低养护周期的管桩用混凝土配方及其成型与养护工艺组成比例

本发明专利技术公开了低养护周期的管桩用混凝土配方及其成型与养护工艺，所述配方包括水泥420～460kg/m

【技术实现步骤摘要】
低养护周期的管桩用混凝土配方及其成型与养护工艺
本专利技术属于建筑材料领域，具体涉及低养护周期的管桩用混凝土配方及其成型与养护工艺。
技术介绍
管桩在建筑施工中具有重要的作用，管桩分为后张法预应力管桩和先张法预应力管桩，预应力混凝土管桩(PC管桩)和预应力混凝土薄壁管桩(PTC管桩)及高强度预应力混凝土管桩(PHC管桩)。预应力混凝土管桩可分为后张法预应力管桩和先张法预应力管桩。先张法预应力管桩是采用先张法预应力工艺和离心成型法制成的一种空心筒体细长混凝土预制构件，主要由圆筒形桩身、端头板和钢套箍等组成。管桩在击打或静压过程中主要受到轴向应力，因此，其轴向力学性能尤为关键，现有的管桩力学性能已经达到瓶颈，除非在材料方面有较大突破，否则很难实现突破。为了保障管桩的力学性能，管桩用混凝土在成型管桩后需要进行较长时间的养护，一方面需要耗费巨大的能源，另一方面长时间占用养护设备和空间，显著制约生产效率和产量，变相提高了生产成本。现有技术中有通过微波养护减少混凝土养护时间的技术，但是微波加热虽然可迅速升高试样内部温度，加快胶凝材料水化反应，缩短胶凝材料水化反应诱导期。但混凝土内部不同组分之间热膨胀系数的差异(水和空气的热膨胀系数分别约为骨料和水泥的15倍和200倍)，导致结构孔隙率和内部压力快速增加，引起结构内部形成微裂纹，致使其长期强度可能低于标准养护试样。如果能够把微波养护对孔隙率和微裂纹的影响降到最低的话，微波养护混凝土的后期强度可以等于或优于常规养护混凝土，并且可大大降低所需养护周期。专利
技术实现思路
本专利技术旨在提供了低养护周期的管桩用混凝土配方及其成型与养护工艺，该低养护周期的管桩用混凝土配方及其成型与养护工艺能够高效利用微波加热的方式，在保障混凝土力学性能的情况下，显著减少所需养护的周期，同时能够将微波养护对孔隙率和微裂纹的影响降到最低。本专利技术的技术方案如下：低养护周期的管桩用混凝土配方，包括水泥420～460kg/m3、矿物掺合料100～180kg/m3、粗集料900～1100kg/m3、细集料500～700kg/m3、减水剂4～6kg/m3、早强剂3～5kg/m3以及铝粉5～7kg/m3。其中，所述铝粉的粒径为200～300目。其中，所述矿物掺合料为偏高岭土和矿粉。其中，所述偏高岭土和矿粉的含量比为1～2。其中，所述粗集料为碎石，采用两种粒径的碎石掺配使用，粒径分别为6～10mm和20～30mm。其中，所述细集料为天然河砂，河砂细度模数为2.5～3.0；其中，所述水泥为高标号水泥。其中，所述管桩用混凝土的成型工艺为：步骤一：绑扎外层钢筋笼；步骤二：入模：使用桁架吊车将绑扎完成的钢筋笼吊入预制模中，并与预应力钢筋锚固板、张拉板、张拉杆连接；步骤三：拌合混凝土原料：将铝粉与水泥混合干拌；继续添加矿物掺合料和细集料混合干拌；继续加入50％～70％拌合水，搅拌1～2min；继续加入其余拌合水以及减水剂混合搅拌2～3min；继续添加粗集料混合搅拌均匀；步骤四：灌注混凝土：将拌合好的混凝土灌注管桩钢模中；步骤五：合模：将上半模吊至下半模上方，用螺栓将上下两半模固定；步骤六：张拉：使用张拉机对合模后的钢筋笼进行整体张拉，张拉至钢筋强度的75％后，用大螺母将张拉杆固定在离心钢模上；步骤七：离心成型：将张拉锚固后的离心钢模吊至离心机上，分三次进行离心，第一次离心依次按初速、中速加速，离心时间10～15min，初速和中速的时间比为2:1；第一次离心完成后管桩中轴部产生空腔，抬高张拉端，倾倒离心过程中产生的废浆水，静停3-5min；然后将微波加热装置的辐照装置插入空腔内，使其沿管桩径向向外辐射微波，微波加热时间4～7min，微波频率为915MHz，功率为2000～3000w；加热完成后抽出辐照装置；第二次离心依次按中速、中高速加速，离心时间5-7min；中速和中高速的时间比为3:1；第二次离心完成后抬高张拉端，再次倾倒离心过程中产生的废浆水；然后再次将辐照装置插入空腔内，辐射微波，微波加热时间2～3min，微波频率为915MHz，功率为3000～4000w；加热完成后抽出辐照装置；第三次依次按中高速、高速加速，离心时间3-5min；中高速和高速的时间比为1:2；步骤七：养护：将离心成型后的管桩连带钢模吊入常压养护池中养护，养护温度为90℃，常压养护时间4～6h；脱模后放入高压釜中蒸养，养护温度为160℃～180℃，蒸汽压力为1-1.2MPa，同时辅助微波养护，微波频率为915MHz，功率为1000～1500w；养护时间3～5h。本专利技术具有如下有益效果：1、该低养护周期的管桩用混凝土配方及其成型与养护工艺能够高效利用微波加热的方式，在保障混凝土力学性能的情况下，显著减少所需养护的周期，同时能够将微波养护对孔隙率和微裂纹的影响降到最低。2、该管桩用混凝土配方中添加了铝粉，一方面利用其颗粒状的外形及坚固性能够促进混凝土的流动性，同时结合离心成型中的微波辅助加热工艺，促使微波的微观散射，从而实现在一个方向上辐照微波即可实现初成型管桩内部的均匀辐照，使管桩内部加热更加均匀快速，也简化了微波辐照装置的结构，使其通过管桩离心后中轴部位产生的空腔即可完成辐照。3、该管桩用混凝土的成型工艺在离心成型阶段分阶段对初成型的管桩实施微波辐照，利用了离心工艺过程中混凝土受到的强大挤压力和可塑形的特性，将微波加热过程中产生的膨胀力释放，而由于内部压力快速增加引起的微裂纹和孔隙均可在离心过程中完全愈合和消除；同时还利用了水和空气在微波作用下快速加热产生的无数微小的均匀部分的膨胀力，可以起到在内部搅动和翻动水泥和骨料的作用，从而变相的促进了内部流动性和物质交换率，促进水泥快速均匀水化，从而提高混凝土内部反应的速度和均匀性；而在此过程中产生的各种缺陷又在离心过程中被愈合和消除；将离心阶段分成三个阶段，前两个阶段的离心速度均不高，且低速时间高于高速时间均是为更好的达成这一效果。4、本专利技术的混凝土配方中使用了偏高岭土，其具有较高的火山灰活性，用于混凝土矿物掺合料时能显著改善胶凝体系的凝结硬化性能，对混凝土的高强化和早强化具有明显的促进作用，与矿粉一起添加还可以克服偏高岭土高比表面积和片层状结构对混凝土工作性能会产生影响的不足。两者结合组成的矿物掺合料能改善蒸养高强混凝土的孔结构，提高凝胶孔含量，降低毛细孔和气孔含量，细化孔径，消除蒸汽养护对混凝上孔结构造成的热胀损害。5、本专利技术的配方使用了多元胶凝材料复合化体系，结合固体颗粒，能够优化蒸养过程中混凝土界面区的性能，促使界面处弱区消失，增加界面过渡区水化产物分布的均匀密实，有利于混凝土的高强和早强化，保证混凝土的良好工作性能，还能显著降低蒸汽养护对高强混凝土耐久性的劣化影响。具体实施方式本专利技术用下列实施例来进一步说明本专利技术，但本专利技术的保护范围并不限于下列实施例。低养护周期的管桩用混凝土配方，包括水泥420～460本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.低养护周期的管桩用混凝土配方，其特征在于：包括水泥420～460kg/m

【技术特征摘要】
1.低养护周期的管桩用混凝土配方，其特征在于：包括水泥420～460kg/m3、矿物掺合料100～180kg/m3、粗集料900～1100kg/m3、细集料500～700kg/m3、减水剂4～6kg/m3、早强剂3～5kg/m3以及铝粉5～7kg/m3。


2.如权利要求1所述的低养护周期的管桩用混凝土配方，其特征在于：所述铝粉的粒径为200～300目。


3.如权利要求1所述的低养护周期的管桩用混凝土配方，其特征在于：所述矿物掺合料为偏高岭土和矿粉。


4.如权利要求3所述的低养护周期的管桩用混凝土配方，其特征在于：所述偏高岭土和矿粉的含量比为1～2。


5.如权利要求1所述的低养护周期的管桩用混凝土配方，其特征在于：所述粗集料为碎石，采用两种粒径的碎石掺配使用，粒径分别为6～10mm和20～30mm。


6.如权利要求1所述的低养护周期的管桩用混凝土配方，其特征在于：所述细集料为天然河砂，河砂细度模数为2.5～3.0。


7.如权利要求1所述的低养护周期的管桩用混凝土配方，其特征在于：所述水泥为高标号水泥。


8.如权利要求1所述的低养护周期的管桩用混凝土配方，其特征在于：所述管桩用混凝土的成型工艺为：
步骤一：绑扎外层钢筋笼；
步骤二：入模：使用桁架吊车将绑扎完成的钢筋笼吊入预制模中，并与预应力钢筋锚固板、张拉板、张拉杆连接；
步骤三：拌合混凝土原料：将铝粉与水泥混合干拌；继续添加矿物掺合料和细集料混合干拌；继续加入50％～70％拌合水，搅...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨金辉，杨晓彬，董伟东，周艳文，冯三苟，林丽华，林成，
申请(专利权)人：福建省大地管桩有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35