一種免壓蒸高性能防腐樁及其製備方法
2023-07-24 11:59:21 1
一種免壓蒸高性能防腐樁及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種免壓蒸高性能防腐樁及其製備方法，由膠凝材料、粗骨料、細骨料、外加劑和水組成；其中每立方米防腐樁包含膠凝材料350-450kg、粗骨料1100-1300kg、細骨料630-730kg、外加劑1.0-3.0kg和水110-150kg；所述膠凝材料由水泥、改性礦粉和活性激發劑組成，所述改性礦粉和活性激發劑分別為10-40wt％和0.3-1wt％，其餘為水泥。本發明的製備方法，其工藝簡單，周期相較普通方法縮短很多，成本也有降低，同時通過一次常壓蒸養工藝，即80-100℃下常壓蒸汽養護5-9小時，混凝土強度達到80MPa以上，實現免壓蒸工藝。
【專利說明】一種免壓蒸高性能防腐粧及其製備方法
【技術領域】:
[0001]本發明屬於建築高強混凝土管樁【技術領域】，具體涉及一種免壓蒸高性能防腐樁及其製備方法。
【背景技術】:
[0002]預應力高強混凝土管樁(C80管樁)是一種重要的樁基材料，高層建築、大跨度橋梁、高速公路和港口碼頭等工程均需要優質的樁基礎。應用樁基礎可以縮短建設周期，同時節約大量的能耗和材料，因而在建築業得到了廣泛的應用。
[0003]國內C80管樁的生產廠家普遍採用兩次蒸汽養護，常壓蒸汽養護與高壓蒸汽養護，以使C80管樁在較短時間內獲得出廠強度。常壓蒸汽養護是在溫度低於100°C條件下進行養護，包括靜停、升溫、恆溫、降溫過程；而蒸壓養護需在蒸汽壓力0.95-1.0MPa和溫度170-180°C的條件下，養護10-20h。蒸壓養護是整個管樁生產過程中耗能、耗時最多的工序，不僅需要添加蒸壓釜設備，能耗高，維護費用增加。
[0004]目前管樁生產中普遍使用磨細石英砂做摻合料，來降低成本。在壓蒸條件下，磨細石英砂能夠與水泥水化產物發生化學反應生成強度很高的託勃萊石。但在常壓蒸養條件下，磨細石英砂的活性很低，基本不參與水化反應。矽灰、磨細礦粉等高活性摻合料能提高混凝土強度，但價格較高，會增加管樁生產成本；若將膠凝材料用量增加10-20%，可提高混凝土強度，實現免壓蒸工藝，但生產成本也會增加很多。
[0005]C80管樁若能實現免壓蒸工藝，可簡化施工環節、對管樁產品節能減排具有重要意義。但目前的製備方法很難在不增加管樁生產成本的前提下，實現免壓蒸生產工藝。
【發明內容】
:
[0006]本發明的目的是為了克服現有技術中的不足之處，提供一種免壓蒸高性能防腐樁，僅需一次常壓蒸汽養護，簡化了施工環節，降低能耗，縮短了生產周期，樁身的力學性能符合 GB13476-2009 要求。
[0007]—種免壓蒸高性能防腐樁，由膠凝材料、粗骨料、細骨料、外加劑和水組成；其中每立方米防腐樁包含膠凝材料350-450kg、粗骨料1100-1300kg、細骨料630_730kg、外加劑
1.0-3.0kg和水110-150kg ;所述膠凝材料由水泥、改性礦粉和活性激發劑組成，所述改性礦粉和活性激發劑分別為10-40被％和0.3-lwt%，其餘為水泥。
[0008]所述水泥為42.5級以上的矽酸鹽水泥；所述改性礦粉為S95級礦粉；所述活性激發劑由有機聚合物和無機物複合而成。
[0009]所述矽酸鹽水泥為以矽酸鈣為主的矽酸鹽水泥熟料；所述S95級礦粉為5wt%以下的石灰石或粒化高爐礦渣和石膏經乾燥、粉磨工藝處理後得到，活性指數為S≥95。
[0010]所述活性激發劑主要成份為具有空間網狀結構的端羥基聚丙烯酸酯改性水性聚氨酯或羥基丙烯酸脂。
[0011]所述粗骨料為煤系高嶺土、改性磷礦粉、矽烷偶聯劑處理後的重晶石礦粉；所述細骨料為氧化鈣、氧化鋅、硝酸鈣、複合氨基醇、木質素磺酸鈉中的一種或幾種；所述細骨料的粒徑為50-100微米。
[0012]所述外加劑為主鏈為甲基丙烯酸，側鏈為乙烯醇聚乙烯醇的減水劑，為梳狀分子結構。
[0013]一種免壓蒸高性能防腐樁的製備方法，包括如下步驟:
[0014](I)稱取膠凝材料350-450kg、細骨料630_730kg、外加劑1.0-3.0kg和水77-105kg，攪拌；
[0015](2)再加入粗骨料1100_1300kg和剩餘的水；攪拌，裝入己安裝有鋼筋籠骨架的模
具中；
[0016](3)依次進行合模、預應力張拉、離心成型作業、常壓蒸汽養護和脫模，待冷卻後，得到免壓蒸高性能防腐樁。
[0017]所述步驟I中的攪拌速率為700-1200轉/分鐘；所述攪拌時間為5_15分鐘。
[0018]所述步驟3中蒸養條件為常壓蒸汽養護，溫度為80-100°C，養護時間為5-9小時；所述預應力張拉中張拉力約為預應力鋼筋總抗拉強度的70%。
[0019]一種免蒸壓高性能防腐管樁的生產方法，其混凝土主要由膠凝材料、砂、碎石、外加劑，礦物摻合料和水等組成，其中水灰比為0.2-0.4，膠凝材料為水泥或水泥和摻合料的混合物。膠凝材料的比表面積為300kg/m3~450kg/m3 ;砂的細度模數為2.0~3.5，砂率為27~44% ;碎石的粒徑為5~25mm ;外加劑為萘系高效減水劑或聚羧酸鹽高性能減水劑。外加劑的摻量為膠凝材料的0.6~3.0% ;摻合料為磨細砂、礦粉或粉煤灰中的一種或多兩種以上的混合物。礦物增效劑由40%~80%的磨細石膏和20%~60%的微珠組成或由30%~80%的磨細石膏和20%~70%的微矽粉組成。礦物增效劑的摻量為膠凝材料的20Z0~20% ;生產方法包括以下步驟:
[0020]A、先向混凝土攪拌機投入砂、膠凝材料、礦物激增效劑進行攪拌直至均勻，然後依次投入減水劑和整個配方中75%的水，再進行攪拌直至均勻，最後依次投入碎石和剩餘25%的水再進行攪拌直至均勻；
[0021]B、將步驟A中預攪拌好的混凝土混合物均勻裝入已安裝有鋼筋籠骨架的模具中，待布料結束後，進行合模及預應力張拉，張拉力約為預應力鋼筋總抗拉強度的70% ；
[0022]C、將裝有混凝土的模具在預應力張拉後進行離心成型作業，直至混凝土樁成型；
[0023]D、待離心結束後將裝有混凝土和鋼筋骨架籠的模具進行常壓蒸汽養護，常壓蒸養養護後脫模冷卻，即可；其中所述的常壓蒸汽養護的溫度為75-95°C,養護時間為5-7小時。即可得到成品。
[0024]本發明的有益效果:
[0025](I)本發明的在管樁混凝土中摻有活性激發劑，在膠凝材料用量不增加的條件下，通過一次常壓蒸養工藝，80-100°C下常壓蒸汽養護5-9小時，混凝土強度達到SOMPa以上，實現免壓蒸工藝。
[0026](2)本發明的免壓蒸工藝可簡化施工環節，降低能耗，縮短生產周期，降低生產成本，具有較高的經濟效益。
[0027](3)本發明的免壓蒸高性能防腐樁，通過一次蒸養工藝，混凝土強度達到SOMPa以上，在強度不變的情況下，可節省10-20%水泥。[0028](4)本發明中的活性激發劑是由有機聚合物為主的高效複合型混凝土添加劑，含有獨特的空間網狀結構，對絮凝的水泥顆粒具有很強的再分散作用，最大限度地激發水泥顆粒的水化作用，使得水泥水化完全，有效發揮水泥強度；在強度不變的情況下可以節約10-20%的水泥用量。
【具體實施方式】
[0029]實施例1
[0030](I)稱取42.5級以上的矽酸鹽水泥384.42kg、經乾燥、粉磨的石灰石2.1lkg和石膏40.89kg、端羥基聚丙烯酸酯改性水性聚氨酯1kg、氧化韓1.58kg、外加劑1.0kg和水77kg，以700轉/分鐘攪拌5分鐘；
[0031](2)再加入煤系高嶺土 1300kg和水33kg ;攪拌，裝入己安裝有鋼筋籠骨架的模具中；
[0032](3)依次進行合模、預應力張拉、離心成型作業、常壓蒸汽90°C下養護6.5小時和脫模，待冷卻後，得到免壓蒸高性能防腐樁。
[0033]所述預應力張拉中外加劑為主鏈為甲基丙烯酸，側鏈為乙烯醇聚乙烯醇的減水劑
[0034]所述張拉力約為預應力鋼筋總抗拉強度的70%。
[0035]常壓蒸養結束後對混凝土樁進行脫模待冷卻後即可得到成品，混凝土強度達到88MPa，產品符合要求。
[0036]實施例2
[0037](I)稱取42.5級以上的矽酸鹽水泥374.64kg、經乾燥、粉磨的高爐礦渣1.68kg和石膏40.32kg、和羥基丙烯酸脂2kg、氧化鈣1.36kg、硝酸鈣730kg、外加劑1.0kg和水105kg，以1200轉/分鐘攪拌5分鐘；
[0038](2)再加入煤系高嶺土 IlOOkg和水46kg ;攪拌，裝入己安裝有鋼筋籠骨架的模具中；
[0039](3)依次進行合模、預應力張拉、離心成型作業、常壓蒸汽95°C下養護7小時和脫模，待冷卻後，得到免壓蒸高性能防腐樁。
[0040]所述預應力張拉中外加劑為主鏈為甲基丙烯酸，側鏈為乙烯醇聚乙烯醇的減水劑
[0041]所述張拉力約為預應力鋼筋總抗拉強度的70%。
[0042]常壓蒸養結束後對混凝土樁進行脫模待冷卻後即可得到成品，混凝土強度達到89MPa，產品符合要求。
[0043]實施例3
[0044](I)稱取42.5級以上的矽酸鹽水泥265.5kg、經乾燥、粉磨的高爐礦渣7.2kg和石膏172.8kg、羥基丙烯酸脂2kg、氧化鋅2.5kg、氧化鋅630kg、外加劑2.0kg和水77kg，以700轉/分鐘攪拌15分鐘；
[0045](2)再加入煤系高嶺土 1300kg和水33kg ;攪拌，裝入己安裝有鋼筋籠骨架的模具中；
[0046](3)依次進行合模、預應力張拉、離心成型作業、常壓蒸汽80°C下養護5小時和脫模，待冷卻後，得到免壓蒸高性能防腐樁。
[0047]所述預應力張拉中外加劑為主鏈為甲基丙烯酸，側鏈為乙烯醇聚乙烯醇的減水劑[0048]所述張拉力約為預應力鋼筋總抗拉強度的70%。
[0049]常壓蒸養結束後對混凝土樁進行脫模待冷卻後即可得到成品，混凝土強度達到89MPa，產品符合要求。
[0050]實施例4
[0051](I)稱取42.5級以上的矽酸鹽水泥278.95kg、經乾燥、粉磨的石灰石2.8kg和石膏67.2kg、羥基丙烯酸脂1kg、氧化|丐0.05kg、粒徑為80微米的木質素磺酸鈉680kg、外加劑3.0kg和水105kg,以700轉/分鐘攪拌15分鐘；
[0052](2)再加入矽烷偶聯劑處理後的重晶石礦粉1300kg和水45kg ;攪拌，裝入己安裝有鋼筋籠骨架的模具中；
[0053](3)依次進行合模、預應力張拉、離心成型作業、常壓蒸汽100°C下養護9小時和脫模，待冷卻後，得到免壓蒸高性能防腐樁。
[0054]所述預應力張拉中外加劑為主鏈為甲基丙烯酸，側鏈為乙烯醇聚乙烯醇的減水劑
[0055]所述張拉力約為預應力鋼筋總抗拉強度的70%。
[0056]常壓蒸養結束後對混凝土樁進行脫模待冷卻後即可得到成品，混凝土強度達到88MPa，產品符合要求。
[0057]比較例I
[0058]一種高強混凝土管樁，混凝土配合比由膠凝材料、粗骨料、細骨料、外加劑、水組成；膠凝材料由水泥、改性礦粉組成；膠凝材料用量為480kg/m3 ;水灰比為0.30 ;砂的細度模數為2.6，砂率30% ;碎石的級配為5-25mm ;外加劑為減水劑，摻量為Iwt%。
[0059]生產過程:
[0060]先向混凝土攪拌機投入砂、膠凝材料、進行攪拌直至均勻，然後加入所需的減水劑和70%的水，再進行攪拌直至均勻，最後依次投入碎石和所剩餘30%的水再進行攪拌直至均勻；
[0061]將預攪拌好的混凝土混合物均勻裝入己安裝有鋼筋籠骨架的模具中，待布料結束後，進行合模及預應力張拉，張拉力約為預應力鋼筋總抗拉強度的70% ；
[0062]將裝有混凝土的模具在預應力張拉後進行離心成型作業，直至混凝土樁成型。
[0063]待離心結束後將裝有混凝土和鋼筋骨架籠的模具進行常壓蒸汽養護。常壓蒸汽養護的溫度為95°C，養護時間為7小時。
[0064]常壓蒸養結束後對混凝土樁進行脫模待冷卻後即可得到成品，混凝土強度達到88MPa，產品符合要求。
[0065]比較例2
[0066]一種高強混凝土管樁，混凝土配合比由膠凝材料、粗骨料、細骨料、外加劑、水組成；膠凝材料由水泥、改性礦粉組成；膠凝材料用量為400kg/m3 ;水灰比為0.30 ;砂的細度模數為2.6，砂率30% ;碎石的級配為5-25mm ;外加劑為減水劑，摻量為Iwt%。
[0067]生產過程:
[0068]先向混凝土攪拌機投入砂、膠凝材料、進行攪拌直至均勻，然後加入所需的減水劑和70%的水，再進行攪拌直至均勻，最後依次投入碎石和所剩餘30%的水再進行攪拌直至均勻；
[0069]將預攪拌好的混凝土混合物均勻裝入己安裝有鋼筋籠骨架的模具中，待布料結束後，進行合模及預應力張拉，張拉力約為預應力鋼筋總抗拉強度的70% ；
[0070]將裝有混凝土的模具在預應力張拉後進行離心成型作業，直至混凝土樁成型。
[0071]待離心結束後將裝有混凝土和鋼筋骨架籠的模具進行常壓蒸汽養護。常壓蒸汽養護的溫度為95°C，養護時間為7小時。然後在蒸汽壓力0.95-1.0MPa和溫度170_180°C的條件下，養護10-20h。
[0072]蒸養結束後對混凝土樁進行脫模待冷卻後即可得到成品，混凝土強度達到89MPa，產品符合要求。
[0073]綜合比較:
[0074]
【權利要求】
1.一種免壓蒸高性能防腐樁，其特徵在於，由膠凝材料、粗骨料、細骨料、外加劑和水組成；其中每立方米防腐樁包含膠凝材料350-450kg、粗骨料11OO-1300kg、細骨料630-730kg、外加劑1.0-3.0kg和水110_150kg ;所述膠凝材料由水泥、改性礦粉和活性激發劑組成，所述改性礦粉和活性激發劑分別為10-40被％和0.3-lwt%，其餘為水泥。
2.根據權利要求1所述的免壓蒸高性能防腐樁，其特徵在於，所述水泥為42.5級以上的矽酸鹽水泥；所述改性礦粉為S95級礦粉；所述活性激發劑由有機聚合物和無機物複合--? 。
3.根據權利要求2所述的免壓蒸高性能防腐樁，其特徵在於，所述矽酸鹽水泥為以矽酸鈣為主的矽酸鹽水泥熟料；所述S95級礦粉為5wt%以下的石灰石或粒化高爐礦渣和石膏經乾燥、粉磨工藝處理後得到，活性指數為S ^ 95。
4.根據權利要求1所述的免壓蒸高性能防腐樁，其特徵在於，所述活性激發劑主要成份為具有空間網狀結構的端羥基聚丙烯酸酯改性水性聚氨酯或羥基丙烯酸脂和氧化鈣或氧化鋅。
5.根據權利要求1所述的免壓蒸高性能防腐樁，其特徵在於，所述粗骨料為煤系高嶺土、改性磷礦粉、矽烷偶聯劑處理後的重晶石礦粉；所述細骨料為氧化鈣、氧化鋅、硝酸鈣、複合氨基醇、木質素磺酸鈉中的一種或幾種；所述細骨料的粒徑為50-100微米。
6.根據權利要求1所述的免壓蒸高性能防腐樁，其特徵在於，所述外加劑為主鏈為甲基丙烯酸，側鏈為乙烯醇聚乙烯醇的減水劑。
7.一種免壓蒸高性能防腐樁的製備方法，其特徵在於，包括如下步驟: (1)稱取膠凝材料350-450kg、細骨料630-730kg、外加劑1.0-3.0kg和水77_105kg，攪拌; (2)再加入粗骨料1100-1300kg和剩餘的水；攪拌，裝入己安裝有鋼筋籠骨架的模具中； (3)依次進行合模、預應力張拉、離心成型作業、常壓蒸汽養護和脫模，待冷卻後，得到免壓蒸高性能防腐樁。
8.根據權利要求7所述的免壓蒸高性能防腐樁的製備方法，其特徵在於，所述步驟I中的攪拌速率為700-1200轉/分鐘；所述攪拌時間為5-15分鐘。
9.根據權利要求7所述的免壓蒸高性能防腐樁的製備方法，其特徵在於，所述步驟3中蒸養條件為常壓蒸汽養護，溫度為80-100°C，養護時間為5-9小時；所述預應力張拉中張拉力約為預應力鋼筋總抗拉強度的70%。
【文檔編號】C04B14/10GK104016640SQ201410282660
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月23日 優先權日:2014年6月18日
【發明者】魯秋月, 熊斌, 方謙, 苟德勝, 李斌斌, 吳得運, 楊寶鵬, 楊飛, 魯鵬 申請人:上海建華管樁有限公司