一種降低膠凝材料用量的pc管樁制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，特別涉及一種降低膠凝材料用量的PC管粧制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] PC管粧，即預(yù)應(yīng)力混凝土管粧，是建筑基礎(chǔ)中常用的預(yù)制混凝土構(gòu)件，被廣泛地應(yīng) 用于各類建筑、交通、水利等工程。
[0003] 按照GB 13476-2009《先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管粧》的規(guī)定，PC管粧用混凝土強(qiáng)度 不低于C60。PC管粧生產(chǎn)中，混凝土是最大宗材料，而混凝土成本的決定性因素在于膠凝材 料。如果能降低膠凝材料用量，那么就可以降低成本，提高競(jìng)爭(zhēng)力。
[0004] 在現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)和條件下，實(shí)際生產(chǎn)中的PC管粧膠凝材料用量已經(jīng)是較低水平， 基本在450kg/m3。如果直接減少膠凝材料，會(huì)使混凝土的工作性能難以達(dá)到生產(chǎn)要求。
[0005] 如果減少膠凝材料用量，同時(shí)提高水膠比，雖然可以使工作性能得到提高，但是混 凝土強(qiáng)度難以達(dá)到要求；如果減少膠凝材料用量，同時(shí)保持水膠比不變，提高減水劑用量， 也可以使工作性能得到提高，但過(guò)高的減水劑摻量會(huì)使混凝土離析、泌水。
[0006] 此外，采用離心工藝生產(chǎn)PC管粧會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)品一一余漿。余漿是在離心過(guò)程中被 擠出的一部分混凝土漿體，主要含有水、水泥、礦物摻合料、泥土 (來(lái)自砂、石骨料表面)、減 水劑等。余漿對(duì)于管粧產(chǎn)品的性能不起作用，但是如果去掉這部分漿體，離心前的管粧生產(chǎn) 過(guò)程中，如布料、合模等過(guò)程中混凝土拌合物的工作性能就達(dá)不到要求。由于余漿的成分不 穩(wěn)定，質(zhì)量難以控制，因此難以應(yīng)用于其他混凝土制品的生產(chǎn)；一些企業(yè)采取了余漿回用技 術(shù)，增大了生產(chǎn)的復(fù)雜性和人工需求量，也增大了管粧質(zhì)量控制的難度。余漿屬于污染物， 且凝結(jié)產(chǎn)生強(qiáng)度后難以處理，因此難以排放。如何處理余漿，是令管粧生產(chǎn)企業(yè)頭疼的問 題。
[0007] 引氣劑能經(jīng)濟(jì)有效地改善新拌混凝土的和易性，特別是對(duì)膠凝材料用量少的混凝 土效果更顯著。但是GB 50119-2013《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》規(guī)定引氣劑及引氣減 水劑不宜用于蒸養(yǎng)混凝土。這是因?yàn)楦邷仞B(yǎng)護(hù)條件下，引氣劑引入的氣體會(huì)產(chǎn)生巨大膨脹， 如果引入的氣體含量不恰當(dāng)，甚至可能導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度大幅度下降及耐久性變差。因此，傳 統(tǒng)上管粧生產(chǎn)不摻加引氣劑。
[0008] 考慮到PC管粧生產(chǎn)工藝中有離心步驟，在離心時(shí)，引氣劑引入的氣體會(huì)被擠出混 凝土。也就是說(shuō)，在拌合混凝土階段加入引氣劑，引入的氣體僅存在于拌合、布料、合模階 段，而這些階段要求混凝土有較好的工作性能。在離心階段引氣劑引入的氣體被擠出，對(duì)混 凝土的強(qiáng)度、耐久性影響很小。因此，提出采用摻加引氣劑的方法來(lái)降低混凝土中膠凝材料 用量的思路。
[0009] 如果摻加引氣劑，降低了膠凝材料的用量，也就相應(yīng)降低了水泥漿體量。離心時(shí)， 一部分氣體代替漿體被擠出混凝土，使得漿體擠出量，也即余漿量減少。因此摻加引氣劑可 在一定程度上減少余漿的產(chǎn)量。
[0010] 經(jīng)檢索，發(fā)現(xiàn)兩篇與本申請(qǐng)內(nèi)容相關(guān)的專利文獻(xiàn)：公開號(hào)為CN 101096114A的中 國(guó)專利《高耐久性預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管粧》和公開號(hào)為CN 101130456A的中國(guó)專利《混凝土 外加劑》，也涉及在管粧混凝土中摻加引氣劑。但其目的是提高管粧耐久性，因?yàn)橐龤鈩┛?以提高混凝土中的氣泡數(shù)量，提高混凝土的抗凍性；引氣劑引入的氣泡最終保留在管粧中， 且其膠凝材料用量為450~480kg/m3,與普通蒸壓PHC管粧一致。本專利與上述專利的關(guān)鍵 區(qū)別在于引氣劑引入的氣體在離心階段幾乎完全擠出，生產(chǎn)出的預(yù)應(yīng)力混凝土管粧產(chǎn)品中 幾乎不含有引氣劑引入的氣泡，引氣劑只在拌合、布料、合模階段發(fā)揮提高混凝土工作性能 的作用，從而為進(jìn)一步降低PC管粧膠凝材料用量提供可能。此外，本專利針對(duì)的是PC管粧， 而上述專利針對(duì)的是蒸壓預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管粧（PHC管粧)。因此本專利采用引氣劑的目 的、作用、實(shí)施對(duì)象和產(chǎn)生的效果上與上述專利存在明顯區(qū)別。
[0011]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 為解決預(yù)應(yīng)力混凝土管粧（PC管粧)膠凝材料用量高的問題，本發(fā)明提供一種降低 膠凝材料用量的PC管粧制備方法。通過(guò)摻加引氣劑，使得混凝土在拌合時(shí)內(nèi)部引入大量氣 體，提高混凝土拌合物和易性，易于攪拌、布料，從而使混凝土在降低膠凝材料用量的情況 下仍然具有適宜的工作性能。在之后的管粧離心過(guò)程中，混凝土在高速離心過(guò)程中擠壓密 實(shí)，這些氣體被擠出，因此管粧的強(qiáng)度和耐久性基本不受影響。
[0013] 本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)： 一種降低膠凝材料用量的PC管粧制備方法，包括步驟： 1) 配制并拌合混凝土，所述混凝土每立方米總質(zhì)量為2450~2520kg，其中膠凝材料質(zhì) 量為320~420kg，水與膠凝材料的質(zhì)量比為0. 28~0. 32 :1，減水劑用量為膠凝材料質(zhì)量的 I. 2~2. 0%，引氣劑用量為膠凝材料質(zhì)量的0. 005~0. 08%，余量為砂子和石子，其中砂子與砂 石的質(zhì)量比為〇. 32~0. 36:1，所述膠凝材料中水泥占65~75%，礦物摻合料占25~35% ; 2) 將拌合好的混凝土投入喂料機(jī)中布料，管粧模具合模、張拉； 3) 管粧離心，使混凝土中由引氣劑引入的氣體被擠出； 4) 蒸養(yǎng)養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間共6~8h ; 5) 管粧脫模； 6) 蒸壓養(yǎng)護(hù)，將脫模后的管粧置于蒸壓釜中，養(yǎng)護(hù)氣壓為0. 8~1. 2MPa，養(yǎng)護(hù)溫度 165~200°C，蒸壓養(yǎng)護(hù)時(shí)長(zhǎng)7-12h。
[0014] 進(jìn)一步地，步驟3中管粧離心過(guò)程依次包括低速、低中速、中高速、高速四個(gè)階段， 各階段的轉(zhuǎn)速與時(shí)間與現(xiàn)有PC管粧的工藝相同。
[0015] 進(jìn)一步地，所述步驟4的蒸養(yǎng)養(yǎng)護(hù)過(guò)程包括靜停階段、由靜停溫度升至恒溫溫度 的升溫階段、恒溫階段、由恒溫溫度降至室溫溫度的降溫階段四個(gè)階段，所述靜停階段的溫 度為40~55°C，恒溫階段的溫度為80~90°C。
[0016] 進(jìn)一步地，拌合混凝土前，所述引氣劑預(yù)先與減水劑充分混合，制備成引氣減水 劑。
[0017] 進(jìn)一步地，所述減水劑為聚羧酸減水劑或萘系減水劑。
[0018] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)： 1.本發(fā)明能有效降低PC管粧的膠凝材料用量6~29%，且對(duì)混凝土的工作性能、強(qiáng)度、 耐久性基本無(wú)影響，從而降低原材料成本，提高競(jìng)爭(zhēng)力。
[0019] 2.本發(fā)明能有減少管粧生產(chǎn)過(guò)程中的副產(chǎn)品--余漿的產(chǎn)量，減少余漿處理成 本。
[0020] 3.本發(fā)明僅需要在拌合混凝土?xí)r加入引氣劑，不改變?cè)泄に嚵鞒?，也不需要?加設(shè)備，便于推廣。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的具體詳細(xì)描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不 限于此，對(duì)于未特別注明的工藝參數(shù)，可參照常規(guī)技術(shù)進(jìn)行。
[0022] 以下實(shí)施例采用的水泥為華潤(rùn)水泥P. II 42. 5R，砂為天然河砂（2區(qū)中砂，細(xì)度模 數(shù)2. 9)，碎石由粒徑0-5_和10-20_兩類碎石混合成連續(xù)級(jí)配。
[0023] 實(shí)施例1 一種降低膠凝材料用量的PC管粧制備方法，包括步驟： 1) 配制并拌合混凝土，所述混凝土每立方米總質(zhì)量為2520kg，其中膠凝材料質(zhì)量為 420kg，水與膠凝材料的質(zhì)量比為0. 28 :1，減水劑用量為膠凝材料質(zhì)量的2. 0%，引氣劑用量 為膠凝材料質(zhì)量的〇. 005%，余量為砂子和石子，其中砂子與砂石的質(zhì)量比為0. 32:1，所述 膠凝材料中水泥占65%，礦物摻合料占35% ; 2) 將拌合好的混凝土投入喂料機(jī)中布料，管粧模具合模、張拉； 3) 管粧離心，使混凝土中由引氣劑引入的氣體被擠出； 4) 蒸養(yǎng)養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間共6~8h ; 5) 管粧脫模； 6) 蒸壓養(yǎng)護(hù)，將脫模后的管粧置于蒸壓釜中，養(yǎng)護(hù)氣壓為0. 8~1. 2MPa，養(yǎng)護(hù)溫度 165~200°C，蒸壓養(yǎng)護(hù)時(shí)長(zhǎng)7-12h。
[0024] 進(jìn)一步地，步驟3中管粧離心過(guò)程依次包括低速、低中速、中高速、高速四個(gè)階段。
[0025] 進(jìn)一步地，所述步驟4的蒸養(yǎng)養(yǎng)護(hù)過(guò)程包括靜停階段、由靜停溫度升至恒溫溫度 的升溫階段、恒溫階段、由恒溫溫度降至室溫溫度的降溫階段四