[发明专利]PHC管桩混凝土及PHC管桩

说明书

本申请涉及管桩生产领域，具体公开了PHC管桩混凝土及PHC管桩，按重量份数，包括有以下组分：水泥220～370份，粗骨料1000～1400份,减水剂3～11份，水100～150份，粉煤灰30～85份，复合细骨料800～1000份；所述复合细骨料的制备方法包括以下步骤：将砂、锡尾矿和水玻璃搅拌均匀，得到复合细骨料；所述砂、锡尾矿和水玻璃的重量比为1：（0.85～1）：（0.4～0.6）。由PHC管桩混凝土制得的PHC管桩，PHC管桩的制备包括离心成型步骤。本申请的PHC管桩混凝土缓解了砂供应不足的现状，提高锡尾矿的利用率。

技术领域

本申请涉及管桩生产领域，更具体地说，它涉及PHC管桩混凝土及PHC管桩。

背景技术

PHC管桩即预应力高强度混凝土管桩，是建筑基础中常用的混凝土预制构件。管桩制作的主要原料是混凝土，混凝土由胶凝材料将颗粒状骨料胶结而成。PHC管桩混凝土未凝结前为PHC管桩混凝土的拌合物，PHC管桩混凝土的拌合物于管桩制作模具内经管桩离心机高速离心，以形成PHC管桩的圆筒形结构。

目前，PHC管桩混凝土常采用天然砂为细骨料，但天然砂的长期开采导致天然砂的资源日渐枯竭，天然砂出现供应不足的现状。

发明内容

为了缓解天然砂供应不足的现状，本申请提供PHC管桩混凝土及PHC管桩。

本申请提供的PHC管桩混凝土及PHC管桩采用如下的技术方案：

第一方面，本申请提供PHC管桩混凝土，采用如下的技术方案：

PHC管桩混凝土，按重量份数，包括有以下组分：水泥220～370份，粗骨料1000～1400 份,减水剂3～11份，水100～150份，粉煤灰30～85份，复合细骨料800～1000份；

所述复合细骨料包括的制备方法包括以下步骤：将砂、锡尾矿和水玻璃搅拌均匀，得到复合细骨料；所述砂、锡尾矿和水玻璃的重量比为1：(0.85～1)：(0.4～0.6)。

通过采用上述技术方案，本申请采用锡尾矿这种工业固体废料，锡尾矿是锡矿石经选矿中分选作业后产生的废料，目前锡尾矿的资源利用率低，锡尾矿大量的堆存易造成环境的污染。本申请采用锡尾矿替代部分砂作为部分细骨料，不仅缓解了砂供应不足的问题，而且提高了锡尾矿的利用率。

实验过程中发现，单纯加入锡尾矿以代替部分砂会导致由添加锡尾矿后的PHC管桩混凝土制备的PHC管桩的力学性能降低，分析其原因在于，PHC管桩于离心成型后出现分层的现象，进一步分析其原因在于，锡尾矿的表观密度较大，使得锡尾矿具备较大的离心力而在离心时外挤至PHC管桩的外层，PHC管桩成品出现分层现象，PHC管桩的力学性能因此受到影响而有所降低。

为了改善加入锡尾矿导致PHC管桩成品的力学性能降低的现象，本申请采用砂和水玻璃对锡尾矿进行处理，实验发现，PHC管桩的力学性能回升至接近现有管桩的水平。分析其原因在于，一方面，砂和水玻璃的密度均小于锡尾矿的密度，使得粘附在锡尾矿周围的砂和水玻璃一定程度上降低了锡尾矿颗粒的密度，从而减轻密度差异导致的分层，另一方面，锡尾矿颗粒表面的砂和水玻璃增强了锡尾矿与混凝土基体之间的结合力，从而加大离心过程中锡尾矿位移的难度。

可选的，所述复合细骨料还包括聚丙烯酸铵，复合细骨料中砂、锡尾矿、水玻璃和聚丙烯酸铵的重量比为1：(0.85～1)：(0.4～0.6)：(0.002～0.004)。

实验发现，通过添加聚丙烯酸铵，由采用复合细骨料获得的PHC管桩混凝土制备的PHC管桩的力学性能进一步得到提升，可达到现有PHC管桩的水平。分析其原因在于，聚丙烯酸铵提高了复合细骨料各组分之间的紧密程度，减轻复合细骨料破损的可能性，进一步减小因复合细骨料破损导致锡尾矿的位移难度降低而易发生离心分层的现象。

可选的，所述砂选用含泥量≤1％，细度模数为2.3～3.0，粒径为2.2～4mm的天然砂。