专利名称：高强度高耐久性预应力混凝土桩及其生产方法
技术领域：
本发明涉及一种高强度高耐久性预应力混凝土桩及其生产方法。
背景技术：
预应力混凝土桩以它具有单桩承载力高，价格便宜，抗弯性能好、沉降量小、质量稳定可靠、施工速度快、工期短、施工现场文明、无砂石、水泥浆污染等特点已被广泛使用于工业建筑，民用建筑和桥梁，港口等基础工程。随着预应力混凝土桩应用范围的日益广阔，而严酷的地质环境，如海洋、港口、寒冷地区、地下水中侵蚀性介质浓度较高的西部、沿海及内陆地区的工程，也对预应力混凝土桩的强度及耐久性能提出了越来越高的要求。目前国内生产的预应力混凝土桩很难满足建筑设计、实际施工中对高耐久性能(高抗冻性，高抗硫酸盐侵蚀，高抗氯离子渗透)的要求。因此，需要一种新的高强度高耐久性预应力混凝土桩以解决上述问题。
发明内容
发明目的本发明的目的是针对现有技术中预应力混凝土桩在强度和耐久性能方面的不足，提供一种高强度高耐久性预应力混凝土桩及其生产方法。技术方案为实现上述发明目的，本发明的高强度高耐久性预应力混凝土桩可采用如下技术方案一种高强度高耐久性预应力混凝土桩，由泵送高强混凝土浇筑而成，所述泵送高强混凝土包括如下组分胶凝材料、细骨料、粗骨料、聚羧酸盐高性能减水剂和水，所述混凝土的容重为2400kg/m3-2600kg/m3，每立方米所述混凝土中所述胶凝材料的用量为300kg-500kg，水胶比为O. 2-0. 4，砂率为35% -48%，所述聚羧酸盐高性能减水剂的固体掺量为所述胶凝材料重量的O. 2% -O. 45%。有益效果本发明的高强度高耐久性预应力混凝土桩相对于现有混凝土桩的技术、品种，采用泵送混凝土技术，使得混凝土桩的密实程度得到很大改善，耐久性能得到极大提高；在泵送混凝土中使用聚羧酸盐高性能减水剂，使混凝土桩的强度有很大提高；优化了聚羧酸盐高性能减水剂的固体掺量与泵送混凝土技术结合，取得了意想不到的高强度高耐久性预应力混凝土桩。为实现上述发明目的，本发明的高强度高耐久性预应力混凝土桩的生产方法可采用如下技术方案一种高强度高耐久性预应力混凝土桩的生产方法，包括如下步骤(I)将所述细骨料和所述胶凝材料，投入到混凝土搅拌机中，搅拌直至均匀，然后将所述水的重量的70 90%投入混凝土搅拌机，再进行搅拌直至均匀，最后依次投入所述粗骨料、聚羧酸盐高性能减水剂和剩余的水再进行搅拌直至均匀；(2)将步骤(I)中预搅拌好的混凝土通过泵机均匀装入已安装有张拉好的钢筋笼骨架的模具中，张拉力为预应力钢筋总抗拉强度的70% -75% ；
(3)将装有混凝土的模具进行离心成型作业，直至混凝土桩成型；(4)待离心结束后将装有混凝土和钢筋骨架笼的模具进行常压蒸汽养护，常压蒸汽养护后脱模，再进入高压釜进行高压蒸汽养护；其中所述的常压蒸汽养护的恒温温度为650C _95°C，养护时间为4-6小时；其中所述的高压蒸汽养护的恒压压力为I. 0±0. 05Mpa,恒温温度为160°C _200°C，养护时间为6-8小时。有益效果本发明的高强度高耐久性预应力混凝土桩的生产方法采用了泵送混凝土技术，使得混凝土桩的密实程度得到很改善，耐久性能得到极大提高；在泵送混凝土中使用了聚羧酸盐高性能减水剂，使得混凝土桩的强度有很大提高；采用泵送混凝土技术生产混凝土桩，提高了生产效率，节约了生产成本，降低了工人的劳动强度，生产环境更加整洁。
具体实施例方式下面通过具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。具体实施例实施例I高强度高耐久性预应力混凝土桩，由泵送混凝土浇筑而成，泵送混凝土组分由胶凝材料、砂、碎石、高性能减水剂和水组成；其中混凝土容重为2500kg/m3，胶凝材料为水泥与磨细砂按照I : O. 5组成的混合物，每立方米混凝土中胶凝材料的用量为420kg，水胶比为O. 2 ;砂的细度模数为2. 8，砂率为38% ;碎石的粒径为5mm-25mm，压碎值为5% ;减水剂为聚羧酸高性能减水剂，固体掺量为胶凝材料重量的O. 35%。生产过程(I)先向混凝土搅拌机投入砂、胶凝材料进行搅拌至均匀，然后加入85%的水，进行搅拌均匀，最后加入碎石，减水剂和剩余的15%水，再进行搅拌直至均匀。(2)将预搅拌好的混凝土通过混凝土泵输入已合模好的模具中，模具中事先已经安装张拉好的钢筋笼骨架，张拉力为预应力钢筋总抗拉强度的70%。(3)待混凝土泵送至模具后，将装有泵送混凝土的模具进行离心成型作业，直至混凝土桩成型。(4)离心结束后，将装有泵送混凝土及钢筋骨架笼的模具进行常压蒸汽养护，常压蒸汽养护结束后进行脱模、冷却。其中所述的常压蒸汽养护的温度为85°C，时间为4. 5小时。将脱模后已成型并具有一定强度的混凝土桩置于蒸压釜中进行高压蒸汽养护，高压蒸汽养护结束后，混凝土桩进行冷却，即可得最终成品。其中所述的高压蒸汽养护的恒温温度为170°C，压力为1·0±0· 05MPa，时间为7. O小时。(5)高压蒸汽养护结束，混凝土桩冷却后即可得到成品，可出厂运往工地施打。实施例2高强度高耐久性预应力混凝土桩，由泵送混凝土浇筑而成，泵送混凝土包括胶凝材料、砂、碎石、高性能减水剂和水；其中泵送混凝土的容量为2450kg/m3，胶凝材料为水泥与矿粉按照I : O. 6组成的混合物，每立方米泵送混凝土中胶凝材料的用量为400kg，水胶比为O. 30 ;砂的细度模数为2. 9，砂率为43% ;碎石的粒径为5mm-25mm，压碎值为5% ;减水剂为聚羧酸高性能减水剂，固体掺量为胶凝材料重量的O. 22%。生产过程(I)先向混凝土搅拌机投入砂、胶凝材料进行搅拌至均匀，然后加入85%的水，进行搅拌均匀，最后加入碎石，减水剂和剩余的15%水，再进行搅拌直至均匀。(2)将预搅拌好的混凝 土通过混凝土泵输入已合模好的模具中，模具中事先已经安装张拉好的钢筋笼骨架，张拉力约为预应力钢筋总抗拉强度的70%。(3)待混凝土泵送至模具后，将装有泵送混凝土的模具进行离心成型作业，直至混凝土桩成型。(4)离心结束后，将装有泵送混凝土及钢筋骨架笼的模具进行常压蒸汽养护，常压蒸汽养护结束后进行脱模、冷却。其中所述的常压蒸蒸汽养护的恒温温度为80°C，时间为5. O小时。将脱模后已成型并具有一定强度的混凝土桩置于蒸压釜中进行高压养护，高压蒸汽养护结束后，混凝土桩进行冷却，即可得最终成品。其中所述的高压蒸汽养护的恒温温度为165°C，压力为I. 0±0· 05MPa，时间为7. 5小时。(5)高压蒸汽养护结束，混凝土桩冷却后即可得到成品，可出厂运往工地施打。实施例3高强高耐久性混凝土桩，由泵送混凝土浇筑而成，泵送混凝土包括胶凝材料，砂，碎石，聚羧酸高性能减水剂和水；其中混凝土容重为2550kg/m3 ;胶凝材料为水泥与磨细砂、矿粉按照I : 0.3 : O. 3组成的混合物，每立方米泵送混凝土中胶凝材料的用量为420kg，水胶比为O. 28 ;砂的细度模数为3. 0，砂率为46% ;碎石的粒径为5mm-25mm，压碎值为5% ；减水剂为聚羧酸高性能减水剂，固体掺量为胶凝材料重量的O. 45%。生产过程(I)先向混凝土搅拌机投入砂、胶凝材料进行搅拌至均匀，然后加入85%的水，进行搅拌均匀，最后加入碎石，减水剂和剩余的15%水，再进行搅拌直至均匀。(2)将预搅拌好的混凝土通过混凝土泵输入已合模好的模具中，模具中事先已经安装张拉好的钢筋笼骨架，张拉力为预应力钢筋总抗拉强度的70%。(3)待混凝土泵送至模具后，将装有泵送混凝土的模具进行离心成型作业，直至混凝土桩成型。(4)离心结束后，将装有泵送混凝土及钢筋骨架笼的模具进行常压蒸汽养护，常压蒸汽养护结束后进行脱模、冷却。其中所述的常压蒸汽养护的恒温温度为85°C，时间为4. 5小时。将脱模后已成型并具有一定强度的混凝土桩置于蒸压釜中进行高压养护，高压蒸汽养护结束后，混凝土桩进行冷却，即可得最终成品。其中所述的高压蒸汽养护的恒温温度为160°C，压力为I. 0±0· 05MPa，时间为8. O小时。(5)高压蒸汽养护结束，混凝土桩冷却后即可得到成品，可出厂运往工地施打。实施例4高强度高耐久性预应力混凝土桩，由泵送混凝土浇筑而成，泵送混凝土组分由胶凝材料、砂、碎石、高性能减水剂和水组成；其中混凝土容重为2400kg/m3，胶凝材料为水泥与磨细砂按照I : O. 3组成的混合物，每立方米混凝土中胶凝材料的用量为300kg，水胶比为O. 35 ;砂的细度模数为2. 3，砂率为35% ;碎石的粒径为5mm-25mm，压碎值为5% ;减水剂为聚羧酸高性能减水剂，固体掺量为胶凝材料重量的O. 2%。生产过程(I)先向混凝土搅拌机投入砂、胶凝材料进行搅拌至均匀，然后加入70%的水，进行搅拌均匀，最后加入碎石，减水剂和剩余的30%水，再进行搅拌直至均匀。(2)将预搅拌好的混凝土通过混凝土 输入已合模好的模具中，模具中事先已经安装张拉好的钢筋笼骨架，张拉力为预应力钢筋总抗拉强度的75%。(3)待混凝土泵送至模具后，将装有泵送混凝土的模具进行离心成型作业，直至混凝土桩成型。(4)离心结束后，将装有泵送混凝土及钢筋骨架笼的模具进行常压蒸汽养护，常压蒸汽养护结束后进行脱模、冷却。其中所述的常压蒸汽养护的温度为65°C，时间为6小时。将脱模后已成型并具有一定强度的混凝土桩置于蒸压釜中进行高压蒸汽养护，高压蒸汽养护结束后，混凝土桩进行冷却，即可得最终成品。其中所述的高压蒸汽养护的恒温温度为200°C，压力为I. 0±0· 05MPa,时间为6. O小时。(5)高压蒸汽养护结束，混凝土桩冷却后即可得到成品，可出厂运往工地施打。实施例5高强度高耐久性预应力混凝土桩，由泵送混凝土浇筑而成，泵送混凝土组分由胶凝材料、砂、碎石、高性能减水剂和水组成；其中混凝土容重为2600kg/m3，胶凝材料为水泥与磨细砂按照I : I组成的混合物，每立方米混凝土中胶凝材料的用量为500kg，水胶比为
O.4 ;砂的细度模数为3. 5，砂率为48% ;碎石的粒径为5mm-25mm，压碎值为5% ;减水剂为聚羧酸高性能减水剂，固体掺量为胶凝材料重量的O. 35%。生产过程(I)先向混凝土搅拌机投入砂、胶凝材料进行搅拌至均匀，然后加入90%的水，进行搅拌均匀，最后加入碎石，减水剂和剩余的10%水，再进行搅拌直至均匀。(2)将预搅拌好的混凝土通过混凝土泵输入已合模好的模具中，模具中事先已经安装张拉好的钢筋笼骨架，张拉力为预应力钢筋总抗拉强度的75%。(3)待混凝土泵送至模具后，将装有泵送混凝土的模具进行离心成型作业，直至混凝土桩成型。(4)离心结束后，将装有泵送混凝土及钢筋骨架笼的模具进行常压蒸汽养护，常压蒸汽养护结束后进行脱模、冷却。其中所述的常压蒸汽养护的温度为95°C，时间为4小时。将脱模后已成型并具有一定强度的混凝土桩置于蒸压釜中进行高压蒸汽养护，高压蒸汽养护结束后，混凝土桩进行冷却，即可得最终成品。其中所述的高压蒸汽养护的恒温温度为160°C，压力为1·0±0· 0510^，时间为8.0小时。(5)高压蒸汽养护结束，混凝土桩冷却后即可得到成品，可出厂运往工地施打。对实施例1、2、3、4、5制得的预应力混 凝土桩的抗压强度及耐久性能指标进行检测，结果见表I :表I混凝土桩的性能指标表^蒸养强度蒸压强度抗硫酸盐侵抗冻等级抗氯离子渗 类另丨J
__(MPa)(MPa) 蚀等级KS__F 透能力(C)
实施例 I57. 5__101. 6__150__450__560
实施例 2 58. 6__107. 6__150__625__482
实施例 355.6 99.9 150500620
实施例 4 56. 5__102. 5__150__550__600
实施例 5 57. O__103. O__150__600__580表I显示，本发明的高强度高耐久性预应力混凝土桩在强度、耐久性能指标方面更优于用普通混凝土生产的预应力混凝土管桩。对各种型号的本发明的高强度高耐久性预应力混凝土桩进行了抗弯性能的检测，检测结果发现开裂弯矩和极限弯矩均符合国家标准GB13476-2009中所规定的混凝土桩力学性能要求。如上所述，本发明的高强度高耐久性预应力混凝土桩相对于现有混凝土桩的技术、品种，采用泵送高强混凝土技术，使得混凝土桩的密实程度得到很改善，耐久性能得到极大提高；在泵送高强混凝土中使用聚羧酸盐高性能减水剂，使混凝土桩的强度有很大提 高；优化了聚羧酸盐高性能减水剂的固体掺量，并与泵送混凝土技术结合，得到的高强度高耐久性预应力混凝土桩效果更好。使得本发明的高强度高耐久性预应力混凝土桩在强度和耐久性能方面更优于普通混凝土生产的预应力混凝土桩。
权利要求
1.一种高强度高耐久性预应カ混凝土桩，其特征在干，由泵送高强混凝土浇筑而成，所述泵送高强混凝土包括如下组分胶凝材料、细骨料、粗骨料、聚羧酸盐高性能减水剂和水，所述混凝土的容重为2400kg/m3-2600kg/m3，每立方米所述混凝土中所述胶凝材料的用量为300kg-500kg，水胶比为O. 2-0. 4，砂率为35% -48%，所述聚羧酸盐高性能减水剂的固体掺量为所述胶凝材料重量的O. 2% -O. 45%。
2.如权利要求I所述的高強度高耐久性预应カ混凝土桩，其特征在于所述胶凝材料为水泥或水泥与掺合料按照I : O. 3 I组成的混合物，其中所述掺合料为磨细砂、矿粉或粉煤灰中的任意ー种或多种。
3.如权利要求I所述的高強度高耐久性预应カ混凝土桩，其特征在于所述细骨料的细度模数为2. 3-3.5。
4.如权利要求I所述的高強度高耐久性预应カ混凝土桩，其特征在于所述粗骨料的粒径为5mm-25mm。
5.如权利要求I所述的高強度高耐久性预应カ混凝土桩，其特征在于所述粗骨料为碎石。
6.如权利要求1-5任一项所述的高強度高耐久性预应カ混凝土桩的生产方法，其特征在于，包括如下步骤 (1)将所述细骨料和所述胶凝材料，投入到混凝土搅拌机中，搅拌直至均匀，然后将所述水的重量的70% -90%投入混凝土搅拌机，再进行搅拌直至均匀，最后依次投入所述粗骨料、聚羧酸盐高性能減水剂和剩余的水再进行搅拌直至均匀； (2)将步骤(I)中预搅拌好的混凝土通过泵机均匀装入已安装有张拉好的钢筋笼骨架的模具中，张拉カ为预应力钢筋总抗拉强度的70% -75% ； (3)将装有混凝土的模具进行离心成型作业，直至混凝土桩成型； (4)待离心结束后将装有混凝土和钢筋骨架笼的模具进行常压蒸汽养护，常压蒸汽养护后脱模，再进入高压釜进行高压蒸汽养护；其中所述的常压蒸汽养护的恒温温度为650C _95°C，养护时间为4-6小时；其中所述的高压蒸汽养护的恒压压カ为I. 0±0. 05Mpa,恒温温度为160°C _200°C，养护时间为6-8小时。
全文摘要
本发明公开一种高强度高耐久性预应力混凝土桩及其生产方法，本发明的高强度高耐久性预应力混凝土桩由泵送高强混凝土浇筑而成，所述泵送高强混凝土包括如下组分胶凝材料、细骨料、粗骨料、聚羧酸盐高性能减水剂和水。本发明的预应力混凝土桩，具有很高的强度和防腐蚀耐久性能。
文档编号C04B24/26GK102633472SQ201210109940
公开日2012年8月15日 申请日期2012年4月13日 优先权日2012年4月13日
发明者戴树斌, 苟德胜 申请人:江苏建华管桩有限公司