[发明专利]制备预应力高强度混凝土管桩的混凝土及管桩的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种预应力混凝土制品，具体来说，涉及一种制备预应力高强度混凝土管桩的混凝土及管桩的制备方法。

背景介绍

预应力高强度混凝土（英文全称为：Prestressed High Strength Concrete Pipe Piles，文中简称PHC）管桩指经过先张预应力、离心成型及高压蒸养等工艺生产而成的一种空心环形等截面预制混凝上构件。与其它基础建设材料相比，PHC管桩具有力学性能优异、施工周期短、性价比高且施工条件限制少等优点，因此在建筑行业中得到广泛应用。目前国内外大部分PHC管桩生产采用蒸汽养护和蒸压养护的二次养护方式，蒸压养护可以提高管桩生产效率，快速达到出厂的性能要求，但是该养护方式能耗大、占用时间长且容易引发质量问题。在当今节能环保背景下，越来越多的学者着手研究生产免压蒸PHC管桩。

随着PHC管桩应用范围的不断扩大，服役环境气候和以往多有不同，对管桩耐环境侵蚀性能也有更多要求。PHC管桩最先应用南方区域，南方环境里PHC管桩普遍面临着地下水的侵蚀，而在偏中西部地区，地下水中富含硫酸盐等易产生化学侵蚀物质，对PHC管桩耐久性能影响很大。近年来PHC管桩同样被广泛用于港口、跨海桥梁等海洋工程，PHC管桩在海洋环境下耐久性日益得到人们的关注。PHC管桩在北方区域应用较晚，2011年PHC管桩开始在大连、营口等一些北方港口建设中使用。在北方抗冻性能要求很高，PHC管桩目前使用量还很少，原因是怀疑它的抗冻以及抗冰荷载能力。

发明内容

技术问题：本发明所要解决的技术问题是：提供一种制备预应力高强度混凝土管桩的混凝土，该混凝土成本低廉，且具有良好的强度和耐侵蚀性能。同时还提供该预应力高强度混凝土管桩的制备方法，该制备方法简单易操作，有利于降低制备成本，且提高管桩的耐侵蚀能力。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种制备预应力高强度混凝土管桩的混凝土，该混凝土中，每立方混凝土由以下组分组成：

进一步，所述的超细矿粉是指比表面积大于或等于800m²/kg，且粒径≤4μm的矿粉；S95矿粉的比表面积为400—500m²/kg。

进一步，所述的砂的细度模数为2.4，含泥量小于0.8%。

进一步，所述的激发剂为无机盐类。

进一步，所述的激发剂为CaCl₂，或者NaSO₄。

进一步，所述的减水剂的固含量为20%-30%，减水率大于或等于25%。

一种利用上述的混凝土制备预应力高强度混凝土管桩的制备方法，该制备方法包括以下过程：

第一步：制备混凝土：将砂、硅酸盐水泥、超细矿粉、激发剂和S95矿粉加入搅拌机中搅拌，经过搅拌时间0.5-1分钟后，加入碎石搅拌，在搅拌碎石过程中加入水，形成混合物，再加入减水剂和水，进行搅拌2-3分钟，形成混凝土；

第二步：制备预应力高强度混凝土管桩：将第一步制成的混凝土放入模具中，进行布料张拉，施加预应力，然后通过混凝土管桩离心机对混凝土离心成型，得到预应力高强度混凝土管桩；

第三步：进行第一次养护：采用常压蒸汽养护，将第二步制得的预应力高强度混凝土管桩置于蒸养池中，静停1-2小时后，以25℃/小时升温到75—80℃，恒温6—8小时，然后1小时内降温到室温；

第四步：将预应力高强度混凝土管桩拆模；

第五步：进行第二次养护：将第四步拆模后的预应力高强度混凝土管桩用自然浇水养护或水养。

进一步，所述的第五步中，第二次养护的养护时间为3—10天。

有益效果：与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：

（1）耐久性佳。本发明的PHC管桩与现有的PHC管桩相比，在成分方面添加了S95矿粉、超细矿粉和激发剂。本发明的PHC管桩的抗环境侵蚀能力更强，淡水环境下冻融循环次数350次以上不破坏，盐水介质下抗冻融性大于F300。30天氯离子扩散系数小于1.02×10^-12m²/s，其中在质量份数5%的NaCl溶液中3个月氯离子渗透深度小于25mm，质量份数10%的Na₂SO₄溶液中自然浸泡试件180天相对膨胀小于0.2%。