[發(fā)明專利]一種無(wú)余漿的蒸壓PHC管樁制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510215003.1
• 申請(qǐng)日: 2015-04-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104827561B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳小環(huán);楊醫(yī)博;戰(zhàn)營(yíng);羅健;郭文瑛;王恒昌;燕哲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B28B21/30
• 分類號(hào): B28B21/30;B28B11/24;C04B28/02
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司44102
• 代理人: 何淑珍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，特別涉及一種無(wú)余漿的蒸壓PHC管樁制備方法。

背景技術(shù)

PHC管樁全稱預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁，是建筑基礎(chǔ)中最常采用的混凝土構(gòu)件，被廣泛地應(yīng)用于各類建筑、交通、水利等工程。

目前我國(guó)PHC管樁絕大多數(shù)采用常壓蒸養(yǎng)+高壓蒸養(yǎng)兩段式生產(chǎn)工藝生產(chǎn)，也稱蒸壓PHC管樁。蒸壓PHC管樁的膠凝材料主要由水泥和磨細(xì)石英砂組成。其中磨細(xì)石英砂可以在高壓蒸養(yǎng)的高溫、高壓條件下反應(yīng)生成托勃莫來(lái)石晶體，大大提高整體強(qiáng)度。

蒸壓PHC管樁一般采用離心成型工藝制作，而離心成型工藝通常會(huì)有余漿。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每立方米混凝土管樁經(jīng)離心后平均產(chǎn)生余漿100公斤。余漿主要由顆粒細(xì)度較細(xì)的水泥、磨細(xì)石英砂、外加劑、泥土(來(lái)自砂、石骨料的表面)及水組成。這些余漿的處理是令管樁企業(yè)頭痛的問(wèn)題，有的企業(yè)將其作為垃圾掩埋，有的制作加氣混凝土，有的制作小型混凝土構(gòu)件。但是這些方法會(huì)造成環(huán)境污染或需要投資而回報(bào)較低。還有一些企業(yè)采取管樁余漿循環(huán)利用的方法，但由于余漿成分的含量每個(gè)管樁企業(yè)都不同，即使同一個(gè)管樁企業(yè)不同時(shí)期、不同品種的管樁，其廢漿液成分的含量也會(huì)變化，因此余漿回用給管樁的質(zhì)量控制帶來(lái)了許多問(wèn)題。

經(jīng)過(guò)文獻(xiàn)檢索，共有兩項(xiàng)與本專利相關(guān)的專利：(1)公開(kāi)號(hào)為CN102848464A的中國(guó)專利提供了一種離心管樁無(wú)余漿成型工藝，其原理是通過(guò)增稠劑提高混凝土中漿體的稠度，并調(diào)整石子的顆粒級(jí)配和離心制度，使管樁中的漿體在離心過(guò)程中不被擠出來(lái)，未涉及降低膠凝材料用量。(2)申請(qǐng)?zhí)枮?01310403038.9的中國(guó)專利通過(guò)加入納米級(jí)的礦物添加劑，配合復(fù)配的高性能減水劑降低水膠比，并調(diào)整現(xiàn)有的管樁離心和蒸養(yǎng)步驟，實(shí)現(xiàn)了離心無(wú)余漿及一次脫模強(qiáng)度達(dá)到C80，免去倒余漿及蒸壓的工序。其膠凝材料用量為395～470kg/m³。

本專利通過(guò)摻加引氣劑和二次布料二者結(jié)合的工藝大幅降低膠凝材料，實(shí)現(xiàn)無(wú)余漿，與上述專利的方法、原理有本質(zhì)區(qū)別，且具有膠凝材料用量低的優(yōu)勢(shì)。

本專利實(shí)現(xiàn)無(wú)余漿生產(chǎn)的實(shí)質(zhì)是降低混凝土的膠凝材料用量。離心工藝產(chǎn)生的余漿的主要成分為水、水泥、磨細(xì)石英砂、泥土(來(lái)自砂、石骨料表面)、減水劑等，其本質(zhì)就是混凝土中的漿體。理論上，如果混凝土的漿體含量很低，那么余漿量就能減少。但是混凝土中漿體量過(guò)低會(huì)導(dǎo)致混凝土的工作性能無(wú)法滿足生產(chǎn)要求，導(dǎo)致混凝土在拌合、布料、合模三個(gè)階段無(wú)法進(jìn)行。

引氣劑能經(jīng)濟(jì)有效地改善新拌混凝土的和易性，特別是對(duì)膠凝材料用量少的混凝土效果更顯著。且PHC管樁生產(chǎn)工藝中有離心步驟，在離心時(shí)，引氣劑引入的氣體會(huì)被擠出混凝土。也就是說(shuō)，在拌合混凝土階段加入引氣劑，引入的氣體僅存在于拌合、布料、合模階段，而這些階段要求混凝土有較好的工作性能。在離心階段引氣劑引入的氣體被擠出，對(duì)混凝土的強(qiáng)度、耐久性影響很小。因此可采用摻加引氣劑的方法來(lái)降低混凝土中膠凝材料用量，從而減少余漿。

但引氣劑降低膠凝材料的效果是有限的，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，蒸壓管樁的膠凝材料用量降低于340kg/m³即達(dá)到瓶頸，此時(shí)每立方米管樁混凝土離心時(shí)仍會(huì)產(chǎn)生15～27kg余漿；再降低膠凝材料用量的話，即使摻加再多的引氣劑混凝土的工作性能也無(wú)法達(dá)標(biāo)。

為解決膠凝材料低于340kg/m³時(shí)混凝土工作性能不足的問(wèn)題，本專利采用二次布料工藝，拌合時(shí)僅需拌合砂漿(或細(xì)石混凝土)，不拌石子(或10～20mm石子)。研究發(fā)現(xiàn)，摻加引氣劑(引氣劑的質(zhì)量為膠凝材料質(zhì)量的0.02％～0.07％)可極大地提高砂漿的工作性能，達(dá)到生產(chǎn)要求。當(dāng)引氣劑與減水劑充分混合后使用時(shí)，效果更好。由于砂漿(或細(xì)石混凝土)的工作性能很好，所以膠凝材料用量很低時(shí)，仍可采用二次布料工藝進(jìn)行生產(chǎn)。

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)膠凝材料用量降低至285kg/m³時(shí)工作性能仍可以滿足二次布料工藝的需求；布料時(shí)要分兩次，由于石子的堆積性能好，所需的人工量反而會(huì)有所下降；因?yàn)槭颖砻鏇](méi)有漿體，便于清理，因此合模也非常便捷。而砂漿和石子在離心過(guò)程中可以充分混合：離心時(shí)，內(nèi)部的石子的密度較大，會(huì)逐漸離心至管模外側(cè)，而管模外側(cè)的漿體密度較低，會(huì)逐漸被擠入管模內(nèi)部，在這個(gè)過(guò)程中，漿體和石子充分接觸，完成了混凝土的拌合。研究發(fā)現(xiàn)砂漿中摻加引氣劑也可提高離心時(shí)砂漿與石子的混合程度。