高强度预应力混凝土带节管桩及其制备方法技术

一种高强度预应力混凝土带节管桩，系在所述管桩桩体上间距形成多个环状突起节部，各个节部之间的管桩桩体形成桩轴部，用混凝土将各部浇注一体，所述混凝土带节管桩桩体内嵌有ＰＣ钢棒及钢筋，其特征在于，所述高强度预应力混凝土带节管桩混凝土内添加有５－２５％的平均粒径０．１－０．５微米的硅灰（粉状二氧化硅）。根据本发明专利技术，籍由在原材料中加入硅灰，可防止在常压蒸汽养护或其后阶段发生节部开裂等情况。同时，改变混凝土带节管桩的节部构造，也有利于其强度的提高。另外，根据本发明专利技术，在桩轴部与节部之间，由于借助了锥部连接高低差，从而使得在制桩时的拆模作业变得容易。另外，由于节部起到了增加强度的效果，有利于管桩的搬运及施工。

High strength prestressed concrete band pipe pile and preparation method thereof

A kind of high strength prestressed concrete pipe pile with section, tied to the pile body spacing to form a plurality of annular projection section, tubular pile body between each section of the formation of a pile shaft part, with the development of concrete pouring, the concrete pipe pile body is embedded with steel and steel, its characteristics is that the average particle of the high strength prestressed concrete pipe pile with concrete are added in the 5 - 25% 0.1 - 0.5 micron diameter silica (silica powder). According to the present invention, silica fume is added to the raw material to prevent joint cracking in atmospheric steam curing or subsequent stages. At the same time, changing the joint structure of the concrete band pipe pile is also beneficial to the improvement of its strength. In addition, according to the invention, between the pile shaft parts and joint parts, a conical part is used for connecting the height difference, which makes the pile fabrication the stripping operation easier. In addition, because the section has the effect of increasing the strength, it is beneficial to the transportation and construction of the pipe pile.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种建筑基础用桩及其制备方法，特别是，本专利技术涉及一种高强 度预应力混凝土带节管桩及其制备方法，所述混凝土带节管桩具有优于直桩的支 撑力。
技术介绍
预制混凝土管桩包括预应力混凝土管桩(代号PC管桩)、预应力高强混凝土 管桩(代号PHC或PRC管桩)及先张法薄壁预应力混凝土管桩(代号PTC管桩)。 预应力混凝土管桩有施工速度快，质量容易保证、有桩身强度高(C60 C80), 沉桩能力强，单桩承载力高，施工周期短,造价低等优点。预应力混凝土管桩作为一 种新型的工程基桩，已被广泛应用到高层建筑、民用住宅、公用工程、大跨度桥 梁、高速公路、港口、码头等工程中。但在生产过程中，由于某种因素的影响，管桩产品也往往会出现一些外观和 内在质量的缺陷和不足。尤其在桩身竖向承载力上。在桩基施工中，打裂、打断 管桩的现象时有发生。其缺点主要表现如下。(1)单桩承载力不满足设计要求；(2)预应力管桩桩身质量；(3)预应力管 桩焊接质量和接头连接问题；(4)桩位偏差过大；(5)桩管进水桩端强风化软质 岩软化；(6)节部容易开裂等问题。上述问题与预应力混凝土管桩的结构、所使用的材料及其外部形状有关。为此，有人专利技术了带节的预应力混凝土管桩。例如，公开号为特开平 11-048232的日本专利公开了一种带节的预应力混凝土管桩。所述混凝土带节管 桩系在所述管桩上间距形成多个节部，各个节部之间区域形成桩轴部，所述节部 直径大于桩轴部，所述混凝土带节管桩用混凝土将各部浇注一体。且所述带节预 应力混凝土管桩中设置有钢棒，由此，提高单桩承载力。然而，其节部仍存在容 易开裂等缺点。上述问题也与预应力混凝土管桩的制造、养护方法等有关。3例如，混凝土的原材料主要有水泥、骨料、外加剂、水和掺合物等。作为掺 合料常用有粉煤灰、矿粉、磨细石英砂等。但是，水泥、骨料等因温差大等原 因导致开裂。常用的粉煤灰、矿粉、磨细石英砂等掺合料的活性一般比水泥小， 早期强度较低，难以起到补助作用。但在碱性介质和硫酸盐的激发下可增大其活 性(二次水化反应)，对混凝土的后期强度有利。水泥水化反应是放热反应，反应条件(介质的酸碱度反应时的温度和压力等) 发生改变(甚至微小的变化)都会影响水化物品晶体结构的形成和熟化的程度， 对混凝土强度产生很大的影响。为此，在预应力混凝土管桩及其生产中，养护具有特别重要的意义。水泥与 水混合后很快就发生水化反应。反应从颗粒的表面开始，形成相应的水化物。水 化物溶于水，暴露出新的表面使反应继续进行。首先形成以水化硅酸钙为主体的 半渗透膜层，包围在水泥颗粒表面，随着反应的进行，半渗透膜层逐渐扩大、延 伸、连结、形成充满水泥颗粒之间空隙的凝胶体。凝胶体在不同的环境条件下失 水结晶、硬化而具有强度。另外，粉煤灰、矿粉、磨细石英砂等掺合料的细度以单位重量面积表示，分别在400-700m7kg、 350-600m7kg及300-400m7kg等。填充在水泥颗粒之间时， 难以降低孔隙尺寸及降低渗透性。并使得水化作用产生的氢氧化钙晶体尺寸较大， 取向难以随机。又，由于上述细度所体现的比表面积较小，导致在骨料和钢筋下面有泌水聚 集，界面强度降低，不利于进一步提高混凝土强度、密实性及耐久性。通常，蒸压养护是管桩混凝土获得高强度的重要手段，是生产PHC或PRC 桩的必由之路。在高压高温的饱和蒸汽中，水的作用变得很活泼，水热作用更进 一步促进水泥的水化反应，和晶体形态的重组与成熟。在常压蒸汽养护条件下得 不到更高强度的托勃莫来石族水化产物。在高温高压条件下可能形成，并且由于 高温高压作用可使混凝土中最薄弱的集料界面得到很大的改善和提高。对于混凝土带节管桩来说，通常，先经常压蒸汽养护之后，再经蒸(高)压养 护。先经常压蒸汽养护可以得到所述带节管桩的80MPa以上的强度，但是在蒸压 养护阶段，因管桩体的温度变化，而导致其节部因温差发生开裂。本专利技术人发现，籍由在原材料中加入硅灰(粉状二氧化硅)，可防止在蒸压养 护或其后阶段发生节部开裂等情况。同时，本专利技术人发现，改变混凝土带节管桩的节部构造，也有利于其强度的提高。
技术实现思路
为此，本专利技术的目的在于，提供一种高强度预应力混凝土带节管桩，所述混 凝土带节管桩借助于节部连接高低差，从而使得在制桩时的拆模作业变得容易了。 另外，在桩的运搬及施工时，由于节部的存在，还起到了增加强度的效果。借助 于硅灰的添加，可以防止节部开裂现像的发生，提高强度，从而具有优异的支撑 力。本专利技术的目的还在于，提供一种高强度预应力混凝土带节管桩的制备方法， 所述混凝土带节管桩借助于节部连接高低差，从而使得在制桩时的拆模作业变得 容易了。另外，在桩的运搬及施工时，由于节部的存在，还起到了增加强度的效 果。借助于硅灰的添加，可以防止节部开裂现像的发生，提高强度，从而具有优 异的支撑力。本专利技术的高强度预应力混凝土带节管桩的技术方案如下。一种高强度预应力混凝土带节管桩，所述混凝土带节管桩系在所述管桩桩体 上间距形成多个环状突起节部，各个节部之间的管桩桩体形成桩轴部，所述节部 直径大于桩轴部，所述混凝土带节管桩用混凝土将各部浇注一体，所述混凝土带 节管桩桩体内嵌有PC钢棒，其特征在于，所述高强度预应力混凝土带节管桩混凝土内添加有5—25%的平均粒径0. l—O. 5微米的硅灰(粉状二氧化硅)。根据本专利技术的高强度预应力混凝土带节管桩，所述高强度预应力混凝土带节 管桩混凝土内添加有5 — 25%的平均粒径0. l — 0.5微米的硅灰(粉状二氧化硅)， 由此，可以在常压蒸汽养护之后得到80MPa以上的强度，且在其节部不因温度变 化，发生开裂。因为，本专利技术的硅灰组成以粉状二氧化硅(比例90-95%)为主，含有微量的 氧化铁、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化钠、及氧化钾等矿物质。其平均粒径在 0. l一O. 5微米，则其细度以单位重量面积表示，相当于15， 000-25， 000m7kg。相 比较之下，粉煤灰、磨洗矿渣及普通水泥的细度则分别相当于400-700m2/kg、 350-600mVkg及300-400m7kg。硅灰粒径为它们的数十分之一或数百分之一，而 表面积为它们的数十乃至数百倍。根据上述细度，微硅粉即硅灰颗粒可以填充在水泥颗粒之间，从微观尺度提 供水泥浆的密实程度，将孔隙尺寸降低。同时，可以阻断许多连通孔，大幅度降 低渗透性。另外，微小的硅灰颗粒在水泥颗粒周围具有晶种作用，使得水化作用 产生的氢氧化l丐警惕尺寸更小，取向更加随机。再有，由于硅灰的比表面积巨大， 一立方混凝土中掺入40kg的硅灰，相当于 引入约为一平方公里的表面积，湿润如此大的表面积的水分被 就地滞留而无法 迁移，因此，微硅粉混凝土完全没有泌水，并且在骨料和钢筋下面也无泌水聚集， 界面强度提高。另外，无定型玻璃态硅灰举有的高火山灰特性生成水化硅酸钙凝 胶，进一步提高混凝土强度、密实性及耐久性。优选的是，根据本专利技术的高强度预应力混凝土带节管桩，所述高强度预应力 混凝土带节管桩混凝土内添加有5 — 15%的硅灰，由此，可以在常压蒸汽养护或 其后阶段之后得到80MPa以上的强度，且在其节部不因温度变化，发生开裂。优选的是，根据本专利技术的高强度预应力混凝土带节管桩，所述高强度预应力 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强度预应力混凝土带节管桩，所述混凝土带节管桩系在管桩桩体上间距形成多个环状突起节部，各个节部之间的管桩桩体形成桩轴部，所述节部直径大于桩轴部，所述混凝土带节管桩用混凝土将各部浇注一体，所述混凝土带节管桩桩体内嵌有ＰＣ钢棒，其特征在于，所述高强度预应力混凝土带节管桩混凝土内添加有５－２５％的平均粒径为０．１－０．５微米的硅灰。

【技术特征摘要】
1. 一种高强度预应力混凝土带节管桩，所述混凝土带节管桩系在管桩桩体上间距形成多个环状突起节部，各个节部之间的管桩桩体形成桩轴部，所述节部直径大于桩轴部，所述混凝土带节管桩用混凝土将各部浇注一体，所述混凝土带节管桩桩体内嵌有PC钢棒，其特征在于，所述高强度预应力混凝土带节管桩混凝土内添加有5—25％的平均粒径为0.1—0.5微米的硅灰。2. 如权利要求1所述的高强度预应力混凝土带节管桩，其特征在于，所述高强度预应力混凝土带节管桩混凝土内添加有5 — 15%的平均粒径为0. 15微米的硅灰。3. 如权利要求1所述的高强度预应力混凝土带节管桩，其特征在于，在所述混凝土带节管桩桩体内，在所嵌PC钢棒之间，设置有异形钢筋。4. 如权利要求1所述的高强度预应力混凝土带节管桩，其特征在于，在所述混凝土带节管桩的桩轴部与节部之间，形成有锥部。5. 如权利要求1所述的高强度预应力混凝土带节管桩，其特征在于，所述桩轴部及节部的断面为正多边形。6. —种高强度预应力混凝土带节管桩的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：会泽，祥弘，
申请(专利权)人：上海陆驱商贸有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]