[发明专利]一种免压蒸PHC管桩用胶凝材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种胶凝材料，尤其涉及一种免压蒸PHC管桩用胶凝材料。

背景技术

目前，高强混凝土桩经离心成型后, 先采用常压蒸汽养护, 经历静停、升温、恒温、降温四个阶段, 温度在60℃～70℃, 时间为4～7小时。然后脱模, 再进行压蒸养护。压蒸养护采用蒸压釜, 养护时蒸汽压力达到0.9MPa～1.0MPa, 温度在180℃左右, 历时为7～10小时。混凝土在蒸汽养护过程中，由于温度的快速升高和降低，管桩混凝土内外温差过大，管桩桩身易产生裂缝，甚至开裂，造成混凝土管桩强度降低，使管桩产品质量严重下降。另外，高压蒸汽养护能耗高，养护过程中会有大量热能被排掉, 造成浪费, 而且燃煤会产生大量的烟气, 还需对烟气进行处理, 加重了企业的环保负担。再有，蒸压釜设备投入大, 工艺复杂, 特别是安全事故隐患多。

国家知识产权局于2011年9月14日公开的公开号为CN102180634A，名称为“一种石灰硅砂硅酸盐水泥及其在管桩生产中的使用技术方法”的发明专利，该专利中采用硅酸盐水泥熟料、硅砂、生石灰、石膏按一定的比例制成石灰硅砂硅酸盐水泥，且后期进行常压蒸汽养护，常压蒸汽养护的温度为70～95℃。但是该专利中，在有石膏存在的情况下，水泥中的C₃A水化产物为AFt（三硫型水化硫铝酸钙）和AFm（单硫型水化硫铝酸钙），对于常压蒸养来说，石膏存在会导致延迟钙矾石的生成，称为DEF现象，而DEF被认为是一种潜在的影响混凝土耐久性的破坏性反应，混凝土中的DEF反应是指蒸汽养护结束后正常的温湿养护阶段，低稳的低硫型硫铝酸钙（AFm）向钙矾石（AFt）转变造成的。相关研究得出，有效避免DEF反应的最佳允许养护温度为65～70℃，但是在较短时间内提高混凝土的强度，缩短工期，该养护温度过低，不利于工业化大生产。类似的专利文献还有公开号为CN101502587B、CN101614011B、CN1024491688B，均存在上述问题。

免压蒸混凝土虽然能避免蒸汽温度过高，导致的管桩强度不高的问题，但仍存在混凝土后期的稳定性、耐久性不好的问题。

又如公告号为CN103030342B，名称为“一种免压蒸预应力高强离心管桩及其制备方法”的发明专利，该专利公开的制备方法如下：A、将445kg/m³水泥、70 kg/m³微珠、35 kg/m³硅灰、720 kg/m³砂、1191 kg/m³碎石、1.9 kg/m³减水剂、104.5 kg/m³水，其中水胶比0.19混合制成混凝土；B、采用上述混凝土在钢模中布料、合模张拉后，在离心机上离心成型制成预应力混凝土管桩，所述离心成型工艺中分低速、中速、中高速、高速四个阶段；C、离心成型后的预应力混凝土管桩进行一次常压蒸汽养护或水养，控制恒温温度在75℃～95℃；然后自然停放，7天即可，混凝土强度118.0MPa。该专利制得的管桩在75℃～95℃养护后需自然停放7天，养护时间较长，生产周期长，效率低下。

磷渣是磷矿石热法生产黄磷过程中排放的工业废渣，每生产 1t 黄磷，大约产生 8～10t 磷渣。近年来，随着我国黄磷生产工业的迅速发展，磷渣的排放量也随之增多，每年都在 500 万 t 以上，且逐年递增。大量的磷渣堆积，不仅占用大量的土地，而且磷渣中的有害物质会随雨水渗入地下，造成地下水的污染。同时，也造成了大量废渣资源的浪费；因此，加大磷渣资源的利用率已经刻不容缓。

综上，现有技术存在的问题如下：1）大部分免压蒸混凝土中含石膏，导致DEF现象，影响管桩体积稳定性；2）现有的免压蒸管桩混凝土生产成本高，周期长；3）磷渣得不到有效利用，造成大量的土地被占用，且对水资源进行了不同程度的污染。

发明内容

本发明为了解决现有技术中，管桩混凝土中因硫酸钙的存在导致延迟钙矾石反应，影响混凝土的耐久性的问题，提出一种免压蒸PHC管桩，通过选用硅酸盐水泥熟料作为基础胶凝材料，并通过磷渣、硅灰和缓凝剂特定的配比设计，使得在没有石膏的情况下，本发明胶凝材料制备的免压蒸PHC管桩既能满足桩的使用要求，又具有高的体积稳定性优点，从而提高免压蒸混凝土的耐久性；且能在80～100℃下养护，具有缩短工期的优点。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种免压蒸PHC管桩用胶凝材料，其特征在于：包括以下按质量百分数计的原料：

硅酸盐水泥熟料75～97%；