一种预应力高强混凝土管桩.pdf

本发明公开了一种预应力高强混凝土管桩，其特征在于管桩混凝土中每立方米包含有400～500kg胶凝材料、高效萘系减水剂和所需的砂石，胶凝材料是由硅酸盐水泥与自制的特种矿物掺合料组成，其中特种矿物掺合料占混凝土总量的20～45％。所述自制的特种矿物掺合料由矿渣微粉，硫铝酸盐，氧化钙和粉煤灰组成。其中各组分的比例为：矿渣微粉15～27％，硫铝酸盐6～10％，氧化钙2～4％，粉煤灰10～15％。在搅拌成型后，直接采用常压蒸汽养护工艺和自然养护工艺即可使管桩混凝土的强度满足设计要求，因而可降低煤耗达50％以上，降低生产成本，减少烟气的排放，且生产的预应力高强混凝土管桩的各项性能明显提高。

1.  一种预应力高强混凝土管桩，其特征在于管桩混凝土中每立方米包含有400～500kg胶凝材料、高效萘系减水剂和所需的砂石，胶凝材料是由硅酸盐水泥与自制的特种矿物掺合料组成，其中所述自制的特种矿物掺合料由矿渣微粉，硫铝酸盐，氧化钙和粉煤灰组成，其中各组分占混凝土总量的比例为：矿渣微粉15～27％、硫铝酸盐6～10％、氧化钙2～4％、粉煤灰10～15％，且特种矿物掺合料占混凝土总量的20～45％。

2.  根据权利要求1所述的一种预应力高强混凝土管桩，其特征在于管桩混凝土的抗压强度大于90MPa。

一种预应力高强混凝土管桩
技术领域
本发明涉及一种混凝土管桩，特别是一种免蒸压的预应力高强混凝土管桩。
背景技术
经济高速发展的今天，能源和环境已成为影响我国发展步伐的重要因素，党的十七大会议已将节能减排提到重要位置。现阶段，我国能源呈现紧张趋势，由于矿难及老的采煤基地产量的下滑，煤炭供应已出现不足；石油资源也相对匮乏，我国石油进口量所占比例也在不断增加，而随着国际油价的上涨，使得各行各业的生产成本一路上涨。
目前，预应力高强混凝土管桩(PHC管桩)是现阶段基础建设中最为常用的一种建筑构件，在生产过程中，通常将水泥与矿物掺合料混合搅拌，经过离心工艺，采用常压蒸汽养护工艺和高压蒸汽养护工艺相结合的二次养护工艺进行养护而制得。其中，常压蒸汽养护工艺是管桩经过离心成型后在蒸汽条件下进行养护的方法，是促进水泥快速水化，混凝土迅速凝结并具有相应强度的养护工艺，具有养护时间短(6～7小时)，混凝土强度增长快(大于40MPa)的特点。高压蒸汽养护工艺，对于促进矿物掺合料与混凝土中碱的反应起到至关重要的作用，据统计，高压蒸养工艺所占全部养护能耗的50％以上。同时，高压养护过程中又有大量的热能被排掉白白造成浪费，而且燃煤的燃烧还会产生大量烟气，为使烟气的排放符合排放标准，不污染环境，还需要对烟气进行处理，大大提高了生产成本，加重生产企业的环保负担。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种免蒸压的预应力高强混凝土管桩。该混凝土管桩只采用常压蒸汽养护和自然养护，无须进行高压蒸汽养护工艺就能达到使用要求。因而可降低煤耗，降低生产成本，减少烟气的排放，减轻企业的环保负担，同时也提升了PHC管桩的性能。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种预应力高强混凝土管桩，其特征在于管桩混凝土中每立方米包含有400～500kg胶凝材料、高效萘系减水剂和所需的砂石，胶凝材料是由硅酸盐水泥与自制的特种矿物掺合料组成，其中所述自制的特种矿物掺合料由矿渣微粉，硫铝酸盐，氧化钙和粉煤灰组成，其中各组分占混凝土总量的比例为：矿渣微粉15～27％、硫铝酸盐6～10％、氧化钙2～4％、粉煤灰10～15％，且特种矿物掺合料占混凝土总量的20～45％。
本发明采用的硫铝酸盐可以是纯硫铝酸盐，也可以是主要成份为硫铝酸盐的明矾石。该硫铝酸盐可以是硫酸铝钾等。
上述管桩混凝土的抗压强度大于90MPa。
本发明的混凝土管桩可采用如下方法制备：取特种矿物掺合料和水泥混合组成胶凝材料，并将其与其它混凝土辅料搅拌成每立方含有胶凝材料的混凝土，通过离心成型，静置，在养护温度为80～85℃的条件下用蒸汽养护数小时，然后自然养护3～7天即可得到本发明的免蒸压的预应力高强混凝土管桩。
本发明采用的萘系高效减水剂是经化工合成的非引气型高效减水剂。化学名称萘磺酸盐甲醛缩合物，它对于水泥粒子有很强的分散作用。对配制大流态混凝土，有早强、高强要求的现浇混凝土和预制构件，有很好的使用效果，可全面提高和改善混凝土的各种性能，广泛用于公路、桥梁、大坝、港口码头、隧道、电力、水利及工民建工程、蒸养及自然养护预制构件等。该萘系高效减水剂可从市场直接购得，如山东万山集团有限公司生产的萘系高效减水剂产品等。
本发明的有益效果是：本发明采用自制的特种矿物掺合料，采用常压蒸汽养护工艺以提高混凝土管桩的早期强度，再通过自然养护即可使PHC管桩混凝土的强度满足使用要求。本技术使用过程中可降低总养护煤耗达50％以上，降低生产成本，减少烟气的排放，减轻企业的环保负担，且生产的混凝土管桩的各项性能明显提高。实验证明，上述管桩混凝土的抗压强度大于90MPa，抗弯性能满足国家标准的规定要求。
下面结合实施例对本发明进一步说明。
具体实施方式
实施例1
取100kg特种矿物掺合料和300kg水泥混合组成胶凝材料，自制的特种矿物掺合料由矿渣微粉，硫酸铝钾，氧化钙和粉煤灰组成，其中各组分占混凝土总量的比例为：矿渣微粉27％、硫酸铝钾6％、氧化钙2％、粉煤灰10％。并将其与其它混凝土辅料搅拌成每立方含有400kg胶凝材料的混凝土，通过离心成型，再将静置1～1.5小时，在养护温度为80～85℃的条件下用蒸汽养护6小时，然后自然养护3～7天即可得到本发明的高性能混凝土管桩。
实施例2
取100kg特种矿物掺合料和320kg水泥混合组成胶凝材料，其中自制的特种矿物掺合料由矿渣微粉，硫铝酸盐，氧化钙和粉煤灰组成，其中各组分占混凝土总量的比例为：矿渣微粉20％、硫铝酸盐8％、氧化钙3％、粉煤灰12％。并将其与其它混凝土辅料搅拌成每立方含有420kg胶凝材料的混凝土，通过离心成型，再将静置1～1.5小时，在养护温度为80～85℃的条件下用蒸汽养护6小时，然后自然养护3～7天即可得到本发明的高性能混凝土管桩。
实施例3
取150kg特种矿物掺合料和310kg水泥混合组成胶凝材料，其中自制的特种矿物掺合料由矿渣微粉，硫铝酸盐，氧化钙和粉煤灰组成，其中各组分占混凝土总量的比例为：矿渣微粉25％、硫铝酸盐6％、氧化钙3％、粉煤灰11％。并将其与其它混凝土辅料搅拌成每立方含有460kg胶凝材料的混凝土，通过离心成型，再将静置1～1.5小时，在养护温度为80～85℃的条件下用蒸汽养护6小时，然后自然养护3～7天即可得到本发明的高性能混凝土管桩。
实施例4
取160kg特种矿物掺合料和320kg水泥混合组成胶凝材料，其中自制的特种矿物掺合料由矿渣微粉，硫铝酸盐，氧化钙和粉煤灰组成，其中各组分占混凝土总量的比例为：矿渣微粉15％、硫铝酸盐10％、氧化钙4％、粉煤灰15％。并将其与其它混凝土辅料搅拌成每立方含有480kg胶凝材料的混凝土，通过离心成型，再将静置1～1.5小时，在养护温度为80～85℃的条件下用蒸汽养护6小时，然后自然养护3～7天即可得到本发明的高性能混凝土管桩。
实施例5
取180kg特种矿物掺合料和320kg水泥混合组成胶凝材料，其中自制的特种矿物掺合料由矿渣微粉，硫铝酸盐，氧化钙和粉煤灰组成，其中各组分占混凝土总量的比例为：矿渣微粉27％、硫铝酸盐6％、氧化钙2％、粉煤灰10％。并将其与其它混凝土辅料搅拌成每立方含有500kg胶凝材料的混凝土，通过离心成型，再将静置1～1.5小时，在养护温度为80～85℃的条件下用蒸汽养护6小时，然后自然养护3～7天即可得到本发明的高性能混凝土管桩。