联剂的原料包括以下组分：按重量份数计，10～12份硅烷偶联剂KH560、6～7份2,4-二巯基-5,6-二氨基嘧啶、100～120份甲苯。
2.根据权利要求1所述的一种高强度抗腐蚀混凝土管桩的制备方法，其特征在于：步骤1中，浸渍改性过程为：在温度为70～75℃下浸渍20～30分钟，然后紫外灯下照射浸渍3～5分钟。
3.根据权利要求1所述的一种高强度抗腐蚀混凝土管桩的制备方法制备得到的混凝土管桩。
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