CN1443633A - 复合硅砂硅酸盐水泥及其在管桩生产中的使用技术方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种复合硅砂硅酸盐水泥及其在管桩生产中的使用技术方法。将硅酸盐水泥熟料、高硅砂、矿渣(或钢渣)、石膏等按一定比例掺加后粉磨细即为复合硅砂硅酸盐水泥。然后将此水泥替代高标号的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，并采用压蒸工艺法生产管桩。复合硅砂硅酸盐水泥具有较好的早强性能，又使管桩在压蒸养护条件下混凝土的强度得到很大的提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种混凝土管桩的生产技术方法。
背景技术
现有技术中，先张法预应力混凝土管桩(简称“管桩”)包含：预应力混凝土管桩(即PC桩，混凝土设计强度为C60等级)、预应力高强混凝土管桩(即PHC桩，混凝土设计强度为C80等级)、预应力混凝土薄壁管桩(即PTC桩，混凝土设计强度为C60等级)。管桩生产所用的胶凝材料为42.5级以上的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。发明专利ZL93101616.9“铁铝酸盐水泥高强耐蚀预应力混凝土管桩及其制作技术”中提出了用铁铝酸盐水泥生产预应力混凝土管桩，由于该项技术不成熟，因此这项专利技术没有得到实际应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复合硅砂硅酸盐水泥及其在管桩生产中的使用技术方法。复合硅砂硅酸盐水泥即将硅酸盐水泥熟料(其中C3A含量小于10％)、高硅砂(其中SiO2含量大于80％)、矿渣(或钢渣)、石膏等按一定比例掺加后粉磨至比表面积350m2/kg～480m2/kg即可。水泥中硅酸盐水泥熟料的掺加量按质量百分比计为40％～60％、水泥中高硅砂的掺加量按质量百分比计为25％～35％、水泥中矿渣(或钢渣)的掺加量按质量百分比计为15％～25％，水泥中石膏的掺加量按质量百分比计为上述三种成分总量的2％～5％，使水泥中的SO3为0.8～2.8％。由于高硅砂的价格很低，矿渣(或钢渣)的价格也不高，复合硅砂硅酸盐水泥的生产成本也较低。用本方法生产管桩时可以用生产成本较低的复合硅砂硅酸盐水泥替代高标号的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。
本发明的技术方案是：一种复合硅砂硅酸盐水泥及其在管桩生产中的使用技术方法，将硅酸盐水泥熟料(其中C3A含量小于10％)、高硅砂(其中SiO2含量大于80％)、矿渣(或钢渣)、石膏等按一定比例掺加后粉磨至比表面积350m2/kg～480m2/kg即表示复合硅砂硅酸盐水泥已合成。将复合硅砂硅酸盐水泥与砂、碎石、混凝土高效减水剂、水等一起在强制式混凝土搅拌机中搅拌，然后将混合料喂入清理干净且已放置预应力钢筋的管桩钢模的下半模中；合上管桩钢模的上半模后张拉预应力钢筋，将此钢模放置在离心机上进行离心作业；离心作业后进行常压蒸汽养护；常压蒸汽养护后进行预应力放张和管桩脱模作业；将使用过的钢模进行清理，同时将经过常压蒸汽养护后的管桩送入蒸压釜中进行高压蒸汽养护；高压蒸汽养护后管桩的混凝土强度达到规定等级时产品可以出厂。所述的特征是：用生产成本较低的复合硅砂硅酸盐水泥替代高标号的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，并采用压蒸工艺法生产管桩。
本发明与现有技术相比具有以下优点：一种复合硅砂硅酸盐水泥及其在管桩生产中的使用技术方法，用该方法不仅可以用生产成本较低的复合硅砂硅酸盐水泥替代高标号的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，在复合硅砂硅酸盐水泥中掺加了矿渣(或钢渣)，矿渣(或钢渣)在磨细至350m2/kg～480m2/kg时具有较好的早强性能，特别是在70～95℃的常压蒸汽养护下具有很好的胶凝性能；而且在复合硅砂硅酸盐水泥中掺加了高硅砂，使水泥中的钙和硅的比值C/S接近1，可满足最佳的水热合成条件，管桩在高温高压蒸汽养护条件下所形成的托贝莫来石的含量就高，混凝土的强度得到很大的提高，具有很好的经济效益和社会效益。
具体实施方式
一种复合硅砂硅酸盐水泥及其在管桩生产中的使用技术方法，将硅酸盐水泥熟料(其中C3A含量小于10％)、高硅砂(其中SiO2含量大于80％)、矿渣(或钢渣)、石膏等按一定比例掺加后粉磨至比表面积350m2/kg～480m2/kg即表示复合硅砂硅酸盐水泥已合成。水泥中硅酸盐水泥熟料的掺加量按质量百分比计为40％～60％、水泥中高硅砂的掺加量按质量百分比计为25％～35％、水泥中矿渣(或钢渣)的掺加量按质量百分比计为15％～25％，水泥中石膏的掺加量按质量百分比计为上述三种成分总量的2％～5％，使水泥中的SO3为0.8～2.8％。用复合硅砂硅酸盐水泥替代高标号的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，将硅砂硅酸盐水泥与砂、碎石、混凝土高效减水剂一起在强制式混凝土搅拌机中搅拌60秒～180秒，然后将混合料喂入已清理干净且已放置预应力钢筋的管桩钢模的下半模中，合上管桩钢模的上半模后张拉预应力钢筋，将此钢模放置在离心机上进行离心作业，离心工艺控制要求：初速2～5倍的重力加速度，时间1～4分钟；低速10～15倍的重力加速度，时间2～6分钟；中速20～30倍的重力加速度，时间2～8分钟；高速35～50倍的重力加速度，时间5～12分钟。离心作业后进行70℃～95℃、4小时～8小时的常压蒸汽养护；常压蒸汽养护后进行预应力放张和管桩脱模作业，将使用过的钢模进行清理，同时将常压蒸汽养护后的管桩送入蒸压釜中进行160℃～200℃、4小时～12小时的高压蒸汽养护；高压蒸汽养护后管桩的混凝土强度达到设计等级时产品可以出厂。
实施例1.生产外径400mm壁厚90mm的AB型预应力高强混凝土管桩(即PHC桩，混凝土设计强度为C80等级)。将硅酸盐水泥熟料(其中C3A含量6.5％)、高硅砂(其中SiO2含量91.3％)、矿渣、石膏等按一定比例掺加后粉磨至比表面积410m2/kg即表示复合硅砂硅酸盐水泥已合成。水泥中硅酸盐水泥熟料的掺加量按质量百分比计为50％、水泥中高硅砂的掺加量按质量百分比计为30％、水泥中矿渣的掺加量按质量百分比计为20％，水泥中石膏的掺加量按质量百分比计为上述三种成分总量的4％，使水泥中的SO3为1.6％。将硅砂硅酸盐水泥与砂、碎石、混凝土高效减水剂一起在强制式混凝土搅拌机中搅拌120秒，然后将混合料喂入已清理干净且已放置预应力钢筋的管桩钢模的下半模中，合上管桩钢模的上半模后张拉预应力钢筋，将此钢模放置在离心机上进行离心作业，离心工艺控制要求：初速2倍的重力加速度，时间2分钟；低速10倍的重力加速度，时间3分钟；中速25倍的重力加速度，时间4分钟；高速38倍的重力加速度，时间8分钟。离心作业后进行85℃、6小时的常压蒸汽养护；常压蒸汽养护后混凝土的脱模强度为48MPa；然后进行预应力放张和管桩脱模作业，将使用过的钢模进行清理，同时将常压蒸汽养护后的管桩送入蒸压釜中进行180℃、9小时的高压蒸汽养护；高压蒸汽养护后管桩的混凝土强度达到96MPa。管桩的力学性能检测结果见表1所示。
表1 PHC管桩的力学性能检测结果
| 检测开裂弯距kN·m | 检测极限弯距kN·m | 标准开裂弯距kN·m | 标准极限弯距kN·m |
| 74 | 128 | 63 | 104 |
实施例2.生产外径600mm壁厚80mm的预应力混凝土薄壁管桩(即PTC桩，混凝土设计强度为C60等级)。将硅酸盐水泥熟料(其中C3A含量7.5％)、高硅砂(其中SiO2含量89.8％)、矿渣、石膏等按一定比例掺加后粉磨至比表面积405m2/kg即表示复合硅砂硅酸盐水泥已合成。水泥中硅酸盐水泥熟料的掺加量按质量百分比计为45％、水泥中高硅砂的掺加量按质量百分比计为30％、水泥中矿渣的掺加量按质量百分比计为25％，水泥中石膏的掺加量按质量百分比计为上述三种成分总量的4％，使水泥中的SO3为1.5％。将硅砂硅酸盐水泥与砂、碎石、混凝土高效减水剂一起在强制式混凝土搅拌机中搅拌120秒，然后将混合料喂入已清理干净且已放置预应力钢筋的管桩钢模的下半模中，合上管桩钢模的上半模后张拉预应力钢筋，将此钢模放置在离心机上进行离心作业，离心工艺控制要求：初速2倍的重力加速度，时间3分钟；低速10倍的重力加速度，时间3分钟；中速20倍的重力加速度，时间4分钟；高速42倍的重力加速度，时间7分钟。离心作业后进行90℃、4小时的常压蒸汽养护；常压蒸汽养护后混凝土的脱模强度为40MPa；然后进行预应力放张和管桩脱模作业，将使用过的钢模进行清理，同时将常压蒸汽养护后的管桩送入蒸压釜中进行185℃、5小时的高压蒸汽养护；高压蒸汽养护后管桩的混凝土强度达到69MPa。管桩的力学性能检测结果见表2所示。
表2 PTC管桩的力学性能检测结果
| 检测开裂弯距kN·m | 检测极限弯距kN·m | 标准开裂弯距kN·m | 标准极限弯距kN·m |
| 135 | 202 | 119 | 167 |
实施例3.生产外径500mm壁厚100mm的A型预应力混凝土管桩(即PC桩，混凝土设计强度为C60等级)。将硅酸盐水泥熟料(其中C3A含量7.8％)、高硅砂(其中SiO2含量88.9％)、钢渣、石膏等按一定比例掺加后粉磨至比表面积415m2/kg即表示复合硅砂硅酸盐水泥已合成。水泥中硅酸盐水泥熟料的掺加量按质量百分比计为55％、水泥中高硅砂的掺加量按质量百分比计为30％、水泥中矿渣的掺加量按质量百分比计为15％，水泥中石膏的掺加量按质量百分比计为上述三种成分总量的4％，使水泥中的SO3为1.6％。将硅砂硅酸盐水泥与砂、碎石、混凝土高效减水剂一起在强制式混凝土搅拌机中搅拌100秒，然后将混合料喂入已清理干净且已放置预应力钢筋的管桩钢模的下半模中，合上管桩钢模的上半模后张拉预应力钢筋，将此钢模放置在离心机上进行离心作业，离心工艺控制要求：初速2倍的重力加速度，时间3分钟；低速12倍的重力加速度，时间2.5分钟；中速30倍的重力加速度，时间5分钟；高速45倍的重力加速度，时间6分钟。离心作业后进行92℃、5小时的常压蒸汽养护；常压蒸汽养护后混凝土的脱模强度为44MPa；然后进行预应力放张和管桩脱模作业，将使用过的钢模进行清理，同时将常压蒸汽养护后的管桩送入蒸压釜中进行180℃、6小时的高压蒸汽养护；高压蒸汽养护后管桩的混凝土强度达到70MPa。管桩的力学性能检测结果见表3所示。
表3 PC管桩的力学性能检测结果
| 检测开裂弯距kN·m | 检测极限弯距kN·m | 标准开裂弯距kN·m | 标准极限弯距kN·m |
| 118 | 165 | 99 | 148 |
Claims (5)
1.一种复合硅砂硅酸盐水泥及其在管桩生产中的使用技术方法，将硅酸盐水泥熟料(其中C3A含量小于10％)、高硅砂(其中SiO2含量大于80％)、矿渣(或钢渣)、石膏等按一定比例掺加后粉磨至比表面积350m2/kg～480m2/kg即表示复合硅砂硅酸盐水泥已合成。用复合硅砂硅酸盐水泥替代高标号的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，将硅砂硅酸盐水泥与砂、碎石、混凝土高效减水剂一起在强制式混凝土搅拌机中搅拌，然后将混合料喂入已清理干净且已放置预应力钢筋的管桩钢模的下半模中，合上管桩钢模的上半模后张拉预应力钢筋，将此钢模放置在离心机上进行离心作业，离心作业后进行常压蒸汽养护；常压蒸汽养护后进行预应力放张和管桩脱模作业，将使用过的钢模进行清理，同时将常压蒸汽养护后的管桩送入蒸压釜中进行高压蒸汽养护；高压蒸汽养护后管桩的混凝土强度达到设计等级时产品可以出厂。
2.根据权利要求1所述的一种复合硅砂硅酸盐水泥及其在管桩生产中的使用技术方法，其所述的特征是：复合硅砂硅酸盐水泥中硅酸盐水泥熟料的掺加量按质量百分比计为40％～60％，水泥中高硅砂的掺加量按质量百分比计为25％～35％，水泥中矿渣(或钢渣)的掺加量按质量百分比计为15％～25％，水泥中石膏的掺加量按质量百分比计为上述三种成分总量的2％～5％，使水泥中的SO3为0.8～2.8％。
3.根据权利要求1所述的一种复合硅砂硅酸盐水泥及其在管桩生产中的使用技术方法，其所述的特征是：离心工艺控制：初速2～5倍的重力加速度，时间1～4分钟；低速10～15倍的重力加速度，时间2～6分钟；中速20～30倍的重力加速度，时间2～8分钟；高速35～50倍的重力加速度，时间5～12分钟。
4.根据权利要求1所述的一种复合硅砂硅酸盐水泥及其在管桩生产中的使用技术方法，其所述的特征是：离心作业后进行70℃～95℃、4小时～8小时的常压蒸汽养护。
5.根据权利要求1所述的一种复合硅砂硅酸盐水泥及其在管桩生产中的使用技术方法，其所述的特征是：将常压蒸汽养护后的管桩送入蒸压釜中进行160℃～200℃、4小时～12小时的高压蒸汽养护。
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