一种超高强PSHC预应力管桩以及制备工艺的制作方法

本发明涉及预应力管桩的制备领域，具体来讲是一种超高强pshc预应力管桩以及制备工艺。

背景技术：

目前，预应力phc管桩，混凝土强度等级为c80，水泥单方用量较大，砂石品质要求较高。但是，目前市面大宗材料资源因环保、供给侧改革，水泥、砂石价格飙升，且品质得不到保证，难以可靠的保证c80混凝土强度。目前也出现了许多不同的管桩的制备工艺。

经过检索发现，专利号cn201810288172.1的发明公开了一种用于地下硫酸盐侵蚀环境的预应力管桩及其制备方法，属于土木工程材料制造领域。所述预应力管桩的管体为双层管体，管体外层为纤维增强地聚合物基复合材料保护层，内层为钢筋混凝土管层，管体内部填充硬化的泡沫混凝土。保护层将内部承载的预应力钢筋混凝土管层与外界侵蚀环境隔绝开。并在施工现场待其沉桩后，向管径内注满泡沫混凝土，从而避免地下水的渗入对管体内壁造成直接破坏，从而增加桩体在地下硫酸盐侵蚀环境中的使用寿命。

专利号cn201410119486.0的发明公开了一种制备预应力高强度混凝土管桩的混凝土，该混凝土中，每立方混凝土由以下组分组成：硅酸盐水泥：360-500kg；s95矿粉：50-150kg；超细矿粉：0-50kg；砂：700-750kg；碎石：1150-1250kg；水：115-151kg；减水剂：3.68-5.4kg；激发剂：9.2-10.8kg。该混凝土成本低廉，且具有良好的强度和耐侵蚀性能。

专利号cn201610146329.8的发明涉及一种免压蒸预应力高强管桩混凝土及管桩制备方法，所述混凝土由以下质量份组成，pi或pii52.5水泥300-420份，矿粉5-80份，锂渣粉5-100份，玻璃微珠粉5-40份，砂680-720份，碎石1125-1170份，水125-135份，聚羧酸减水剂4-5份，激发剂2-5份。

然而，预应力phc管桩，因需要蒸养、蒸压养护，对蒸汽能耗依赖性较大，不符合国家节能减排大趋势。同时，离心过程中产生大量余浆，余浆作为固废，一般处理方式用于生产低标号混凝土制品，或者作为路基材料进行回填，因受到管桩生产基地所在区域产业构成限制，得不到广泛长期有效处理，难以满足环保要求，是管桩生产厂家棘手难题。

另外，预应力phc管桩，在四川区域地质情况下，混凝土强度实际生产中，控制在c85左右，强度离散性较小，厂家相对容易控制质量，但是四川地质变化复杂，且需要锤击施工，不同地质对混凝土强度需求不同，比如砂岩、卵石层较厚地质，管桩难以穿透，若因长时间锤击，易发生桩头破坏质量事故，故预应力phc管桩，对地质适应性较差，难以大规模推广使用。

技术实现要素：

因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种超高强pshc预应力管桩以及制备工艺，相较于phc预应力管桩，能显著节约胶凝材料，降低水泥使用，减少co2排放，降低生产成本，带来明显经济效益。余浆作为固废，难以根治且普通处理办法不符合环保要求，一般都作为路基材料进行回填，得不到长期有效处理；超高强pshc预应力管桩，离心成型后，余浆显著减少，甚至不排放，管桩内壁依然光滑、美观，满足质量和环保要求。超高强pshc预应力管桩，相较于phc管桩，混凝土强度c100——c120，针对不同地质，灵活调整，增强管桩耐打性能，显著提高管桩承载力，节约工程造价。满足国家发展转型绿色、环保建材、开展“装配式建筑”发展的政策，节约水泥使用，减少co2排放，综合利用活性掺合料s粉，解决s粉常态化使用问题。降低高强混凝土，对砂石品质要求，扩大大宗原材料选择范围，避免单一原材料砂石对生产制约作用。相较于phc预应力管桩，c120超高强预应力管桩，轴心受压性能提高45%，降低单位建筑面积，管桩使用量，节约工程造价。

本发明提供一种超高强pshc预应力管桩，采用预应力钢筋笼和水泥物料浇筑而成，其特征在于：管桩内部的预应力钢筋笼由预应力钢筋、间距80mm的中间螺旋箍筋、间距45mm的两头端加密区螺旋箍筋扎接而成，螺旋箍筋紧密的分布于管桩的两端，螺旋箍筋分布于管桩的中部；管桩的端部具有端板，该管桩的两端头外侧设置有桩套箍。

一种超高强pshc预应力管桩的制备工艺，其特征在于：预应力pshc超高强管桩制备步骤如下：

步骤1，将水泥、活性掺合料、机制砂、碎石、a型减水剂混合后搅拌90s；其中，混凝土土单方用量：po42.5r水泥420-470kg；活性掺合料35-40kg；砂800-850kg；碎石1100-1150；水120-140kg；a型减水剂8-9kg；

步骤2，搅拌后的混凝土进行布料、合模、离心成型；

步骤3，对离心成型的管桩蒸养、蒸压养护，最终成型；注意离心工艺参数：比phc预应力管桩离心时间需缩短2min，离心转速降低80转/min；养护工艺参数：比正常phc预应力管桩，蒸养养护时间缩短1h，蒸压养护时间缩短2h；较大程度降低设备磨损及能耗，提高生产效率，节约成本。

根据本发明所述一种超高强pshc预应力管桩的制备工艺，其特征在于：活性掺合料为s粉，是一种工业电炉在熔炼提取产品过程，通过逸出烟尘收集处理而成，颗粒可以达到纳米级别，也正因自身性质造成无法大规模散装运输。通过对上料系统技改，实现高压泵送散装s粉，满足普遍使用可能性。

活性掺合料s粉，其含有90%以上纳米级sio2，可与水泥自身水化产物，进一步反应生成更加致密c—h—s水化产物，通过蒸压养护，转换成强度更高托贝莫来石，降低混凝土脆性，提高混凝土强度。

本发明具有如下优点：本发明通过改进在此提供一种超高强pshc预应力管桩以及制备工艺，制备步骤如下；将水泥、活性掺合料、机制砂、碎石、a型减水剂混合后搅拌90s；对混合后的物料进行管桩离心成型；对成型的管桩蒸养养护，最终成型。

按照本专利所述的工艺制备pshc超高强预应力管桩时具有如下优点：

（1）相较于phc预应力管桩，能显著节约胶凝材料，降低水泥使用，减少co2排放，降低生产成本，带来明显经济效益。

（2）余浆作为固废，难以根治且普通处理办法不符合环保要求，一般都作为路基材料进行回填，得不到长期有效处理；超高强pshc预应力管桩，离心成型后，余浆显著减少，甚至不排放，管桩内壁依然光滑、美观，满足质量和环保要求。

（3）超高强pshc预应力管桩，相较于phc管桩，混凝土强度c100——c120，针对不同地质，灵活调整，增强管桩耐打性能，显著提高管桩承载力，节约基础处理工程造价。

（4）pshc超高强预应力管桩，混凝土强度c100—c120，可以根据地质情况，灵活调节，满足各种地质锤击需求。

（5）满足国家发展转型绿色、环保建材、开展“装配式建筑”发展的政策，节约水泥使用，减少co2排放，综合利用活性掺合料s粉，解决s粉常态化使用问题。

（6）降低高强混凝土，对砂石品质要求，扩大大宗原材料选择范围，避免单一原材料砂石对生产制约作用。

（7）相较于phc预应力管桩，c120超高强预应力管桩，轴心受压性能提高45%，降低单位建筑面积，管桩使用量，节约工程造价。

附图说明

图1是本发明超高强pshc预应力管桩的结构示意图；

图2是图1中a-a剖视图；

图3是图1中b-b剖视图；

图4是本发明超高强pshc预应力管桩的制备工艺流程图。

具体实施方式

下面将结合附图1-图4对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明通过改进在此提供本发明提供一种超高强pshc预应力管桩，采用预应力钢筋笼和水泥物料浇筑而成，管桩内部的预应力钢筋笼由预应力钢筋1、间距80mm的中间螺旋箍筋2、间距45mm的两头端加密区螺旋箍筋3扎接而成，螺旋箍筋3紧密的分布于管桩的两端，螺旋箍筋2分布于管桩的中部；管桩的端部具有端板4，该管桩的两端头外侧设置有桩套箍5。

一种超高强pshc预应力管桩的制备工艺，如图4所示，制备步骤如下；

步骤1，将水泥、活性掺合料、机制砂、碎石、a型减水剂混合后搅拌90s；其中，混凝土土单方用量：po42.5r水泥420-470kg；活性掺合料35-40kg；砂800-850kg；碎石1100-1150；水120-140kg；a型减水剂8-9kg；

步骤2，对混合后的物料进行管桩离心成型；

步骤3，对离心成型的管桩蒸养、蒸压养护，最终成型；注意离心工艺参数：比phc预应力管桩离心时间需缩短2min，离心转速降低80转/min；养护工艺参数：比正常phc预应力管桩，蒸养养护时间缩短1h，蒸压养护时间缩短2h；较大程度降低设备磨损及能耗，提高生产效率，节约成本。

其中，活性掺合料为s粉，是一种工业电炉在熔炼提取产品过程，通过逸出烟尘收集处理而成，颗粒可以达到纳米级别，也正因自身性质造成无法大规模散装运输。通过对上料系统技改，实现高压泵送散装s粉，满足普遍使用可能性。活性掺合料s粉，其含有90%以上纳米级sio2，可与水泥自身水化产物，进一步反应生成更加致密c—h—s水化产物，通过蒸压养护，转换成强度更高托贝莫来石，降低混凝土脆性，提高混凝土强度。

按照本专利所述的工艺制备pshc超高强预应力管桩时具有如下优点：

（1）相较于phc预应力管桩，能显著节约胶凝材料，降低水泥使用，减少co2排放，降低生产成本，带来明显经济效益。

（2）余浆作为固废，难以根治且普通处理办法不符合环保要求，一般都作为路基材料进行回填，得不到长期有效处理；超高强pshc预应力管桩，离心成型后，余浆显著减少，甚至不排放，管桩内壁依然光滑、美观，满足质量和环保要求。

（3）超高强pshc预应力管桩，相较于phc管桩，混凝土强度c100——c120，针对不同地质，灵活调整，增强管桩耐打性能，显著提高管桩承载力，节约工程造价。

（4）pshc超高强预应力管桩，混凝土强度c100—c120，可以根据地质情况，灵活调节，满足各种地质锤击需求。

（5）满足国家发展转型绿色、环保建材、开展“装配式建筑”发展的政策，节约水泥使用，减少co2排放，综合利用活性掺合料s粉，解决s粉常态化使用问题。

（6）降低高强混凝土，对砂石品质要求，扩大大宗原材料选择范围，避免单一原材料砂石对生产制约作用。

（7）相较于phc预应力管桩，c120超高强预应力管桩，轴心受压性能提高45%，降低单位建筑面积，管桩使用量，节约工程造价。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。