专利名称：一种高耐久性高承载力混凝土管桩的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种应用于隧道、地铁的高耐久性、高承载力混凝土管桩以及所述管桩的制备方法。
背景技术：
随着我国经济的快速发展，铁路、公路隧道、城市地铁建设迅猛增加，适用于铁路、 公路隧道、城市地铁建设的混凝土管桩的需求量也随着增加。为了提高混凝土管桩的耐久性和承载力，传统的混凝土管桩大多是通过增加钢材用量、增加管桩厚度来提高其抗荷载能力及抗渗能力的，这种技术措施造成管桩既很笨重，又不经济，施工费用有很高，更关键的管桩对于抵抗高寒、高碱及高硫酸盐，其效果甚微，工程运营中维修费用高，耐久性差。RPC(活性粉末混凝土)是继高强、高性能混凝土之后，由加拿大、法国等西方国家科研人员与二十世纪九十年代初开发出的一种超高强度、高韧性、高耐久性、体积稳定性优越的新型材料。该材料的抗压强度可达140 200MPa，抗折强度可达20 50Mpa，材料弹性模量为40 60Gpa，抗渗性> P16。在国内对RPC材料的应用仅用于铁路桥梁、人行道构件，到目前为止，用活性粉末混凝土制造混凝土管桩还是空白。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种具有高耐久性、高承载力的混凝土管桩，以满足铁路、公路及城市地铁工程在高寒、高碱、高硫酸盐腐蚀地带对管桩的高耐久性、高承载力需求。上述目的是通过以下技术手段加以实现的一种高耐久性高承载力混凝土管桩， 其特征在于所述的混凝土片是由如下质量分配比的原料制成685 760份普通硅酸盐水泥；平均粒径0. 30um、Sio2含量彡92%的硅粉170 200份；粒径0. 16 1. 25mm的石英砂1100 1190份；高效减水剂13 15份；水 165 190 份；直径0. 18 0. 25mm、长度11 15_的镀铜钢纤维90 150份。上述配方也可以采用如下优选范围700 720份普通硅酸盐水泥；平均粒径0. 30um、Sio2含量彡92%的硅粉180-190份；粒径0. 16 1. 25mm的石英砂1140 1160份；高效减水剂13 15份；7jC 170 180 份；直径0. 18 0. 25mm、长度11 15_的镀铜钢纤维100 120份。上述高耐久性高承载力混凝土管桩的其制备过程步骤如下
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①将配方限定的镀铜钢纤维和石英砂加入搅拌机并搅拌1 1. 5分钟至均勻，制成备用物料；②向备用物料中加入配方限定的水泥和硅粉以及配方水量的30%继续搅拌 0. 5 1. 0分钟至均勻备用；③将上述配方中的高效减水剂及剩余水量混合均勻后再加入经步骤②制得的物料中，再搅拌1. 5 2. 5分钟得到RPC混合料；④通过注料设备将经步骤③制得的RPC混合料注入配有钢筋骨架的模具中，然后进行振动成型；⑤振动成型时，采取边布料边振动的方式进行，振动频率分两级先采用30Hz频率震动4 5分钟，然后采用40Hz频率振动2 3分钟，总振动时间6 8分钟。⑥将成型好的模具连同产品一并放入温度在75°C 95°C之间、湿度不低于95% 的蒸汽环境中养护36 48h，脱模即可制得具有高耐久性、高承载力的混凝土管桩。本发明的有益之处在于由上述配方和步骤制备的混凝土管桩，其抗压强度可达 140 200Mpa ；抗折强度可达20 30Mpa ；抗渗等级大于P16 ；600次快速冻融试验动弹性模量、质量均无损失。本发明的优点1、由上述配方和步骤制备的混凝土管桩抗压强度可达140 200Mpa ；抗折强度可达20 30Mpa，抗压强度高，韧性大，抵抗长期荷载、短期荷载能力强，支柱抗疲劳能力强。2、本发明所述的混凝土管桩，经600次快速冻融循环试验动弹性模量、质量无损失，零碳化深度、抗渗能力大于P16，决定了该产品能有效地阻止有害介质的侵入，抗碱、抗硫酸盐、耐寒能力极强，具有优异的耐腐蚀能力，并且其寿命可达100年以上。3、本发明所述混凝土管桩的高抗压强度、抗折能力，大大提高了支柱材料的力学性能，因而在钢筋不增加、厚度不减少的情况下，抗荷载将提高3 5倍，可大大减少截面厚度，节约钢材用量。
具体实施例方式具体实施例1 按如下比例配备原材料普通硅酸盐水泥710份；平均粒径 0. 30um、Sio2含量彡92%的硅粉185份；粒径0. 16 1. 25mm的石英砂1150份；高效减水剂14份；水175份；直径0. 18 0. 25mm、长度11 15mm的镀铜钢纤维110份。 上述原材料配备完成后按如下步骤进行制备①将配方限定的镀铜钢纤维和石英砂加入搅拌机并搅拌1 1. 5分钟至均勻，制成备用物料；②向备用物料中加入配方限定的水泥和硅粉以及配方水量的30%继续搅拌 0. 5 1. 0分钟至均勻备用；③将上述配方中的高效减水剂及剩余水量混合均勻后再加入经步骤②制得的物料中，再搅拌1. 5 2. 5分钟得到RPC混合料；④通过注料设备将经步骤③制得的RPC混合料注入配有钢筋骨架的模具中，然后进行振动成型；⑤振动成型时，采取边布料边振动的方式进行，振动频率分两级先采用30Hz频率震动4 5分钟，然后采用40Hz频率振动2 3分钟，总振动时间6 8分钟。⑥将成型好的模具连同产品一并放入温度在75°C 95°C之间、湿度不低于95% 的蒸汽环境中养护36 48h，脱模即可制得具有高耐久性、高承载力的混凝土管桩。具体实施例2 按如下比例配备原材料普通硅酸盐水泥68 5份；平均粒径 0. 30um、Sio2含量彡92%的硅粉170份；粒径0. 16 1. 25mm的石英砂1100份；高效减水剂13份；水165份；直径0. 18 0. 25mm、长度11 15mm的镀铜钢纤维90份，制备步骤同具体实施例1。具体实施例3 按如下比例配备原材料普通硅酸盐水泥760份；平均粒径 0. 30um、Sio2含量彡92%的硅粉200份；粒径0. 16 1. 25mm的石英砂1190份；高效减水剂15份；水190份；直径0. 18 0. 25mm、长度11 15mm的镀铜钢纤维150份，制备步骤同具体实施例1。具体实施例4 按具体实施例1或具体实施例2或具体实施例3的配方配备原材料，制备步骤除第五步外同具体实施例1。本具体实施例的制备步骤第五步为振动成型时，采取边布料边振动的方式进行，其离心成型时分三个阶段，第一阶段慢速布料阶段，离心机转速不超过8. 3Hz，持续时间为2-4分钟；第二阶段中速阶段，离心机转速逐渐由不超过8. 3Hz提升至13-16HZ，提速持续时间为3_5分钟；第三阶段高速密实阶段，离心机转速 16-27HZ，持续时间10-15分钟；振动成型时，混凝土布料分三次进行，每次布料为总料1/3 量，总振动时间约8-12分钟。采用本具体实施例的制备方法并使用顶管模具即可制得高承载力高耐久性的钢筋混凝土顶管。以上实施例仅用于阐述本发明，而本发明的保护范围并非仅仅局限于以上实施例。所述技术领域的普通技术人员依据以上本发明公开的内容和各参数所取范围，均可实现本发明的目的，这些变化应当理解为仍属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种高耐久性高承载力混凝土管桩，其特征在于所述的混凝土片是由如下质量分配比的原料制成685 760份普通硅酸盐水泥；平均粒径0. 30um、Sio2含量彡92%的硅粉170 200份； 粒径0. 16 1. 25mm的石英砂1100 1190份； 高效减水剂13 15份； 水165 190份；直径0. 18 0. 25mm、长度11 15mm的镀铜钢纤维90 150份。
2.根据权利要求1所述的高耐久性高承载力混凝土管桩，其特征在于所述的混凝土片是由如下质量分配比的原料制成700 710份普通硅酸盐水泥；平均粒径0. 30um、Sio2含量彡92%的硅粉180-190份； 粒径0. 16 1. 25mm的石英砂1140 1150份； 高效减水剂13 15份； 水170 180份；直径0. 18 0. 25mm、长度11 15mm的镀铜钢纤维100 120份。
3.根据权利要求2所述的高耐久性高承载力混凝土管桩，其特征在于所述的混凝土片是由如下质量分配比的原料制成710份普通硅酸盐水泥；平均粒径0. 30um、Sio2含量彡92%的硅粉185份； 粒径0. 16 1. 25mm的石英砂1150份； 高效减水剂14份； 水175份；直径0. 18 0. 25mm、长度11 15mm的镀铜钢纤维110份。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种高耐久性高承载力混凝土管桩，其制备过程步骤如下①将配方限定的镀铜钢纤维和石英砂加入搅拌机并搅拌1 1.5分钟至均勻，制成备用物料；②向备用物料中加入配方限定的水泥和硅粉以及配方水量的30%继续搅拌0.5 1. 0 分钟至均勻备用；③将上述配方中的高效减水剂及剩余水量混合均勻后再加入经步骤②制得的物料中， 再搅拌1. 5 2. 5分钟得到RPC混合料；④通过注料设备将经步骤③制得的RPC混合料注入配有钢筋骨架的模具中，然后进行振动成型；⑤振动成型时，采取边布料边振动的方式进行，振动频率分两级先采用30Hz频率震动4 5分钟，然后采用40Hz频率振动2 3分钟，总振动时间6 8分钟。⑥将成型好的模具连同产品一并放入温度在75。C 95°C之间、湿度不低于95%的蒸汽环境中养护36 48h，脱模即可制得具有高耐久性、高承载力的混凝土管桩。
全文摘要
一种高耐久性、高承载力混凝土管桩，其特征在于所述混凝土管桩是由如下质量分配比的原料组成685～760份普通硅酸盐水泥；平均粒径0.30um、Sio2含量≥92％的硅粉170～200份；粒径0.16～1.25mm石英砂1100～1190份；高效减水剂13～15份；水165～190份；直径0.18～0.25mm、长度11～15mm的镀铜钢纤维90～150份。制备过程为依次将钢纤维+细石英砂、水泥+硅粉+水份+高效减水剂搅拌均匀即得混合料。向模具注入料后振动成型，之后在温度为75℃～95℃，湿度不低于95％的蒸汽环境中养护36～48h后脱模。这种管桩具有高抗疲劳、耐腐蚀能力，截面厚度小的优点。
文档编号E02D5/30GK102276214SQ20101020100
公开日2011年12月14日 申请日期2010年6月12日 优先权日2010年6月12日
发明者党智斌, 黄贺明 申请人:黄贺明