專(zhuān)利名稱(chēng)：先張法預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土及先張法預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土管樁的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混凝土及應(yīng)用該混凝土制成一種作為建筑基礎(chǔ)用管樁的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
預(yù)應(yīng)力混凝土管樁可分為后張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁和先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁。先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁是國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)成功的土木建筑領(lǐng)域一項(xiàng)受人注目的產(chǎn)品，具有承載能力高，生產(chǎn)周期較短等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于我國(guó)沿海地區(qū)的工業(yè)與民用建筑、道路、橋梁、水利、電力、冶金等重大基礎(chǔ)工程。按混凝土強(qiáng)度等級(jí)，將混凝土強(qiáng)度等級(jí)不得低于C80 (即混 凝土立方體抗壓強(qiáng)度不低于SOMpa)的先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁稱(chēng)為先張法預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土管樁。不僅如此，受施工需要甚至還開(kāi)發(fā)了混凝土立方體抗壓強(qiáng)度大于85Mpa的先張法預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土管樁。先張法預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土管樁的現(xiàn)有生產(chǎn)方法包括混凝土的配制、鋼筋骨架的制作、入模、離心成型以及脫模、壓蒸養(yǎng)護(hù)等工藝步驟。由于這些工藝步驟均為現(xiàn)有技術(shù)，故不再贅述。其中，混凝土的配制是決定先張法預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土管樁承載能力的決定因素。而混凝土配制時(shí)確保混凝土的和易性是關(guān)鍵。眾所周知，混凝土的和易性是一項(xiàng)綜合性的技術(shù)性能，它包括混凝土的流動(dòng)性、黏聚性、保水性三個(gè)方面的性能。這三種性能之間既互相聯(lián)系，又互相矛盾。主要表現(xiàn)在當(dāng)增大混凝土的流動(dòng)性時(shí)，混凝土的黏聚性和保水性就會(huì)變差，進(jìn)而降低混凝土的強(qiáng)度；當(dāng)增大混凝土的黏聚性時(shí)，混凝土的保水性也會(huì)相應(yīng)的提高，但會(huì)降低混凝土的流動(dòng)性，從而影響混凝土的成型質(zhì)量?？梢?jiàn)，混凝土和易性良好的條件必須建立在流動(dòng)性、黏聚性、保水性這三方面性能在某種具體工作條件下達(dá)到統(tǒng)一的基礎(chǔ)上。根據(jù)前面所述，目前開(kāi)發(fā)了混凝土立方體抗壓強(qiáng)度大于85Mpa的先張法預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土管樁。這種管樁相比一般的先張法預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土管樁具有更高的混凝土抗壓強(qiáng)度，因此配制混凝土?xí)r為了保證混凝土的黏聚性和保水性，對(duì)混凝土的流動(dòng)性要求較小?；炷恋牧鲃?dòng)性主要通過(guò)混凝土的坍落度值S來(lái)表現(xiàn)。為了保證管樁的混凝土立方體抗壓強(qiáng)度大于85Mpa，按現(xiàn)有的技術(shù)要求必須將混凝土的坍落度S控制在I 3cm的范圍內(nèi)。不僅如此，在混凝土配制時(shí)還要將混凝土的砂率(所用砂與碎石中砂所占的重量百分比)控制在26 29%的范圍內(nèi)，以進(jìn)一步確保混凝土的強(qiáng)度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種既能夠保證混凝土立方體抗壓強(qiáng)度大于85Mpa，又能提高抗彎性能及極限彎矩使管樁的直徑縮小的先張法預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土管樁生產(chǎn)方法。解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是首先提供一種先張法預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土，每立方米混凝土的原料配制比如下水泥340 400Kg，中粗砂670 730Kg，細(xì)砂粉120Kg，碎石1220 1280Kg，水141 161Kg，高效減水劑9. 6 IlKgo進(jìn)一步地，所述重量配比為水泥340Kg，中粗砂730Kg，細(xì)砂粉120Kg，碎石1220Kg，水 141Kg，高效減水劑 9. 6Kg。所述水泥標(biāo)號(hào)為P · 1152. 5R。所述高效減水劑為HXD-2R型號(hào)。其次，提供一種先張法預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土管樁的生產(chǎn)方法，步驟如下(I)將混凝土所含各種成分?jǐn)嚢柚瞥? 4cm的坍落度混凝土 ；(2)固定長(zhǎng)度1258mm的樁套箍后安裝端板； (3)制作及安裝籠筋骨架；(4)混凝土布料及合模；(5)預(yù)應(yīng)力張拉；(6)離心成型，管樁外徑為Φ400πιπι時(shí)，中速頻率為33. 5Hz的情況下，離心機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速為670轉(zhuǎn)/分；(7)初級(jí)蒸氣養(yǎng)護(hù)和高壓蒸養(yǎng)，通過(guò)蒸養(yǎng)使管樁達(dá)到放張強(qiáng)度50 60Mpa，放張脫模后使管樁強(qiáng)度達(dá)到C85 C95Mpa。上述步驟中，細(xì)砂粉燒失量O. 5%，二氧化硅91. 2%，密度2. 64g/cm3。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)在于I.管樁的抗彎性能及極限彎矩大幅提高，如Φ400 X IlOmm規(guī)格，樁身豎向極限承載力達(dá)到5200KN。在縮小了內(nèi)徑的情況下，反而增加了壁厚15mm，相當(dāng)起到了增加PC鋼棒的作用。根據(jù)地基土物理力學(xué)指標(biāo)與承載力參數(shù)經(jīng)驗(yàn)關(guān)系計(jì)算單樁豎向承載力特征值時(shí)，可按廣東省標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》〈DBJ15-31-2003〉的公式進(jìn)行計(jì)算，即Ra = Up Σ qain · Li+qpaAp式中Ra為單樁豎向承載力特征值，Up為管樁樁身外周長(zhǎng)，qain為管樁第I層土的厚度，qpa為管樁的端阻力特征值，Ap為樁尖水平投影面積。以上公式可了解到管樁越長(zhǎng)直徑越大和樁側(cè)摩擦力越大，則管樁的承載力特性的因素很多，比如樁側(cè)土性，樁端土性，樁徑，開(kāi)口樁的壁厚，入土深度，施工順序等。2.管樁的生產(chǎn)成本降低。3.管樁生產(chǎn)方便、快捷，減少很多不必要的勞動(dòng)力。4.管樁的生產(chǎn)方法能有效地減少了對(duì)機(jī)器的磨損，如中速離心時(shí)，400X IlOmm按Φ400X95mm離心工藝，中速頻率為33. 5的情況下離心電機(jī)轉(zhuǎn)速為670轉(zhuǎn)。5.管樁運(yùn)輸成本上有效控制或減少，在同一輛車(chē)上，管樁多裝約三分之一的米數(shù)。6.管樁生產(chǎn)的進(jìn)度快，避免壓樁影響生產(chǎn)的現(xiàn)象。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例I-生產(chǎn)PHC400AB X 110管樁配制Im3混凝土各原料的質(zhì)量為塔牌P · 1152. 5R水泥340Kg，中粗砂730Kg，細(xì)砂粉120Kg，碎石1220Kg，水141Kg，塔牌HXD-2R高效減水劑9. 6Kg。
該實(shí)施例的砂率37. 4%，5 25mm碎石壓碎指標(biāo)9.5%，水泥為塔牌P· 1152. 5R水泥(3天抗折6. OMpa, 3天抗壓32Mpa ；28天抗折9. OMpa, 28天抗壓60Mpa),細(xì)砂粉占膠凝材料總量26%，細(xì)砂粉比表面積420m2/Kg，水灰比為O. 31。該實(shí)施例的生產(chǎn)工藝步驟如下I.混凝土原材料的計(jì)量、攪拌，根據(jù)設(shè)計(jì)好的配合比將砂、石、水泥、水、細(xì)砂粉、高效減水劑等經(jīng)精確計(jì)量，用混凝土強(qiáng)制式攪拌機(jī)制成3cm的低坍落度(砼的坍落度小于IOcm為低坍落度)的新拌混凝土。設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)不低于C80。新拌混凝土配合比使各種材料經(jīng)過(guò)設(shè)定的時(shí)間和攪拌機(jī)的滾動(dòng)，可以達(dá)到砼均勻，使砼結(jié)構(gòu)不分層、不離析。坍落度的作用是觀(guān)察砼和易性、流動(dòng)性、保水性。2.端板的制作，端板安裝前需固定1258mm左右的薄鋼板制成的樁套箍，可以起到保護(hù)混凝土的作用。端板是指管樁結(jié)構(gòu)中兩端的鋼件，它在張拉時(shí)能夠有效地起到錨固兩 端的作用，在施工打樁時(shí)能連接上下兩端的管樁，具有很強(qiáng)的耐打性能。3.籠筋骨架制作及安裝筋骨架，在成品管樁里有抗彎性能的的作用，是由PC鋼棒與盤(pán)條組成。利用PC鋼棒與盤(pán)條制作的籠筋骨架，能有效地增加混凝土的搞緊性能和抗彎性能。4.混凝土布料及合模。通過(guò)布料(先中間，后兩端，再中間的順序)使砼均勻分布在固定好的筋骨架里面，并通過(guò)相同方向兩邊同時(shí)合模(先每隔2m鎖一顆螺絲，然后再鎖剩余的螺絲，使砼合縫不漏漿)。5.預(yù)應(yīng)力張拉。因制作的管樁是先張拉預(yù)應(yīng)力砼，通過(guò)張拉機(jī)對(duì)合模好的管樁進(jìn)行張拉，達(dá)到預(yù)先設(shè)定好的預(yù)應(yīng)力進(jìn)入下一階段。6.離心成型。管樁是離心成型工藝，因此通過(guò)預(yù)應(yīng)力張拉后，必須把管模吊到離心機(jī)上進(jìn)行離心。慢速和初中速對(duì)砼進(jìn)行合理分布，中速是成型并進(jìn)一步致密，高速是按照一定的時(shí)間和轉(zhuǎn)速達(dá)到致密的效果。如中速離心時(shí)，中速頻率為33. 5的情況下離心電機(jī)轉(zhuǎn)速為670轉(zhuǎn)。7.初級(jí)蒸氣養(yǎng)護(hù)和高壓蒸養(yǎng)，高壓養(yǎng)護(hù)后可以直接供應(yīng)工地使用。通過(guò)蒸養(yǎng)使其達(dá)到放張強(qiáng)度55Mpa以上，進(jìn)行放張脫模并進(jìn)入蒸壓養(yǎng)護(hù)，按照設(shè)計(jì)好的溫度、壓力和時(shí)間使管樁強(qiáng)度達(dá)到C85Mpa。實(shí)施例2-生產(chǎn)PHC400AB X 110管樁配制Im3混凝土各原料的質(zhì)量為塔牌P · 1152. 5R水泥370Kg，中粗砂700Kg，細(xì)砂粉120Kg，碎石1250Kg，水150Kg，塔牌HXD-2R高效減水劑10. 3Kg。該實(shí)施例的砂率35. 9%，5 25mm碎石壓碎指標(biāo)9.5%，水泥為塔牌P· 1152. 5R水泥(3天抗折6. OMpa, 3天抗壓32Mpa ；28天抗折9. OMpa, 28天抗壓60Mpa),細(xì)砂粉占膠凝材料總量24. 5%，細(xì)砂粉比表面積420m2/Kg，水灰比為O. 31。該實(shí)施例的生產(chǎn)工藝步驟如下I.混凝土原材料的計(jì)量、攪拌，根據(jù)設(shè)計(jì)好的配合比將砂、石、水泥、水、細(xì)砂粉、高效減水劑等經(jīng)精確計(jì)量，用混凝土強(qiáng)制式攪拌機(jī)制成2cm的低坍落度(砼的坍落度小于IOcm為低坍落度)的新拌混凝土。設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)不低于C80。新拌混凝土配合比使各種材料經(jīng)過(guò)設(shè)定的時(shí)間和攪拌機(jī)的滾動(dòng)，可以達(dá)到砼均勻，使砼結(jié)構(gòu)不分層、不離析。坍落度的作用是觀(guān)察砼和易性、流動(dòng)性、保水性。
2.端板的制作，端板安裝前需固定1258mm左右的薄鋼板制成的樁套箍，可以起到保護(hù)混凝土的作用。端板是指管樁結(jié)構(gòu)中兩端的鋼件，它在張拉時(shí)能夠有效地起到錨固兩端的作用，在施工打樁時(shí)能連接上下兩端的管樁，具有很強(qiáng)的耐打性能。3.籠筋骨架制作及安裝筋骨架，在成品管樁里有抗彎性能的的作用，是由PC鋼棒與盤(pán)條組成。利用PC鋼棒與盤(pán)條制作的籠筋骨架，能有效地增加混凝土的搞緊性能和抗彎性能。
4.混凝土布料及合模。通過(guò)布料(先中間，后兩端，再中間的順序)使砼均勻分布在固定好的筋骨架里面，并通過(guò)相同方向兩邊同時(shí)合模(先每隔2m鎖一顆螺絲，然后再鎖剩余的螺絲，使砼合縫不漏漿)。5.預(yù)應(yīng)力張拉。因制作的管樁是先張拉預(yù)應(yīng)力砼，通過(guò)張拉機(jī)對(duì)合模好的管樁進(jìn)行張拉，達(dá)到預(yù)先設(shè)定好的預(yù)應(yīng)力進(jìn)入下一階段。6.離心成型。管樁是離心成型工藝，因此通過(guò)預(yù)應(yīng)力張拉后，必須把管模吊到離心機(jī)上進(jìn)行離心。慢速和初中速對(duì)砼進(jìn)行合理分布，中速是成型并進(jìn)一步致密，高速是按照一定的時(shí)間和轉(zhuǎn)速達(dá)到致密的效果。如中速離心時(shí)，中速頻率為33. 5的情況下離心電機(jī)轉(zhuǎn)速為670轉(zhuǎn)。7.初級(jí)蒸氣養(yǎng)護(hù)和高壓蒸養(yǎng)，高壓養(yǎng)護(hù)后可以直接供應(yīng)工地使用。通過(guò)蒸養(yǎng)使其達(dá)到放張強(qiáng)度55Mpa以上，進(jìn)行放張脫模并進(jìn)入蒸壓養(yǎng)護(hù)，按照設(shè)計(jì)好的溫度、壓力和時(shí)間使管樁強(qiáng)度達(dá)到C87Mpa。實(shí)施例3-生產(chǎn)PHC400AB X 110管樁配制Im3混凝土各原料的質(zhì)量為塔牌P · 1152. 5R水泥400Kg，中粗砂670Kg，細(xì)砂粉120Kg，碎石1280Kg，水161Kg，塔牌HXD-2R高效減水劑llKg。該實(shí)施例的砂率34. 4%，5 25mm碎石壓碎指標(biāo)9.5%，水泥為塔牌P· 1152. 5R水泥(3天抗折6. OMpa, 3天抗壓32Mpa ；28天抗折9. OMpa, 28天抗壓60Mpa),細(xì)砂粉占膠凝材料總量23%，細(xì)砂粉比表面積420m2/Kg，水灰比為O. 31。該實(shí)施例的生產(chǎn)工藝步驟如下I.混凝土原材料的計(jì)量、攪拌，根據(jù)設(shè)計(jì)好的配合比將砂、石、水泥、水、細(xì)砂粉、高效減水劑等經(jīng)精確計(jì)量，用混凝土強(qiáng)制式攪拌機(jī)制成4cm的低坍落度(砼的坍落度小于IOcm為低坍落度)的新拌混凝土。設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)不低于C80。新拌混凝土配合比使各種材料經(jīng)過(guò)設(shè)定的時(shí)間和攪拌機(jī)的滾動(dòng)，可以達(dá)到砼均勻，使砼結(jié)構(gòu)不分層、不離析。坍落度的作用是觀(guān)察砼和易性、流動(dòng)性、保水性。2.端板的制作，端板安裝前需固定1258mm左右的薄鋼板制成的樁套箍，可以起到保護(hù)混凝土的作用。端板是指管樁結(jié)構(gòu)中兩端的鋼件，它在張拉時(shí)能夠有效地起到錨固兩端的作用，在施工打樁時(shí)能連接上下兩端的管樁，具有很強(qiáng)的耐打性能。3.籠筋骨架制作及安裝筋骨架，在成品管樁里有抗彎性能的的作用，是由PC鋼棒與盤(pán)條組成。利用PC鋼棒與盤(pán)條制作的籠筋骨架，能有效地增加混凝土的搞緊性能和抗彎性能。4.混凝土布料及合模。通過(guò)布料(先中間，后兩端，再中間的順序)使砼均勻分布在固定好的筋骨架里面，并通過(guò)相同方向兩邊同時(shí)合模(先每隔2m鎖一顆螺絲，然后再鎖剩余的螺絲，使砼合縫不漏漿)。
5.預(yù)應(yīng)力張拉。因制作的管樁是先張拉預(yù)應(yīng)力砼，通過(guò)張拉機(jī)對(duì)合模好的管樁進(jìn)行張拉，達(dá)到預(yù)先設(shè)定好的預(yù)應(yīng)力進(jìn)入下一階段。6.離心成型。管樁是離心成型工藝，因此通過(guò)預(yù)應(yīng)力張拉后，必須把管模吊到離心機(jī)上進(jìn)行離心。慢速和初中速對(duì)砼進(jìn)行合理分布，中速是成型并進(jìn)一步致密，高速是按照一定的時(shí)間和轉(zhuǎn)速達(dá)到致密的效果。如中速離心時(shí)，中速頻率為33. 5的情況下離心電機(jī)轉(zhuǎn)速為670轉(zhuǎn)。7.初級(jí)蒸氣養(yǎng)護(hù)和高壓蒸養(yǎng)，高壓養(yǎng)護(hù)后可以直接供應(yīng)工地使用。通過(guò)蒸養(yǎng)使其達(dá)到放張強(qiáng)度55Mpa以上，進(jìn)行放張脫模并進(jìn)入蒸壓養(yǎng)護(hù)，按照設(shè)計(jì)好的溫度、壓力和時(shí)間 使管樁強(qiáng)度達(dá)到C85 C95Mpa。
權(quán)利要求
1.先張法預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土，其特征在于每立方米混凝土的原料配制比如下水泥340 400kg，中粗砂 670 730Kg，細(xì)砂粉 120Kg，碎石 1200 1280Kg，水 141 161Kg，高效減水劑9. 6 IlKg。
2.如權(quán)利要求I所述的先張法預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土，其特征在于所述重量配比為水泥340Kg，中粗砂730Kg，細(xì)砂粉120Kg，碎石1220Kg，水141Kg，高效減水劑9. 6Kg。
3.如權(quán)利要求I所述的先張法預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土，其特征在于，所述水泥標(biāo)號(hào)為P · 1152. 5R。
4.如權(quán)利要求I所述的先張法預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土，其特征在于，所述高效減水劑為HXD-2R 型號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的先張法預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土管樁的生產(chǎn)方法，其特征在于步驟如下 (1)將混凝土所含各種成分?jǐn)嚢柚瞥? 4cm的坍落度混凝土； (2)固定長(zhǎng)度1258mm的樁套箍后安裝端板； (3)制作及安裝籠筋骨架； (4)混凝土布料及合模； (5)預(yù)應(yīng)力張拉； (6)離心成型，管樁外徑為Φ400πιπι時(shí)，中速頻率為33.5Hz的情況下，離心機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速為670轉(zhuǎn)/分； (7)初級(jí)蒸氣養(yǎng)護(hù)和高壓蒸養(yǎng)，通過(guò)蒸養(yǎng)使管樁達(dá)到放張強(qiáng)度50 60Mpa,放張脫模后使管樁強(qiáng)度達(dá)到C85 C95Mpa。
6.如權(quán)利要求I所述的先張法預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土，其特征在于，細(xì)砂粉燒失量O.5%，二氧化硅 91. 2%，密度 2. 64g/cm3。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種先張法預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土，含有水泥，中粗砂，細(xì)砂粉，碎石，水，高效減水劑。應(yīng)用此混凝土，則可生產(chǎn)出先張法預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土管樁，生產(chǎn)方法包括了攪拌，安裝端板，制作及安裝籠筋骨架，預(yù)應(yīng)力張拉，離心成型，蒸汽養(yǎng)護(hù)這些步驟。按本發(fā)明生產(chǎn)出的Φ400×110mm管樁，具有高抗彎性能及極限彎矩，生產(chǎn)進(jìn)度快，生產(chǎn)成本低，離心機(jī)器不易磨損，車(chē)輛運(yùn)輸量增大等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B28B21/30GK102757205SQ20121027903
公開(kāi)日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月7日
發(fā)明者吳建生, 陳榮坤 申請(qǐng)人:廣東華美鑫通混凝土構(gòu)件有限公司