[發(fā)明專利]一種用于氯鹽侵蝕環(huán)境的預(yù)應(yīng)力管樁的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810287635.2
• 申請日: 2018-04-03
• 公開（公告）號: CN108487241B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姬永生;劉本琳;石博文;張莉;吳守榮;徐圣楠;張領(lǐng)雷;黃國棟;劉麗麗;李軍;李果;劉志勇
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號: E02D5/58
• 分類號: E02D5/58;E02D5/60;E02D5/50;C04B28/04
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 程化銘

本發(fā)明公開了一種用于氯鹽侵蝕環(huán)境的預(yù)應(yīng)力管樁及其制備方法，屬于土木工程材料制造領(lǐng)域。在管體外部形成一定厚度的抗氯離子滲透的纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料保護(hù)層，將內(nèi)部承載的鋼筋混凝土管體與外界侵蝕環(huán)境隔絕開。并在施工現(xiàn)場待其沉樁后，向管徑內(nèi)注滿泡沫混凝土，從而避免地下水的滲入對管體內(nèi)壁造成直接破壞，從而增加樁體在氯鹽侵蝕環(huán)境中的使用壽命。本發(fā)明施工工藝簡便，可工業(yè)化高效生產(chǎn)，管體成型品質(zhì)高，經(jīng)久耐用，能夠滿足各類氯鹽侵蝕環(huán)境中對樁體耐久性能的要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種預(yù)應(yīng)力管樁，具體說是一種用于氯鹽侵蝕環(huán)境的預(yù)應(yīng)力管樁，屬于土木工程樁基技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

樁基由于其能夠克服不良地質(zhì)條件的影響并提供較高承載能力，已經(jīng)在當(dāng)今各類工程中廣泛應(yīng)用。其中管樁作為一類重要的樁基形式，由于其低水灰比離心成型、內(nèi)含預(yù)應(yīng)力鋼筋籠及工業(yè)化控制生產(chǎn)等特點(diǎn)，其樁體成型品質(zhì)好，強(qiáng)度高，且施工方便快捷能夠滿足各類工程地質(zhì)承載力的需要。隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，城鎮(zhèn)化和沿海大開發(fā)的不斷推進(jìn)，管樁的需求量巨大，據(jù)相關(guān)資料的不完全統(tǒng)計，至2007年底，我國管樁的年生產(chǎn)量近2.5億米，產(chǎn)值達(dá) 300多億元人民幣；到 2011 年底，我國已有 500 多家管樁生產(chǎn)企業(yè)，年產(chǎn)量超過3.5億米，成為世界上管樁產(chǎn)量最高的國家。

中國地域遼闊，自然環(huán)境復(fù)雜多樣，樁基礎(chǔ)所處服役環(huán)境復(fù)雜多樣，海洋和近海氯離子侵蝕環(huán)境與內(nèi)陸鹽湖和鹽堿地硫酸鹽腐蝕環(huán)境非常普遍。不同侵蝕環(huán)境中混凝土結(jié)構(gòu)遭受侵蝕損害的程度與機(jī)理不盡相同，在內(nèi)陸鹽湖和鹽堿地硫酸鹽侵蝕環(huán)境中，混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性劣化主要以硫酸鹽結(jié)晶脹裂破壞為主，但在海洋和近海氯鹽侵蝕環(huán)境中混凝土結(jié)構(gòu)劣化則主要以鋼筋銹蝕導(dǎo)致的銹脹開裂破壞為主。這些環(huán)境條件下侵蝕性離子的腐蝕作用將會對樁體產(chǎn)生不可忽視的損壞，嚴(yán)重影響樁體的品質(zhì)，危及樁體的承載能力及各項(xiàng)性能，并隨著時間的延長，其破壞現(xiàn)象不斷加重，帶來嚴(yán)重的安全隱患，嚴(yán)重威脅上部結(jié)構(gòu)的安全。

由此，《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計規(guī)范》GB50046-2008規(guī)定，由于管樁存在預(yù)應(yīng)力鋼筋對腐蝕敏感和管壁較薄的問題，SO₄^2-和Cl-均為強(qiáng)腐蝕介質(zhì)，硫酸鹽侵蝕環(huán)境下預(yù)應(yīng)力混凝土管樁不應(yīng)采用，氯鹽侵蝕環(huán)境下預(yù)應(yīng)力混凝土管樁不易采用。規(guī)范的限定無疑給管樁行業(yè)的發(fā)展帶來了危機(jī)，也迫切要求設(shè)計出更加符合行業(yè)要求的樁型來服務(wù)于建筑行業(yè)的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，客服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提出了一種用于氯鹽侵蝕環(huán)境的預(yù)應(yīng)力管樁。

聚合物改性混凝土是在普通水泥混凝土的配方基礎(chǔ)上，于水泥混凝土攪拌階段滲入單體或聚合物，澆筑后經(jīng)養(yǎng)護(hù)和聚合，成型后經(jīng)養(yǎng)護(hù)而成為一種含有機(jī)聚合物的水泥混凝土。聚合物在混凝土內(nèi)部形成薄膜，填充水泥化合物和骨料之間的孔隙并與水泥水化物結(jié)成一體，使之具有較好的黏性和綜合性能，從而大幅提高混凝土的抗?jié)B性能。如果在管樁表面加上聚合物改性水泥基材料保護(hù)層外壁，則可以大幅提高管樁的抗氯離子滲透能力，從而將管樁應(yīng)用到氯鹽侵蝕環(huán)境中。

基于上述思路，本發(fā)明用于氯鹽侵蝕環(huán)境的預(yù)應(yīng)力管樁的基本結(jié)構(gòu)：該管樁利用二次離心工藝生產(chǎn)，首次離心成型抗氯離子滲透保護(hù)層外壁，主要發(fā)揮隔離圍護(hù)作用，二次離心成型鋼筋混凝土管體，主要發(fā)揮受力承載作用。利用首次成型的抗氯離子滲透保護(hù)層外壁將內(nèi)部承載管體與外界侵蝕環(huán)境隔絕開，避免了在侵蝕環(huán)境中內(nèi)部承載管體結(jié)構(gòu)完整性的破壞及各項(xiàng)性能的衰退。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的的技術(shù)方案是：用于氯鹽侵蝕環(huán)境的預(yù)應(yīng)力管樁，包括管體，所述管體為雙層管體，其內(nèi)層為鋼筋混凝土管層，外層為纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料保護(hù)層。管體內(nèi)灌注泡沫混凝土。所述纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料為水泥中摻入短切亂向均勻分布的有機(jī)纖維復(fù)合而成，纖維摻量占水泥的質(zhì)量百分比3-8%。

所述的水泥為強(qiáng)度等級不低于52.5的硅酸鹽系列水泥；所述的有機(jī)纖維為聚丙烯纖維、聚丙烯腈纖維、超高分子量聚乙烯纖維、聚乙烯醇纖維、聚酯纖維、聚甲醛纖維等有機(jī)纖維。