[发明专利]一种混凝土预制桩及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及混凝土建筑材料技术领域，具体而言，涉及一种混凝土预制桩及其生产方法。

背景技术

砂是混凝土组成的主要材料，随着建筑业的迅猛发展，建筑用砂数量越来越大，质量上要求越来越高，而天然砂资源却越来越少，由此引发的工程质量问题，以及破坏农田、水利资源的问题日趋严重，因此，人工机制砂的研究应用势在必行。

从20世纪60年代我国的机制砂起步，到目前为止，对机制砂的应用研究已日渐成熟，其应用范围由建筑行业扩大到公路、铁路、水电、冶金等系统，由挡护工程扩大到桥梁、隧道及水工工程，从砌筑砂浆发展到普通混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土、泵送混凝土、气密性混凝土及喷锚支护等工程。

然而，目前人工机制砂在高强预应力混凝土预制桩中的应用颇少，主要原因为：机制砂生产的混凝土粘性大，流动性能较差，对施工及离心都产生一定影响，最终导致产品质量性能不过关。所以很多预制桩生产企业都不会考虑使用机制砂。

发明内容

本发明提供了一种混凝土预制桩及其生产方法，以解决天然砂成本较高、机制砂在预应力混凝土预制桩中应用受到局限的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种混凝土预制桩，通过将混凝土装入安装有钢筋笼骨架的模具、合模、张拉、离心成型、常压蒸汽养护、脱模、高压蒸汽养护制备而成，混凝土的原料包括：胶凝材料、细骨料、粗骨料、外加剂和水，其中，细骨料为机制砂或其与天然砂的混合物，细骨料中的机制砂的重量百分数为5wt％～100wt％，所述机制砂由矿山尾矿、工业弃渣等石质原料经机械破碎、级配筛分和除尘处理制得，细度模数为2.3～3.8，颗粒级配满足标准砂1区或2区的要求，石粉含量为2wt％～8wt％。

进一步地，胶凝材料的含量为300～500kg/m³；外加剂的固体掺量为胶凝材料重量的0.1～1.5％；混凝土的水胶比为0.25～0.40；混凝土的砂率为30～45％。

进一步地，胶凝材料由55wt％～100wt％的水泥和0wt％～45wt％的掺合料组成，水泥为强度等级不低于42.5的符合GB175标准的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，掺合料为硅砂粉、矿渣粉、粉煤灰中的一种或多种的组合。

进一步地，硅砂粉的比表面积为300m²/kg～500m²/kg；矿渣粉不低于GB/T18046标准中S95的要求；粉煤灰不低于GB/T1596标准中II级粉煤灰的要求。

进一步地，天然砂为江砂或河砂，细度模数为2.0～3.5，含泥量≤2.0wt％。

进一步地，粗骨料为天然碎石、人工碎石或卵石，粒径为5～25mm连续级配，压碎值≤10％，针片状颗粒含量≤10wt％。

进一步地，外加剂为萘系高效减水剂，萘系高效减水剂的固体掺量为所述胶凝材料重量的0.3wt％～1.5wt％；或者，外加剂为固体掺量为聚羧酸盐高性能减水剂，聚羧酸盐高性能减水剂为所述胶凝材料重量的0.1wt％～0.5wt％。

根据本发明的另一个方面，提供了一种上述混凝土预制桩的生产方法，依次包括以下步骤：混凝土制备、将混凝土装入安装有钢筋笼骨架的模具、合模、张拉、离心成型、常压蒸汽养护、脱模、高压蒸汽养护，其中，混凝土制备包括以下步骤：(1)对机制砂原料进行机械破碎；(2)对经机械破碎的机制砂原料进行级配筛分，得到细度模数为2.3～3.8，颗粒级配满足标准砂1区或2区要求的机制砂；(3)对经级配筛分后的机制砂进行除尘处理，控制其石粉含量为2wt％～8wt％；(4)向搅拌机中加入胶凝材料、上述机制砂以及可选的天然砂，其中，机制砂占其与天然砂混合物的重量百分数为5wt％～100wt％，搅拌10～40s；然后向搅拌机中加入水，搅拌10～30s，加入粗骨料；再向搅拌机中加入外加剂，继续搅拌，直至净搅拌时间达到90～180s，出料。

进一步地，张拉步骤中，对钢筋笼骨架进行张拉，张拉力为预应力钢筋总抗拉强度的70～75％。

进一步地，常压蒸汽养护步骤中，恒温温度为65～95℃，养护时间为4～6小时；所述高压蒸汽养护步骤中，恒压压力为1.0±0.05MPa，恒温温度为160～200℃，养护时间为6～8小时。