一种免蒸汽自养护混凝土管桩及其制备方法与流程

一种免蒸汽自养护混凝土管桩及其制备方法
【技术领域】
1.本发明涉及建筑材料领域，具体涉及一种免蒸汽自养护混凝土管桩及其 制备方法。


背景技术：

2.我国已成为全球预应力混凝土预制桩品种最多、规格最全、应用范围最 广的国家之一。以先张法预应力高强混凝土管桩为代表的预制桩在生产或制 作过程中，为了加快模具周转，并且保证混凝土强度在比较短的时间内达到 设计强度要求，一般会采用二次蒸养工艺，即常压蒸汽养护工艺和高压蒸汽 养护工艺。常压蒸汽养护工艺的作用是使管桩混凝土强度达到不低于45mpa 的放张强度要求，高压蒸汽养护(又称压蒸工艺)的作用是使经过放张脱模 的管桩混凝土在较短时间内(一般不超过12小时)达到设计要求的混凝土 强度等级(c80)。蒸汽养护工艺能耗较大，占管桩生产总能耗的75％～85％， 同时会改变管桩混凝土内部的微观结构，增加脆性，降低桩身混凝土的耐久 性。
3.目前，管桩生产制作一般会采用二次蒸养工艺，即常压蒸汽养护工艺和 高压蒸汽养护工艺。二次蒸养工艺能耗大且对管桩耐久性有不利影响，且锅 炉、蒸压釜属于压力容器，存在一定的安全隐患。虽然近年部分厂家开发了 免蒸压养护工艺技术，对节约能耗起到了较大的效果，但该技术仍需要进行 一次常压蒸汽养护，采用蒸汽养护除了能耗外，还容易给产品带来一定的质 量隐患——混凝土养护温度超过70℃时容易产生延迟钙钒石反应，该反应 产生膨胀影响微观结构从而不利于混凝土耐久性性能。也有厂家尚试采用免 蒸汽养护生产预应力混凝土管桩，但受限于技术没能解决模具周转效率低和 混凝土干缩造成管桩环向开裂的问题。
4.因此，开发一种免蒸汽养护生产技术，使管桩混凝土的早期强度大幅度 提高，采用自然养护，即可达到提高早期管桩混凝土强度要求，采用免蒸汽 养护工艺可简化生产环节、降低设备投资、降低能耗，亦可提高混凝土耐久 性性能，这对管桩产品质量、经济效益及推广应用均有十分重要的意义。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题，在于提供一种免蒸汽自养护混凝土管桩及其 制备方法，可实现免蒸汽养护生产技术，使管桩混凝土的早期强度大幅度提 高，采用自然养护，即可达到提高早期管桩混凝土强度要求，具有简化工艺、 降低成本、减少能耗，具有较高的经济效益及推广应用意义。
6.本发明是这样实现的：
7.一种免蒸汽自养护混凝土管桩，所述混凝土管桩的原料及其重量份含量 如下：水泥320-460重量份、磨细粒化高炉矿渣60-100重量份、无水石膏 粉20-25重量份、微珠50-85重量份、砂550～750重量份、碎石1150-1300 重量份、水110-120重量份、聚羧酸高性能减水剂10～12重量份、聚乙二 醇0.5～1.5重量份以及聚醚0.1～0.12重量份。
8.进一步地，一种免蒸汽自养护混凝土管桩的制备工艺，所述方法步骤 如下：
9.步骤1、管模喷涂隔离脱模剂后再喷涂一道过氯乙烯树脂溶液制成的防 水剂；
10.步骤2、把钢筋笼放入下半模，两端安装好端板并分别连接张拉固定板 和张拉连杆；
11.步骤3、将以下重量份的原料：水泥320-460重量份、磨细粒化高炉矿 渣60-100重量份、无水石膏粉20-25重量份、微珠50-85重量份、砂550～ 750重量份、碎石1150-1300重量份、水110-120重量份、聚羧酸高性能减 水剂10～12重量份、聚乙二醇0.5～1.5重量份以及聚醚0.1～0.12重量份， 用混凝土强制式搅拌机制成新拌混凝土；
12.步骤4、将步骤3制备的新拌混凝土沿离心钢模均匀填满其下半模，在 预设张拉的一端多布混凝土；
13.步骤5、将上半模吊至下半模上方，用螺栓将上下两半模固定，确保模 具在高速离心转动过程中不松动、混凝土不跑浆；
14.步骤6、使用千斤顶式的张拉机对合模后的钢筋骨架进行整体张拉，张 拉至钢筋强度的70％后，用大螺母将张拉杆固定在离心钢模上；
15.步骤7、将张拉锚固后的离心钢模吊至离心机上，依次按低速、中速、 中高速、高速的速度逐级加速，离心时间12-15min；
16.步骤8、离心完成后，抬高张拉端，倾倒离心过程中产生的废浆水，然 后用橡胶塞封住固定端开口孔；
17.步骤9、将完成步骤八的带模混凝土管桩吊至养生池内静置6～10小时， 过程中用保温池盖盖住养生池减少散热和空气流动；
18.步骤10、脱模；将脱模后的混凝土管桩两端内孔用橡胶塞封住放入堆 场自然养护。
19.本发明具有如下优点：
20.1、本发明利用混凝土材料自身化学反应产生的热量达成比较快的速度 硬化和达到设计强度，避免养护温度过高产生延迟钙钒石反应的风险；2、 本发明在管模喷涂一道过氯乙烯树脂溶液可以在管桩表面形成一层隔水膜， 防止管桩混凝土内部水份蒸发，免除养护期淋水养生；3、混凝土配方中添 加聚乙二醇及聚醚可以减少混凝土在硬化过程中的体积收缩，避免管桩脱模 前由于混凝土硬化干缩产生裂纹。
21.总之，本发明免蒸汽养护生产技术，使管桩混凝土的早期强度大幅度提 高，采用自然养护，即可达到提高早期管桩混凝土强度要求，采用免蒸汽养 护工艺可简化生产环节、降低设备投资、降低能耗，亦可提高混凝土耐久性 性能，这对管桩产品质量、经济效益及推广应用均有十分重要的意义。
【具体实施方式】
22.下面将结合具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。 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。实施例中未注明具体 条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生 产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
23.本发明涉及一种免蒸汽自养护混凝土管桩，所述混凝土管桩的原料及其 重量份含量如下：水泥320-460重量份、磨细粒化高炉矿渣60-100重量份、 无水石膏粉20-25重量份、微珠50-85重量份、砂550～750重量份、碎石 1150-1300重量份、水110-120重量份、聚羧酸高性能减水剂10～12重量份、 聚乙二醇0.5～1.5重量份以及聚醚0.1～0.12重量份。
24.本发明还涉及一种免蒸汽自养护混凝土管桩的制备工艺，所述方法步骤 如下：
25.步骤1、管模喷涂隔离脱模剂后再喷涂一道过氯乙烯树脂溶液制成的防 水剂；
26.步骤2、把钢筋笼放入下半模，两端安装好端板并分别连接张拉固定板 和张拉连杆；
27.步骤3、将以下重量份的原料：水泥320-460重量份、磨细粒化高炉矿 渣60-100重量份、无水石膏粉20-25重量份、微珠50-85重量份、砂550～ 750重量份、碎石1150-1300重量份、水110-120重量份、聚羧酸高性能减 水剂10～12重量份、聚乙二醇0.5～1.5重量份以及聚醚0.1～0.12重量份， 用混凝土强制式搅拌机制成新拌混凝土；
28.步骤4、将步骤3制备的新拌混凝土沿离心钢模均匀填满其下半模，在 预设张拉的一端多布混凝土；
29.步骤5、将上半模吊至下半模上方，用螺栓将上下两半模固定，确保模 具在高速离心转动过程中不松动、混凝土不跑浆；
30.步骤6、使用千斤顶式的张拉机对合模后的钢筋骨架进行整体张拉，张 拉至钢筋强度的70％后，用大螺母将张拉杆固定在离心钢模上；
31.步骤7、将张拉锚固后的离心钢模吊至离心机上，依次按低速、中速、 中高速、高速的速度逐级加速，离心时间12-15min；
32.步骤8、离心完成后，抬高张拉端，倾倒离心过程中产生的废浆水，然 后用橡胶塞封住固定端开口孔；
33.步骤9、将完成步骤八的带模混凝土管桩吊至养生池内静置6～10小时， 过程中用保温池盖盖住养生池减少散热和空气流动；
34.步骤10、脱模；将脱模后的混凝土管桩两端内孔用橡胶塞封住放入堆场 自然养护。
35.以下为本发明的具体实施例：
36.实施例1：
37.一种免蒸汽自养护混凝土管桩的制备工艺，所述方法步骤如下：
38.1、管模喷涂隔离脱模剂后再喷涂一道过氯乙烯树脂溶液制成的防水剂；
39.2、把钢筋笼放入下半模，两端安装好端板并分别连接张拉固定板和张 拉连杆；
40.3、将水泥320kg/m3、磨细粒化高炉矿渣100kg/m3、无水石膏粉20kg/m3、 微珠85kg/m3、砂750kg/m3、碎石1150kg/m3、水110kg/m3、聚羧酸高性能减 水剂10kg/m3、聚乙二醇0.5kg/m3以及聚醚0.1kg/m3，用混凝土强制式搅拌机 制成新拌混凝土；
41.4、将步骤三制备的新拌混凝土沿离心钢模均匀填满其下半模，在预设 张拉的一端多布混凝土；
42.5、将上半模吊至下半模上方，用螺栓将上下两半模固定，确保模具在 高速离心转动过程中不松动、混凝土不跑浆；
43.6、使用千斤顶式的张拉机对合模后的钢筋骨架进行整体张拉，张拉至 钢筋强度
的70％后，用大螺母将张拉杆固定在离心钢模上；
44.7、将张拉锚固后的离心钢模吊至离心机上，依次按低速、中速、中高 速、高速的速度逐级加速，离心时间12-15min；
45.8、离心完成后，抬高张拉端，倾倒离心过程中产生的废浆水，然后用 橡胶塞封住固定端开口孔；
46.9、将完成步骤八的带模混凝土管桩吊至养生池内静置10小时，过程中 用保温池盖盖住养生池减少散热和空气流动；
47.10、脱模；将脱模后的混凝土管桩两端内孔用橡胶塞封住放入堆场自然 养护。
48.实施例2：
49.一种免蒸汽自养护混凝土管桩的制备工艺，所述方法中：
50.步骤3、将水泥460kg/m3、磨细粒化高炉矿渣60kg/m3、无水石膏粉 25kg/m3、微珠50kg/m3、砂550kg/m3、碎石1300kg/m3、水120kg/m3、聚羧酸 高性能减水剂12kg/m3、聚乙二醇1.5kg/m3以及聚醚0.12kg/m3，用混凝土强 制式搅拌机制成新拌混凝土；
51.步骤9中的静置时间为6小时；
52.其余步骤同实施例1。
53.实施例3：
54.一种免蒸汽自养护混凝土管桩的制备工艺，所述方法中：
55.步骤3、将水泥400kg/m3、磨细粒化高炉矿渣80kg/m3、无水石膏粉 22kg/m3、微珠60kg/m3、砂620kg/m3、碎石1250kg/m3、水115kg/m3、聚羧酸 高性能减水剂10.5kg/m3、聚乙二醇1.2kg/m3以及聚醚0.1kg/m3，用混凝土强 制式搅拌机制成新拌混凝土；
56.步骤6中张拉至钢筋强度的73％后，用大螺母将张拉杆固定在离心钢模 上；
57.步骤9、静置时间为8小时；
58.其余步骤同实施例1。
59.对比例：
60.1、管模喷涂隔离脱模剂后再喷涂一道过氯乙烯树脂溶液制成的防水剂；
61.2、把钢筋笼放入下半模，两端安装好端板并分别连接张拉固定板和张 拉连杆；
62.3、将水泥460kg/m3、磨细粒化高炉矿渣100kg/m3、无水石膏粉20kg/m3、 微珠60kg/m3、砂620kg/m3、碎石1220kg/m3、水120kg/m3、聚羧酸高性能减 水剂12kg/m3，用混凝土强制式搅拌机制成新拌混凝土；
63.4、将步骤三制备的新拌混凝土沿离心钢模均匀填满其下半模，在预设 张拉的一端多布混凝土；
64.5、将上半模吊至下半模上方，用螺栓将上下两半模固定，确保模具在 高速离心转动过程中不松动、混凝土不跑浆；
65.6、使用千斤顶式的张拉机对合模后的钢筋骨架进行整体张拉，张拉至 钢筋强度的73％后，用大螺母将张拉杆固定在离心钢模上；
66.7、将张拉锚固后的离心钢模吊至离心机上，依次按低速、中速、中高 速、高速的速度逐级加速，离心时间12-15min；
67.8、离心完成后，抬高张拉端，倾倒离心过程中产生的废浆水，然后用 橡胶塞封住固定端开口孔；
68.9、将完成步骤八的带模混凝土管桩吊至养生池内静置8小时，过程中用 保温池盖盖住养生池减少散热和空气流动；
69.10、脱模；11、将脱模后的混凝土管桩两端内孔用橡胶塞封住放入堆场 自然养护。
70.对比实施例检测结果的对比如下：
[0071][0072]
综上，本发明具有以下优点：
[0073]
1、本发明利用混凝土材料自身化学反应产生的热量达成比较快的速度 硬化和达到设计强度，避免养护温度过高产生延迟钙钒石反应的风险；2、 本发明在管模喷涂一道过氯乙烯树脂溶液可以在管桩表面形成一层隔水膜， 防止管桩混凝土内部水份蒸发，免除养护期淋水养生；3、混凝土配方中添 加聚乙二醇及聚醚可以减少混凝土在硬化过程中的体积收缩，避免管桩脱模 前由于混凝土硬化干缩产生裂纹。
[0074]
总之，本发明免蒸汽养护生产技术，使管桩混凝土的早期强度大幅度提 高，采用自然养护，即可达到提高早期管桩混凝土强度要求，采用免蒸汽养 护工艺可简化生产环节、降低设备投资、降低能耗，亦可提高混凝土耐久性 性能，这对管桩产品质量、经济效益及推广应用均有十分重要的意义。
[0075]
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人 员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发 明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的 修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。