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1、10申请公布号CN102162244A43申请公布日20110824CN102162244ACN102162244A21申请号201110059195322申请日20110311E02D5/34200601E02D5/48200601C04B22/1420060171申请人中国建筑材料科学研究总院地址100024北京市朝阳区管庄东里1号72发明人赵顺增刘立74专利代理机构北京尚诚知识产权代理有限公司11322代理人鲁兵54发明名称膨胀混凝土灌注桩及其制造方法以及一种混凝土膨胀剂57摘要一种膨胀混凝土灌注桩及其制造方法以及一种混凝土膨胀剂，属于混凝土桩基工程材料和施工技术领域，该方法是在灌注桩孔。
2、中依次交替浇筑普通混凝土和膨胀混凝土，形成竹节状的I型桩；在上述I型桩或膨胀混凝土桩的桩端注浆则形成II型桩或III型桩。本发明的膨胀剂是由4080的石灰石和2060石膏共同粉磨，在回转窑中经13001500高温煅烧，再将这种煅烧物质按重量2080与2080的硫铝酸钙水泥或明矾石或铝酸钙水泥或其混合物共同粉磨至比表面积150400M2/KG。本发明可以显著降低膨胀混凝土灌注桩的造价，与普通混凝土灌注桩相比，明显提高单桩灌注桩承载力。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书5页附图2页CN102162245A1/1页21一种膨胀混凝土灌注桩的制造方法，其。
3、特征在于在灌注桩孔中，依次交替浇筑普通混凝土和膨胀混凝土，每层混凝土的浇筑高度不小于1000MM，浇筑后经314天形成竹节状结构桩体，该结构膨胀混凝土灌注桩称为I型桩。2根据权利要求1所述膨胀混凝土灌注桩的制造方法，其特征在于所述普通混凝土和膨胀混凝土的每次浇筑高度既可以相同，也可以不同。3根据权利要求1或2所述膨胀混凝土灌注桩的制造方法，其特征在于桩体浇筑好12小时之后，用泥浆泵通过桩体中预埋的注浆管向桩端的软土中压注掺加有膨胀剂的水泥浆体，24小时后水泥固化形成桩端固化体，该结构膨胀混凝土灌注桩称为II型桩。4根据权利要求3所述膨胀混凝土灌注桩的制造方法，其特征在于所述水泥浆体中加入510。
4、WT权利要求12所述的膨胀剂或12WTUEA膨胀剂。5一种由权利要求1或2所述方法制造得到的膨胀混凝土灌注桩，其特征在于，桩体由交替的浇筑普通混凝土段和膨胀混凝土段组成竹节状结构，该灌注桩称为I型桩。6根据权利要求5所述膨胀混凝土灌注桩，其特征在于，所述I型桩具有单桩承载力比相同尺寸和强度等级的普通混凝土桩提高30或以上的性能。7一种由权利要求3或4所述方法制造得到的膨胀混凝土灌注桩，其特征在于，桩体由交替的浇筑普通混凝土段和膨胀混凝土段组成竹节状结构，且桩端带固化体，该灌注桩称为II型桩。8根据权利要求7所述膨胀混凝土灌注桩，其特征在于，所述II型桩具有单桩承载力比相同尺寸和强度等级的普通混。
5、凝土桩提高1倍或以上的性能。9一种膨胀混凝土灌注桩的制造方法，其特征在于在灌注桩孔中，全部浇筑膨胀混凝土形成单一材料的桩体；桩体浇筑好12小时之后，用泥浆泵通过桩体中预埋的注浆管向桩端的软土中压注掺加510WT权利要求12所述膨胀剂或12WTUEA膨胀剂的水泥浆体，24小时后水泥固化形成桩端固化体。10一种由权利要求9所述方法制造得到的膨胀混凝土灌注桩，其特征在于，由膨胀混凝土浇筑组成桩体，且桩端带固化体，该灌注桩称为III型桩。11根据权利要求10所述膨胀混凝土灌注桩，其特征在于，所述III型桩具有单桩承载力比相同尺寸和强度等级的普通混凝土桩提高1倍或以上的性能。12一种混凝土膨胀剂，用于权。
6、利要求1至11任一所述膨胀混凝土中或加有膨胀剂的水泥浆体中，所述膨胀混凝土的膨胀率为13，其特征在于，采用4080WT石灰石和2060WT石膏共同粉磨，在回转窑中经13001500高温煅烧，再将这种煅烧物质按照2080WT的比例，与2080WT的硫铝酸钙水泥熟料或明矾石或铝酸钙水泥熟料或其混合物共同粉磨至比表面积150400M2/KG。权利要求书CN102162244ACN102162245A1/5页3膨胀混凝土灌注桩及其制造方法以及一种混凝土膨胀剂技术领域0001本发明属于混凝土桩基工程材料和施工技术领域，涉及混凝土灌注桩、混凝土膨胀剂及其制造方法和用途。背景技术0002混凝土灌注桩是在工民。
7、建和基础建设中经常使用的一种提高基础承载能力的结构措施，在高层建筑、桥梁和一些地耐力差的地区广泛使用。采用技术措施，提高单桩承载力，是灌注桩技术领域一项重要的研究内容，在这方面已经有不少成果，如扩大桩头钻孔扩底、桩身支扩支盘、桩端侧后压浆技术等。这些技术都能够提高灌注桩单桩承载能力，但是存在工艺较为复杂，可靠度差，费时费工等问题。0003通过新材料技术，改变混凝土材料性能，进而提高灌注桩单桩承载力的研究相对较少。00041970年，美国公布了一种混凝土灌注桩的制造方法专利号US3504497，其采用的膨胀水泥包括掺530的石膏或其他形式的硫酸钙和3080的波特兰水泥的高铝水泥的混合物，或掺24。
8、0的石膏的铝酸钙水泥的混合物，或掺1090的波特兰水泥的硫铝酸钙水泥的混合物，掺或不掺硫酸钙的硫铝酸钙水泥。与使用波特兰水泥的桩相比，单桩承载力提高4050。由于膨胀组分掺量大，对混凝土强度影响很大，而且没有形成独立的高效能膨胀组分生产技术，该技术没有获得推广应用。0005公开号CN1031070A的中国专利申请人黑龙江省低温建筑科学研究所公开了灌注桩基增强剂，该增强剂采用硫酸铝厂的废渣7085、木质素磺酸钙或萘磺酸钠155、沸石615、消石灰310、氧化钙155等组成，细度为4900孔筛余量不大于15，水化产物是水化硫铝酸钙钙矾石，具有膨胀性能。掺量为57，工程灌注桩基单桩承载力提高1523。
9、。0006公开号CN1100705A的中国专利申请人中国建筑材料科学研究院公开了一种灌注桩膨胀剂及其制造方法和用途。是采用铝酸钙1050、硫酸铝熟料1045、活性无机矿物复合料3070、有机性能调节剂15，细度为20003500CM2/G。在制造混凝土时，掺加1530，在限制条件下，混凝土中能够产生0810MPA的自应力值。内掺20的该种膨胀剂，工程灌注桩单桩承载力可以提高1525。0007公开号CN1036149C的中国专利发明人王前之，王华军公开了一种膨胀混凝土桩的制造方法，系采用市售的普通混凝土膨胀剂，如UEA膨胀剂，掺量为530，按照设计要求的增加承载力，确定膨胀剂掺量。这种方法几乎没。
10、有可操作性，因为掺加膨胀剂的混凝土膨胀大小是无法依据增加承载力要求准确计算的，膨胀是一个化学反应过程，受诸多不确定因素影响，膨胀的大小、膨胀剂的掺量，目前只能依靠混凝土试配来确定，且该技术采用的市售混凝土膨胀剂属于膨胀能很低的产品，膨胀相是钙矾石，绝湿环境下膨胀很小，无法提高桩体中混凝土的膨胀值，因此对单桩承载力提高幅度有限。说明书CN102162244ACN102162245A2/5页40008公开号CN100519951C的中国专利发明人李树源，高同，王传家公开了一种干螺旋钻孔灌注桩的施工方法，是利用螺旋钻机干钻孔至设计深度，浇筑普通混凝土，桩身布设两根后注浆管，在后注浆的水泥浆液中掺加5。
11、的市售普通混凝土膨胀剂。0009由于灌注桩体量较大，处于桩孔中的混凝土更接近于绝湿养护条件，上述公开技术中使用的膨胀水泥或膨胀剂都属于钙矾石类膨胀剂，这类膨胀剂掺量大时会显著降低混凝土强度，掺量小时膨胀率又很小，且在绝湿情况下其膨胀效果还会进一步降低，因此实际膨胀量较低，故对灌注桩单桩承载力的提高幅度较小。另外，这些技术均是桩体全部使用膨胀混凝土，膨胀剂的掺加大量，也会增加灌注桩成本，这也是制约膨胀混凝土灌注桩技术推广的一个因素，故需要对上述技术加以改进。发明内容0010本发明的目的是提供膨胀混凝土灌注桩的制造方法以及所制造得到的膨胀混凝土灌注桩，可以显著降低膨胀混凝土灌注桩的造价，与普通混凝。
12、土灌注桩相比，明显提高单桩灌注桩承载力。0011为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案0012本发明提供的一种膨胀混凝土灌注桩为I型桩，是在灌注桩孔中，依次交替浇筑普通混凝土和膨胀混凝土，每层混凝土的浇筑高度不小于1000MM，经314天形成形成竹节状结构。该I型桩可大幅度增加桩体混凝土与结合土之间的机械咬合力，具有单桩承载力比相同尺寸和强度等级的普通混凝土桩提高30或以上的性能。其中，普通混凝土和膨胀混凝土的每次浇筑高度既可以相同，也可以不同。0013本发明提供的另一种膨胀混凝土灌注桩为II型桩，是将膨胀混凝土桩与桩端后注浆技术结合，此时膨胀混凝土桩是本发明的I型桩，是在I型桩桩体浇筑好1。
13、2小时之后，用泥浆泵通过桩体中预埋的注浆管向桩端的软土中压注掺加有膨胀剂的水泥浆体，24小时后水泥固化形成桩端固化体。该II型桩可大幅度增加桩体混凝土与结合土之间的机械咬合力，同时桩端固化体提高桩端阻力，具有单桩承载力比相同尺寸和强度等级的普通混凝土桩提高1倍或以上的性能。其中，普通混凝土和膨胀混凝土的每次浇筑高度既可以相同，也可以不同。0014本发明提供的再一种膨胀混凝土灌注桩为的III型桩，是将膨胀混凝土桩与桩端后注浆技术结合，其中桩体全部由膨胀混凝土浇筑，桩体浇筑好12小时之后，用泥浆泵通过桩体中预埋的注浆管向桩端的软土中压注掺加膨胀剂的水泥浆体，24小时后水泥固化形成桩端固化体。该II。
14、I型桩的桩体为膨胀混凝土，桩端带固化体，具有单桩承载力比相同尺寸和强度等级的普通混凝土桩提高1倍或以上的性能。0015上述灌注桩中所用的普通混凝土和膨胀混凝土的强度等级为C20C80，其中膨胀混凝土的膨胀率为13。膨胀混凝土中优先掺加本发明的膨胀剂制造，也可以掺加市售的各种混凝土膨胀剂，膨胀剂的掺量经试验确定，可在1530WT范围内变化。0016在II型桩和III型桩的制造中，水泥浆体中需加入510WT本发明所述的膨胀剂或12WTUEA膨胀剂。0017本发明的另一个目的是提供一种混凝土膨胀剂，其可用于膨胀混凝土灌注桩的的制造中。说明书CN102162244ACN102162245A3/5页50。
15、018本发明的膨胀剂是采用石灰石4080WT和石膏2060WT共同粉磨，在回转窑中经13001500高温煅烧，形成石膏和氧化钙的熔融包裹体，再将这种熔融包裹体按照2080WT的比例，与2080WT市售的硫铝酸钙水泥熟料或明矾石煅烧或非煅烧或铝酸钙水泥熟料共同粉磨至比表面积150400M2/KG，制成膨胀剂。0019采用上述技术方案，本发明具有以下优点00201、I型桩由于采用膨胀混凝土和普通混凝土间隔浇筑，在使用膨胀混凝土的部位，因混凝土膨胀形成的凸节，与竹节类似，会显著提高桩身与桩周土的相对运动阻力，可大幅度增加桩体混凝土与结合土之间的机械咬合力，与普通混凝土灌注桩相比，显著提高单桩承载力；。
16、与全膨胀混凝土灌注桩相比，节约膨胀剂；与桩侧后注浆技术相比，工艺简单。00212、II型桩由膨胀混凝土提高桩侧阻力，桩端后注浆形成的固化体能提高桩端阻力，可以更显著提高单桩承载力。00223、本发明的混凝土膨胀剂具有配料工艺简单、易烧成、绝湿环境下膨胀大的优点，其膨胀源是氢氧化钙和钙矾石，该膨胀剂亦可用于一般的混凝土结构抗裂防渗。附图说明0023图1为本发明I型桩构成示意图；0024图2为本发明II型桩构成示意图；0025图3为本发明III型桩构成示意图。具体实施方式0026实施例1I型桩的制造0027参见图1所示，在地面以下安装好钢筋笼的灌注桩孔3中，依次浇筑按照设计要求的强度等级配置好的普。
17、通混凝土和膨胀混凝土，形成竹节状普通混凝土段1和膨胀混凝土段2，每段混凝土的高度不小于1M；普通混凝土和膨胀混凝土的每次浇筑高度既可以相同，也可以不同，桩顶部优先使用普通混凝土。其中，膨胀混凝土是在普通混凝土中掺加1530WT膨胀剂而形成，膨胀剂可为市售的UEA膨胀剂，但优先使用本发明的膨胀剂。0028灌注桩浇筑完成后，至试桩龄期。参照现行国家行业标准建筑桩基技术规范JGJ94对单桩承载力进行测试，结果表明相同地基土质情况下，直径800MM，长35M的灌注桩，采用普通混凝土，桩的垂直极限荷载为4200KN；采用I型膨胀混凝土桩，垂直极限荷载为5600KN。与普通灌注桩相比，I型桩可以提高单桩承。
18、载力30以上。0029实施例2II型桩的制造0030参见图2所示，在地面以下安装好钢筋笼的灌注桩孔3中，依次浇筑按照设计要求的强度等级配置好的普通混凝土1和膨胀混凝土2，形成普通混凝土段1和膨胀混凝土段2交错的竹节状桩体，每段混凝土的高度不小于1M，普通混凝土和膨胀混凝土的每次浇筑高度既可以相同，也可以不同；桩体浇筑好12小时之后，用泥浆泵通过桩体中预埋的注浆管4向桩端的软土中压注掺加5WT本发明膨胀剂桩端的注浆液中掺加510的膨胀剂均可，或12WT市售UEA膨胀剂的水泥浆体，24小时后水泥固化形成桩端固化体5。0031桩体浇筑中，膨胀混凝土是在普通混凝土中掺加1530WT膨胀剂而形成，膨胀剂。
19、可为市售的UEA膨胀剂，但优先使用本发明的膨胀剂。说明书CN102162244ACN102162245A4/5页60032参照现行国家行业标准建筑桩基技术规范JGJ94对该单桩承载力进行测试，结果表明相同地基土质情况下，直径800MM，长35M的灌注桩，采用普通混凝土，桩的垂直极限荷载为4200KN；采用II型膨胀混凝土桩，垂直极限荷载为9000KN。与普通混凝土灌注桩相比，该II型桩可以提高单桩承载力1倍以上。0033实施例3III型桩的制造0034参见图3所示，显示了III型桩构成。在地面以下安装好钢筋笼的灌注桩孔3中，全部浇筑膨胀混凝土形成单一材料的桩体；桩体浇筑好12小时之后，用泥浆泵。
20、通过桩体中预埋的注浆管4向桩端的软土中压注掺加5WT本发明膨胀剂本发明膨胀剂桩端的注浆液中掺加510的膨胀剂均可，或12WT市售UEA膨胀剂的水泥浆体，24小时后水泥固化形成桩端固化体5。桩体浇筑中，膨胀混凝土是在普通混凝土中掺加1530WT膨胀剂而形成，膨胀剂可为市售的UEA膨胀剂，但优先使用本发明的膨胀剂。0035参照现行国家行业标准建筑桩基技术规范JGJ94对单桩承载力进行测试，结果表明相同地基土质情况下，直径800MM，长35M的灌注桩，采用普通混凝土，桩的垂直极限荷载为4200KN；采用III型膨胀混凝土桩，垂直极限荷载为8700KN。与普通混凝土灌注桩相比，III型桩可以提高单桩承。
21、载力1倍以上。0036实施例4膨胀剂的组成及制备0037用于以上灌注桩中的膨胀剂，优选采用以下方法制备得到的膨胀剂采用石灰石4080WT和石膏2060WT共同粉磨，在回转窑中经13001500高温煅烧，形成石膏和氧化钙的熔融包裹体，再将这种熔融包裹体按照2080WT的比例，与2080WT市售的硫铝酸钙水泥熟料或明矾石煅烧或非煅烧或铝酸钙水泥熟料共同粉磨至比表面积150400M2/KG制成膨胀剂。按照现行国家标准混凝土膨胀剂GB234392009规定的方法检验，本发明膨胀剂配料及检验结果参见表10038表1膨胀剂性能检测0039说明书CN102162244ACN102162245A5/5页700400041表1结果显示，本发明制备得到的混凝土膨胀剂，其限制膨胀率不小于015，绝湿环境下，限制膨胀率不小于010，其膨胀率远高于现有产品，非常适合用于灌注桩混凝土。说明书CN102162244ACN102162245A1/2页8图1图2说明书附图CN102162244ACN102162245A2/2页9图3说明书附图CN102162244A。