专利名称：掺磨细矿渣微粉的混凝土管桩及其生产方法
技术领域：
本发明涉及一种用于土木建筑行业的掺磨细矿渣微粉的混凝土管桩，还涉及一种生产该掺磨细矿渣微粉的混凝土管桩的生产方法。
背景技术：
目前，在一些重大工程中，有些施工单位选用钢管桩或钢管混凝土桩作为建筑物及大型设备基础的承载基础桩。但是，由于钢管桩或钢管混凝土桩的费用较为昂贵，使用后会加大施工的成本，因此现在的施工单位大多采用以PHC管桩(即预应力高强混凝土管桩)代替钢管桩或钢管混凝土桩作为承载基础桩，来降低施工成本。但是，由于PHC管桩存在抗冲击能力和抗疲劳强度不足的缺陷，从而使其作为承载基础桩在延性、韧性和抗拉强度方面就满足不了设计的要求，特别是在大规模采用PHC管桩(如桩长在60米以上的群桩)作为承载基础桩的施工中，使用PHC管桩在沉桩过程中，经打桩机的锤击，经常会出现一些桩头破损和断桩的现象，使得沉桩的到位率降低，桩头的破损率上升，较难满足施工设计的要求。磨细矿渣微粉是冶炼生铁时高炉中排出的熔融体，经水淬急冷处理后形成以玻璃体作为主要成分颗粒的废渣，经过干燥、粉磨后，达到规定细度的粉质材料。由于，磨细矿渣微粉具有显著的增强效果和抗渗性能，因此，将其作为水泥的混合料和混凝土的掺和料，在普通混凝土中已进行了开发应用。但是，将磨细矿渣微粉应用于PHC管桩(即预应力高强混凝土管桩)，现在还处于研究阶段。
发明内容
本发明克服了原有PHC管桩存在的在沉桩过程中桩头容易破损以及管桩断裂，从而使沉桩到位率低的缺陷，提供了一种掺磨细矿渣微粉的混凝土管桩，还提供了一种生产该掺磨细矿渣微粉的混凝土管桩的生产方法。
本发明是这样实现的，一种掺磨细矿渣微粉的混凝土管桩，包括混凝土，在生产该掺磨细矿渣微粉的混凝土管桩的混凝土中掺有磨细矿渣微粉，具体配合比(重量份)为水泥 1 黄砂 1.5-2.9碎石 3.2-5.0水0.3-0.6减水剂0.025-0.045磨细矿渣微粉 0.2-1。
上述的生产掺磨细矿渣微粉的混凝土管桩的方法，在搅拌器中投入上述配合比的碎石、黄砂、水泥和磨细矿渣微粉，先进行30秒的预搅拌，然后再加入水和减水剂进行搅拌，搅拌后将搅拌料从管桩模具的一端开始均匀分层连续浇灌，然后离心成型，最后进行养护。
上述的生产掺磨细矿渣微粉的混凝土管桩的方法，掺磨细矿渣微粉的混凝土的搅拌时间比普通混凝土的搅拌时间延长30-90秒。
上述的生产掺磨细矿渣微粉的混凝土管桩的方法，从掺磨细矿渣微粉的混凝土搅拌完成至浇灌于模具中之间，时间不超过25分钟。
上述的生产掺磨细矿渣微粉的混凝土管桩的方法，从模具浇灌、合模完成到进行离心成型之间，时间不超过15分钟。
上述的生产掺磨细矿渣微粉的混凝土管桩的方法，由于掺磨细矿渣微粉的混凝土对水较敏感，易粘模，且磨细矿渣微粉的颗粒远小于水泥，为提高因磨细矿渣微粉对混凝土的抗渗性能和强度以及其在混凝土中分布的均匀性，因而在进行离心成型时，其高速和中速离心成型时间比普通混凝土的离心成型时间延长1分钟，低速和中高速的离心成型时间不变。
上述的生产掺磨细矿渣微粉的混凝土管桩的方法，混合搅拌后掺磨细矿渣微粉的混凝土的坍落度为30-70mm。
上述的生产掺磨细矿渣微粉的混凝土管桩的方法，养护的过程为常压蒸汽养护和高温、高压蒸汽养护。
本发明的原理是在C80混凝土中掺入磨细矿渣微粉，以磨细矿渣微粉对C80混凝土配合比中的水泥进行一定量的等量替换，就是在一定用量范围内掺入的磨细矿渣微粉的量等于水泥的减少用量，利用磨细矿渣微粉本身显著的增强效果和抗渗性能，来提高管桩的混凝土强度和抗渗性能；同时，由于磨细矿渣微粉的吸水性较差，在进行管桩的生产过程中用水量相应减少，从而会影响混凝土的粘稠度，为了保证产品对和易性的要求，必须增加混凝土的搅拌时间，其搅拌时间相比较一般混凝土的搅拌时间要延长30-90秒；还有就是磨细矿渣微粉对水较敏感，易粘模，在进行离心成型过程中，将中速和高速的离心时间各延长1分钟。采用本发明的掺磨细矿渣微粉的混凝土管桩，不仅提高了管桩的混凝土强度、抗渗性能、抗裂性能以及抗弯曲性能，而且节约了水泥和用水量，在减少桩头破损率和断桩率的同时，还降低了管桩的生产成本。
具体实施例方式
下面结合具体实施例，对本发明作进一步的说明。
实施例1掺入25％磨细矿渣微粉PHC AB型φ400×90mm管桩，具体配合比如下普通42.5级水泥 375Kg中砂 674Kg碎石(5-25mm)1150Kg 磨细矿渣微粉(S95型) 125Kg水(生活用水)140Kg减水剂 10Kg水灰比(W/C) 0.28生产方法为将上述配合比的原料投入搅拌器，搅拌时间为180秒，测得的坍塌度为40mm，搅拌后将搅拌料快速浇灌至管桩模具内，然后进行离心成型，离心成型时间分别为低速120秒、中速180秒、中高速120秒、高速540秒，养护采用常压蒸汽养生和高压蒸汽养生两种形式a、常压蒸汽养生静养2小时——升温2小时——恒温5小时——降温1小时；b、高压蒸汽养生在蒸压釜中升温2小时——恒温4小时——降温3小时——打开蒸压釜门静停1小时——产品出釜。实施效果混凝土试块强度为94.0MPa，达到设计要求，PHC AB型φ400×90mm管桩的外观质量，符合国标《先张法预应力混凝土管桩》GB13476-1999中优等品的指标，在试验中效果良好，满足设计和使用要求。
实施例2掺入30％磨细矿渣微粉PHC AB型φ500×100mm管桩，具体配合比如下普通42.5级水泥 350Kg 中砂 644Kg碎石(5-25mm)1196Kg 磨细矿渣微粉(S95型) 150Kg水(生活用水)130Kg 减水剂 10Kg水灰比(W/C) 0.26生产方法为将上述配合比的原料投入搅拌器，搅拌时间为180秒，测得的坍塌度为50mm，搅拌后将搅拌料快速浇灌至管桩模具内，然后进行离心成型，离心成型时间分别为低速120秒、中速180秒、中高速120秒、高速540秒，养护采用常压蒸汽养生和高压蒸汽养生两种形式a、常压蒸汽养生静养2小时——升温2小时——恒温5小时——降温1小时；b、高压蒸汽养生在蒸压釜中升温2小时——恒温4小时——降温3小时——打开蒸压釜门静停1小时——产品出釜。实施效果混凝土试块强度为102.7MPa，达到设计要求，PHC AB型φ500×100mm管桩的外观质量，符合国标《先张法预应力混凝土管桩》GB13476-1999中优等品的指标，在试验中效果良好，满足设计和使用要求。
实施例3掺入35％磨细矿渣微粉PHC AB型φ600×110mm管桩，具体配合比如下普通42.5级水泥 325Kg 中砂 620Kg碎石(5-25mm)1214Kg 磨细矿渣微粉(S95型) 175Kg水(生活用水)126Kg 减水剂 10Kg水灰比(W/C) 0.252生产方法为将上述配合比的原料投入搅拌器，搅拌时间为180秒，测得的坍塌度为50mm，搅拌后将搅拌料快速浇灌至管桩模具内，然后进行离心成型，离心成型时间分别为低速120秒、中速180秒、中高速120秒、高速540秒，养护采用常压蒸汽养生和高压蒸汽养生两种形式a、常压蒸汽养生静养2小时——升温2小时——恒温5小时——降温1小时；b、高压蒸汽养生在蒸压釜中升温2小时——恒温4小时——降温3小时——打开蒸压釜门静停1小时——产品出釜。实施效果混凝土试块强度为98.7MPa，达到设计要求，PHC AB型φ600×110mm管桩的外观质量，符合国标《先张法预应力混凝土管桩》GB13476-1999中优等品的指标，在试验中效果良好，满足设计和使用要求。
实施例4掺入40％磨细矿渣微粉PHC AB型φ400×90mm管桩，具体配合比如下普通42.5级水泥 300Kg 中砂 624Kg碎石(5-25mm)1212Kg 磨细矿渣微粉(S95型) 200Kg水(生活用水)124Kg 减水剂 10Kg水灰比(W/C) 0.248生产方法为将上述配合比的原料投入搅拌器，搅拌时间为180秒，测得的坍塌度为55mm，搅拌后将搅拌料快速浇灌至管桩模具内，然后进行离心成型，离心成型时间分别为低速120秒、中速180秒、中高速120秒、高速540秒，养护采用常压蒸汽养生和高压蒸汽养生两种形式a、常压蒸汽养生静养2小时——升温2小时——恒温5小时——降温1小时；b、高压蒸汽养生在蒸压釜中升温2小时——恒温4小时——降温3小时——打开蒸压釜门静停1小时——产品出釜。实施效果混凝土试块强度为94.0MPa，达到设计要求，PHC AB型φ400×90mm管桩的外观质量，符合国标《先张法预应力混凝土管桩》GB13476-1999中优等品的指标，在试验中效果良好，满足设计和使用要求。
实施例5掺入25％磨细矿渣微粉PHC AB型φ600×110mm管桩，具体配合比如下普通42.5级水泥 375Kg 中砂 630Kg碎石(5-25mm)1191Kg 磨细矿渣微粉(S95型) 125Kg水(生活用水)139Kg 减水剂 10Kg水灰比(W/C) 0.278
生产方法为将上述配合比的原料投入搅拌器，搅拌时间为180秒，测得的坍塌度为35mm，搅拌后将搅拌料快速浇灌至管桩模具内，然后进行离心成型，离心成型时间分别为低速120秒、中速180秒、中高速120秒、高速540秒，养护采用常压蒸汽养生和高压蒸汽养生两种形式a、常压蒸汽养生静养2小时——升温2小时——恒温5小时——降温1小时；b、高压蒸汽养生在蒸压釜中升温2小时——恒温4小时——降温3小时——打开蒸压釜门静停1小时——产品出釜。实施效果混凝土试块强度为89.3MPa，达到设计要求，PHC AB型φ400×90mm管桩的外观质量，符合国标《先张法预应力混凝土管桩》GB13476-1999中优等品的指标，在试验中效果良好，满足设计和使用要求。
权利要求
1.一种掺磨细矿渣微粉的混凝土管桩，包括混凝土，其特征在于在生产该掺磨细矿渣微粉的混凝土管桩的混凝土中掺有磨细矿渣微粉，具体配合比(重量份)为水泥 1 黄砂 1.5-2.9碎石 3.2-5.0水0.3-0.6减水剂0.025-0.045磨细矿渣微粉 0.2-1。
2.一种生产权利要求1的产品的方法，其特征在于在搅拌器中投入上述配合比的碎石、黄砂、水泥和磨细矿渣微粉，先进行30秒的预搅拌，然后再加入水和减水剂进行搅拌，搅拌后将搅拌料从管桩模具的一端开始均匀分层连续浇灌，然后离心成型，最后进行养护。
3.根据权利要求2所述的一种产品的生产方法，其特征在于掺磨细矿渣微粉的混凝土的搅拌时间比普通混凝土的搅拌时间延长30-90秒。
4.根据权利要求2所述的一种产品的生产方法，其特征在于从掺磨细矿渣微粉的混凝土搅拌完成至浇灌于模具中之间，时间不超过25分钟。
5.根据权利要求2所述的一种产品的生产方法，其特征在于从模具浇灌、合模完成到进行离心成型之间，时间不超过15分钟。
6.根据权利要求2所述的一种产品的生产方法，其特征在于掺磨细矿渣微粉的混凝土的高速和中速离心成型时间比普通混凝土的离心成型时间延长1分钟，低速和中高速的离心成型时间不变。
7.根据权利要求2所述的一种产品的生产方法，其特征在于混合搅拌后掺磨细矿渣微粉的混凝土的坍落度为30-70mm。
8.根据权利要求2所述的一种产品的生产方法，其特征在于养护的过程为常压蒸汽养护和高温、高压蒸汽养护。
全文摘要
本发明涉及一种用于土木建筑行业的掺磨细矿渣微粉的混凝土管桩及其生产方法。一种掺磨细矿渣微粉的混凝土管桩，包括混凝土，具体配合比(重量份)为水泥1、黄砂1.5－2.9、碎石3.2－5.0、水0.3－0.6、减水剂0.025－0.045、磨细矿渣微粉0.2－1。生产方法为在搅拌器中投入上述配合比的碎石、黄砂、水泥和磨细矿渣微粉，先进行30秒的预搅拌，然后再加入水和减水剂进行搅拌，搅拌后将搅拌料从管桩模具的一端均匀分层连续浇灌，然后离心成型，最后进行养护。采用本发明的掺磨细矿渣微粉的混凝土管桩，不仅提高管桩的混凝土强度、抗渗性能、抗裂性能和抗弯曲性能，而且节约了水泥和用水量，在减少桩头破损率和断桩率同时，还降低了管桩生产成本。
文档编号E02D5/30GK1598164SQ20041001763
公开日2005年3月23日 申请日期2004年4月12日 优先权日2004年4月12日
发明者魏宏超, 邢元, 左广兴, 谢运青, 刘军, 谢非, 祃丽婷, 乔晓娟, 马丁 申请人:中国第二十冶金建设公司