预应力高强混凝土管桩免压蒸生产制作方法 本发明涉及一种预应力高强混凝土管桩(简称PHC管桩)的生产制作方法。
以往在PHC管桩的工厂化生产中，混凝土配料均采用强度等级较高(42.5级以上)的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥、河砂、碎石、高效减水剂及水，有些企业还掺加了磨细石英砂或磨细建筑砂。为了缩短生产周期、提高PHC管桩桩身混凝土强度，在生产中均采用了常压蒸汽养护和高温高压蒸汽养护——二次养护工艺，即管桩在混凝土搅拌、喂料、合模、预应力张拉、离心成型后，首先进行带模常压蒸汽养护(压力为0.10MPa～0.15MPa，温度为60℃～70℃，时间为4小时～7小时)，待砼强度达到40MPa～60MPa时脱模，模具脱去后再送入蒸压釜中进行高温高压蒸汽养护(压力为0.90MPa～1.1MPa，温度为180℃～200℃，时间为小时7～10小时)。这样经过二次养护后，管桩混凝土强度等级可以达到C80以上。但高压蒸养工艺存在能耗高、工艺复杂、设备投资大、污染大、安全事故隐患多等不足。
本发明的目的在于掺加高活性掺合料部分替代硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥生产PHC管桩，使管桩离心成型后仅需一次常压蒸汽养护，即不必再经高压蒸汽养护就能生产PHC管桩。
本发明的技术方案是：管桩生产用新拌混凝土的配合比中，必须增加一种高活性掺合料，其掺量占总胶结料量的20％～40％。高活性掺合料有二部分构成，其中的高活性组分为磨细粒化高炉矿渣，占高活性掺合料的85％～95％；活性激发组分为磨细石膏，占高活性掺合料的15％～5％，二者的细度均应达到380m2/kg～500m2/kg。混凝土拌和物的配合比为：普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥为300kg/m3～400kg/m3，高活性掺合料为200kg/m3～100kg/m3，砂率为32％～45％，砂细度模数为2.3～3.4，碎石粒径为5mm～20mm，水灰比为0.26～0.34，高效减水剂(水剂)为胶结料总量的1.0％～2.0％。附图是预应力高强混凝土管桩免压蒸生产制作方法的工艺图。在该生产工艺制作时，先向搅拌机内投入河砂、水泥及高活性掺合料，搅拌半分钟后倒入拌和所需的70％的水和高效减水剂，搅拌半分钟左右，再倒入碎石，搅拌半分钟后倒入剩余的30％的水和高效减水剂，再搅拌一分钟左右即可出料，用布料小车将混凝土喂入装有钢筋笼的模具内，合模后进行预应力张拉，再进行离心成型作业。将离心后带模具的管桩经常压蒸汽养护，即在压力为0.10MPa～0.15MPa，温度为80℃～90℃，时间为5小时～8小时，常压养护结束后混凝土强度可达到65MPa～75MPa，然后可以在常温水浴中养护，也可以在成品堆场中作自然养护，待28天龄期，管桩混凝土强度可达到85MPa以上，即生产地PHC管桩可出厂供桩。
本发明与现有生产技术相比有以下优点：
在预应力高强混凝土管桩免压蒸生产制作时，掺加了占胶结料总量约20％～40％的高活性掺合料，取消了高温高压蒸汽养护，降低了能耗，蒸汽养护的成本可下降约3元/米～4元/米；同时，由于掺合料的生产成本比水泥要低，因此，PHC管桩生产中仅胶凝材料一项就可使管桩的生产成本就降低约1元/米～2元/米；另外，由于取消了高温高压蒸养，即不必购置价格很高的蒸压釜，在PHC管桩生产线建设时可降低约10％的固定资产投资。
实施例：PHC管桩免压蒸工艺所需的新拌混凝土配合比如下(单位：公斤/米3)： 硅酸盐水泥∶高活性掺合料∶砂∶碎石∶水∶MD-150高效减水剂
350∶150∶650∶1250∶148∶7.5
新拌混凝土、常压蒸养脱模时混凝土及28天出厂时的PHC管桩混凝土的技术指标见下表所示。
表1新拌混凝土塌落度，cm 30分钟后混凝 土塌落度，cm脱模时砼强度，MPa 28天砼强度， MPa 4 2.5 73.5 88.6
按国家标准GB13476-1999对生产的直径为500mm、长度为12m、壁厚为100mm、预应力主筋为12Φ9.0(主筋材料为：预应力混凝土用钢棒)的AB型PHC管桩作力学性能检测，测试结果见下表所示。
表2项目 开裂弯矩，kN·m 极限弯矩，kN·m GB13476规定 检测结果GB13476规定 检测结果指标 121.0 134.0 200.0 213.0