一种免压蒸phc管桩的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种混凝土管粧的制备方法，尤其涉及一种免压蒸PHC管粧的制备方 法，属于管粧技术领域。
【背景技术】
[0002] 目前，高强混凝土管粧经离心成型后，先采用常压蒸汽养护，经历静停、升温、 恒温、降温四个阶段，温度在60°C~70°C，时间为4~7小时，然后脱模，再进行压蒸养 护。压蒸养护采用压蒸釜，养护时蒸汽压力达到〇. 9MPa~1.0 MPa，温度在180°C左右， 历时为7~10小时。混凝土在蒸汽养护过程中，由于温度的快速升高和降低，管粧混凝土内 外温差过大，管粧粧身易产生裂缝，甚至开裂，造成混凝土管粧强度降低，使管粧产品质量 严重下降；另外，高压蒸汽养护能耗高，养护过程中会有大量热能被排掉，造成能源浪费， 而且燃煤会产生大量的烟气，需对烟气进行处理，加重了企业的环保负担。再有，压蒸釜 设备投入大，工艺复杂，特别是安全事故隐患多。所以省去压蒸环节具有巨大的社会效 益和经济效益。
[0003] 国家知识产权局于2013年4月10日公开了一件授权公告号为CN103030342B，名 称为"一种免压蒸预应力高强离心管粧及其制备方法"的发明专利，该专利公开的制备方法 如下：六、将4451^/111 3水泥、70 1^/1113微珠、35 1^/1113娃灰、720 1^/1113砂、11911^/1113碎石、1.9 kg/m3减水剂、104. 5 kg/m3水，其中水胶比0. 19混合制成混凝土；B、采用上述混凝土在钢模 中布料、合模张拉后，在离心机上离心成型制成预应力混凝土管粧，所述离心成型工艺中分 低速、中速、中高速、高速四个阶段；C、离心成型后的预应力混凝土管粧进行一次常压蒸汽 养护或水养，控制恒温温度在75°C~95°C;然后自然停放，7天即可，混凝土强度118. OMPa。 该专利制得的管粧在75°C~95°C养护后需自然停放7天，养护时间较长，导致生产周期长。
[0004] 又如公开号CN104960086A，名称为"一种免压蒸管粧的生产方法"的发明专利，该 方法主要靠激发剂激发粉煤灰活性，增加混凝土强度，但是激发剂由二甘醇、三乙醇胺和扩 散剂NNO加入到膨胀珍珠岩中制得，制备方法复杂且不经济；而公开号CN104742249A的专 利通过添加实心玻璃微珠和95级磷渣达到免压蒸的目的，但是成本高，收缩大。
[0005] 现有技术中的免蒸压混凝土中常包含一定量的石膏，以起到缓凝的作用，但在有 石膏存在的情况下，水泥中的C 3A水化产物为AFt (三硫型水化硫铝酸钙）和AFm (单硫型 水化硫铝酸钙)，对于常压蒸养来说，石膏存在会导致延迟钙矾石的生成，称为DEF现象，而 DEF被认为是一种潜在的影响混凝土耐久性的破坏性反应，混凝土中的DEF反应是指蒸汽 养护结束后正常的温湿养护阶段，低稳的低硫型硫铝酸钙（AFm)向钙矾石（AFt)转变造成 的。相关研究得出，有效避免DEF反应的最佳允许养护温度为65~70°C，但是在较短时间 内提高混凝土的强度，缩短工期，该养护温度过低，不利于工业化大生产。
[0006] 磷渣是磷矿石热法生产黄磷过程中排放的工业废渣，每生产It黄磷，大约产生 8~IOt磷渣。近年来，随着我国黄磷生产工业的迅速发展，磷渣的排放量也随之增多，每 年都在500万t以上，且逐年递增。大量的磷渣堆积，不仅占用大量的土地，而且磷渣中 的有害物质会随雨水渗入地下，造成地下水的污染。同时，也造成了大量废渣资源的浪费； 因此，加大磷渣资源的利用率已经刻不容缓。
[0007] 综上，现有技术存在的问题如下：1)免蒸压混凝土的制备方法复杂，成本高，收缩 大，品质低；2)大部分混凝土中含石膏，导致DEF现象，影响管粧体积稳定性；3)磷渣得不到 有效利用，造成大量的土地被占用，且对水资源进行了不同程度的污染。
【发明内容】
[0008] 本发明为了解决现有技术中，管粧混凝土中因石膏的存在导致延迟钙矾石反应， 影响混凝土的耐久性的问题，提出一种免压蒸PHC管粧的制备方法，通过特定水泥熟料选 择以及其他原料的配合使用，实现在没有石膏的情况下，也能达到管粧混凝土的使用要求， 具有提尚管粧的体积稳定性、提尚免压蒸混凝土的耐久性以及缩短工期的优点。
[0009] 为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下： 一种免压蒸PHC管粧的制备方法，其特征在于：包括以下工艺步骤： (1) 将中砂670~700kg/m3、石子1130~1200kg/m3、硅酸盐水泥熟料380~450kg/ m3、磷渣22~35kg/m3、娃灰12~15kg/m3、葡萄糖酸钠0· 425~lkg/m3加入搅拌机中，搅 拌60~70s，然后加入119~140kg/m3水以及8~9. 5kg/m 3萘系高效减水剂，搅拌90~ 120s ； (2) 将步骤（1)得到的混凝土经过布料、合模、张拉处理后备用； (3) 将步骤（2)张拉后的管粧进行离心，所述离心包括低速、低中速、中速及高速离心； 进一步地，所述低速离心是指转速55~65r/min，时间为230~250s ;所述低中速离心是指 转速106~132r/min，时间为50~70s ;所述中速离心是指转速197~250r/min，时间为 170~190s ;所述高速离心是指转速410~430r/min，时间为290~310s ; (4) 将离心后的管粧放入蒸汽养护池内养护。
[0010] 上述步骤（1)中，所述中砂含泥量彡0. 8%，细度模数为2. 8~3. 0。
[0011] 步骤（1)中，所述的石子为碎石，粒径为5~20mm。
[0012] 步骤（1)中，所述萘系高效减水剂的含固量为28~32%，减水率为18~22%。
[0013] 步骤（4)中，所述的养护是指将离心后的管粧在25~30°C下静停2~4h ;然后置 于蒸养池中，在2~3h内匀速升温至95~98°C，随后在95~98°C下在保温4~6h，冷却 后脱模即可。
[0014] 进一步地，所述脱模后的管粧强度大于70MPa。
[0015] 本发明所述的硅酸盐水泥熟料通过申请号为201510378815. 8，名称为"一种小颗 粒硅酸盐水泥熟料及其制备方法"的专利制备得到。
[0016] 本发明的有益效果： (1)本发明的制备方法中采用不含石膏的硅酸盐水泥作胶凝材料，并通过葡萄糖酸钠 调节水泥的凝结时间，与现有技术中的常规的硅酸盐水泥，如以硅酸钙为主的硅酸盐水泥 熟料和5%以下的石灰石或粒化高炉矿渣，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料相比，本发 明避免了硫酸根离子的引入，从而解决现有技术中的免压蒸混凝土管粧在80~KKTC下养 护时，出现DEF现象，影响管粧耐久性的问题；同时避免高温蒸汽养护时，混凝土出现AFt脱 水现象，当混凝土温度恢复至常温，混凝土会吸收空气中的水蒸气，重新生成钙矾石，体积 膨胀至120%，导致管粧体积稳定性差的问题；而添加少量硅灰作为填充材料，具有成本低， 生产周期短的优点。
[0017] 与现有技术中的非免压蒸管粧相比，本发明省去高温高压养护的过程，节约能源 消耗，实际生产中，每米管粧可节省大约21. 6元，从而可提高水泥生产企业的经济效益；本 发明相对于在65~75°C下养护的免压蒸管粧混凝土来说，在保证质量的同时，其制备效率 更高，从而实现缩短生产周期的目的。
[0018] 经检索，未见有完全不含石膏的管粧混凝土的记载，管粧混凝土中只要有石膏存 在，如果在较高温度下养护，势必会造成管粧体积耐久差的问题，而本申请很好地解决了此 问题。
[0019] 另外，本发明通过添加特定比例的磷渣，改善混凝土拌合物的工作性能，提高混 凝土的后期强度，在蒸汽养护下，迅速与水泥水化的Ca(OH) 2发生二次火山灰反应，改善内 部结构，提高混凝土致密性，以使管粧混凝土的蒸养强度达到规定值，且磷渣来源广泛，变 废为宝，可减轻环境压力，降低生产成本；磷渣内部含有可溶性P 2O5、氟与水泥水化析出的 Ca(OH)2反应，生成不溶性的磷酸钙和氟羟磷灰石，包裹在水泥粒子周围，延缓了水泥的凝 结硬化，从而提高管粧质量稳定性，同时有效解决了磷渣占用大量土地以及污染环境的问 题。
[0020] (2)本发明通过对中砂和石子的进一步选择，砂、石的配比良好，砂率适中，使得本 发明的混凝土在离心成型时更为紧密，进一步平衡了混凝土的流动性和稳定性的问题。
[0021] (3)本发明通过合理的混凝土配合比设计，使得混凝土中各组分离心时更加紧密， 通过葡萄糖酸钠和磷渣掺量的控制，使得水泥的初凝时间与离心结束时间一致，保证在离 心过程中无余衆产生。
【具体实施方式】
[0022] 实施例1 一种免压蒸PHC管粧的制备方法，包括以下工艺步骤： (1) 将按重量比称取的中砂700kg/m3、石子1200kg/m3、硅酸盐水泥熟料380kg/m 3、磷渣 35