[发明专利]一种PHC管桩混凝土拌合物及由其制备的PHC管桩

说明书

技术领域

本发明涉及一种PHC管桩混凝土拌合物及由其制备的PHC管桩，具体地涉及一种采用泵送布料、免压蒸养护制备PHC管桩的混凝土拌合物及由其制备的PHC管桩。

背景技术

随着城市高速扩张，高速铁路、高速公路、港口码头、跨海大桥等基础设施建设的大规模开展，对于PHC（高强预应力）管桩的需求量巨大，据报道，2011年我国PHC管桩产量达到3.5亿米。现有的PHC管桩多采用开模方法生产、人工操作的布料工艺，这种工艺存在以下缺陷：（1）工人劳动强度大，车间温度高、噪声大，工作环境差；（2）自动化程度低，质量波动大；（3）物料损耗大。

管桩养护一般采用常压蒸汽养护与高压蒸汽养护的两段式养护工艺，管桩在一个养护周期内达到C80以上，满足出厂要求。现有的管桩养护工艺会带来以下难以克服的问题：（1）生产过程中能耗大：现有PHC管桩生产工艺单位能耗高达4kg/m，高压蒸养占据了其中的70%以上；（2）混凝土耐久性不足：经过高压蒸养的混凝土抗氯离子渗透能力、抗冻融等性能下降严重，有研究表明，经过高压蒸养的混凝土抗冻融循环次数不足100次，对建筑物的耐久性有可能产生不利的影响；（3）容易造成环境污染和安全隐患：现有工艺生产的预应力管桩会产生大量的余浆，蒸汽生产过程会产生大量温室气体，容易造成环境污染，同时高压釜存在一定的安全隐患。

低能耗、自动化生产工艺是管桩制造领域的一项重要课题。中国专利200910041268.9公开了一种免压蒸工艺生产PHC管桩的方法，其特点是使用了大量的碱性激发材料，对混凝土耐久性的影响不容忽视。中国专利2008100218824和2008100218824.X分别公开了一种用于PHC管桩生产的超塑化剂及其在预应力管桩生产中的应用，其主要技术路线是采用聚羧酸减水剂与大量的无机盐早强剂（如亚硝酸盐、硫氰酸盐、硫酸盐、硫代硫酸盐等）以及链烷醇胺等复合而成，其中无机盐用量多达胶凝材料的4-5%，其本质也是通过无机盐促进混凝土强度的发展，对混凝土耐久性不利。此外，以上方法生产PHC管桩仍然难以实现管桩混凝土的流态化，仍然通过常规开模工艺生产，未能解决自动化程度低、工人劳动强度大的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种PHC管桩混凝土拌合物及由其制备的PHC管桩。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种PHC管桩混凝土拌合物，其原料包括：胶凝材料：400kg/m³-520kg/m³，水：120-145kg/m³，砂：675-870kg/m³，碎石：1050-1110kg/m³，聚羧酸减水剂：聚羧酸减水剂的质量用量为胶凝材料质量的1.0-1.5%；所述胶凝材料由80-95%的水泥和5-20%的矿物掺合料组成，所述百分比为质量百分比。

通过上述对拌合物原料及其配比的选择，各物料之间产生了预料不到的协同效应，所得拌合物在离心过程中无分层现象；且可实现机械化布料，免压蒸生产。kg/m³表示每立方米PHC管桩混凝土拌合物所含的原料组分的质量。

为了进一步实现PHC管桩泵送施工，免压蒸生产，增强各组分之间的协同效应，所述聚羧酸减水剂由如下组分组成：聚羧酸超塑化剂16-20%，降粘组分1-2.5%，消泡剂0.05-0.2%，水，余量，所述百分比为质量百分比；所述降粘组分为葡萄糖酸钠和硅酸钠的混合物，其中葡萄糖酸钠的质量用量为聚羧酸减水剂质量的0.5-1.5%，其余部分为硅酸钠；所述消泡剂为改性聚醚消泡剂。申请人经研究发现，上述组合物通过复配，有着意想不到的协同效应。上述消泡剂优选

为了提高减水剂的减水性能，同时增强与其他组分之间的协同效应，所述聚羧酸超塑化剂为通式（1）或通式（2）所示的聚羧酸超塑化剂或两者任意配比的混合物；

通式（1）的结构式为：