CN103274648B - 掺花岗岩石粉的高强混凝土管桩及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于土木建筑行业的掺花岗岩石粉的高强混凝土管桩，用于生产所述混凝土管桩的混凝土中掺有花岗岩石粉。本发明还提供了所述高强混凝土管桩的生产方法，该方法为：在搅拌器中投入一定配合比的水泥、碎石、河砂、磨细砂和花岗岩石粉先预搅拌30秒，再加入水和减水剂进行搅拌，搅拌完成后将搅拌料从管桩模具的一端均匀分层连续浇灌，然后离心成型，最后进行养护。采用该方法生产的掺花岗岩石粉的高强混凝土管桩强度高，性能好，节能环保。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于土木建筑行业的掺花岗岩石粉的高强混凝土管桩及其生产方法。
背景技术
现有技术中，预应力离心高强混凝土管桩（简称PHC管桩，桩身离心混凝土强度等级不得低于C80）生产所用的胶凝材料为42.5级以上的高标号硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，公开号CN 101672035A的发明专利中提出了“掺磨细河砂生产的预应力高强混凝土管桩及其生产方法”，该发明专利虽然使用磨细砂取代水泥胶凝材料使其管桩混凝土的性能达到并超过不掺磨细河砂的PHC管桩及其混凝土的性能，但是其使用了大量的河砂，而河砂属于不可再生资源，大量的开采不但破坏了原有河道、农田，对环境造成了不利影响，而且还引发了不少工程事故。公开号CN 1133771A的发明专利中提出了“掺磨细建筑砂生产预应力高强混凝土管桩的工艺”，该发明专利虽然利用了建筑废料，但是该掺合料需要磨细到一定的细度，需要大量的人力、物力和财力，不易全面推广。公开号CN 1598164A的发明专利中提出了“掺磨细矿渣微粉的混凝土管桩及其生产方法”，但掺花岗岩石粉以一定比例等量取代水泥或者磨细砂生产高强混凝土管桩未见有报道，采用花岗岩石粉以一定的比例等量取代水泥或磨细砂不仅仅可以充分利用石材加工的废料，保护环境，并且在节约水泥和河砂的资源的同时还可以提高管桩混凝土的性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种掺花岗岩石粉的高强混凝土管桩及其生产方法，采用该方法生产的掺花岗岩石粉的高强混凝土管桩强度高，性能好，节能环保。
本发明的目的是采用以下技术方案实现的：一种掺花岗岩石粉的高强混凝土管桩，包括混凝土管桩，用于生产所述混凝土管桩的混凝土中掺有花岗岩石粉。
进一步的，用于生产所述混凝土管桩的混凝土的基准配合比为：
水泥：碎石：河砂：磨细砂：水：减水剂=0.5~0.7：2.0~4.0：1.0~2.0：0.3~0.5：0.25~0.4：0.01~0.03
并用所述花岗岩石粉等质量取代基准配合比中10%～100%的磨细砂。
进一步的，用于生产所述混凝土管桩的混凝土的基准配合比为：
水泥：碎石：河砂：磨细砂：水：减水剂=1：2.0~4.0：1.0~2.0：0：0.25~0.35：0.01~0.03
并用所述花岗岩石粉等质量取代基准配合比中10%～40%的水泥。
本发明还提供了上述高强混凝土管桩的生产方法，在搅拌器中投入上述配合比的水泥、碎石、河砂、磨细砂和花岗岩石粉先预搅拌30秒，再加入水和减水剂进行搅拌，搅拌完成后将搅拌料从管桩模具的一端均匀分层连续浇灌，然后离心成型，最后进行养护。
进一步的，掺花岗岩石粉的所述混凝土的搅拌时间为240秒~270秒。
进一步的，从掺花岗岩石粉的所述混凝土搅拌完成至向所述管桩模具中浇灌完成，时间间隔不超过25分钟。
进一步的，从浇灌、合模完成至开始进行离心成型，间隔时间不超过15分钟。
进一步的，掺花岗岩石粉的所述混凝土搅拌后的坍落度为30mm～70mm。
进一步的，养护的过程为在70℃～90℃温度下进行4小时～8小时的常压蒸汽养护和在170℃～200℃温度下进行6小时～12小时的高温高压蒸汽养护。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：在用于生产混凝土管桩的混凝土中掺入花岗岩石粉，不仅利用花岗岩石粉本身显著的填充效应、增强效果以及抗渗性能来提高管桩混凝土的强度和抗渗性能，而且充分利用加工花岗岩石材的废料，降低高标号硅酸盐（普通硅酸盐）水泥或者磨细砂的用量，节约资源，降低能耗，减轻花岗岩石粉对环境的污染，具有很好的经济效益和社会效益。
附图说明
图1是本发明掺花岗岩石粉的高强混凝土管桩的生产流程图。
具体实施方式
本发明掺花岗岩石粉的高强混凝土管桩，包括混凝土管桩，用于生产所述混凝土管桩的混凝土中掺有花岗岩石粉。
本发明一实施例中，用于生产所述混凝土管桩的混凝土的基准配合比为：
水泥：碎石：闽江河砂：磨细砂：水：减水剂=0.5~0.7：2.0~4.0：1.0~2.0：0.3~0.5：0.25~0.4：0.01~0.03（基准配合比A）
并用所述花岗岩石粉等量取代基准配合比A中10%～100%的磨细砂。
本发明另一实施例中，用于生产所述混凝土管桩的混凝土的基准配合比为：
水泥：碎石：闽江河砂：磨细砂：水：减水剂=1：2.0~4.0：1.0~2.0：0：0.25~0.35：0.01~0.03（基准配合比B）
并用所述花岗岩石粉等量取代基准配合比B中10%～40%的水泥。
本发明还提供了上述高强混凝土管桩的生产方法，在搅拌器中投入上述配合比的水泥、碎石、闽江河砂、磨细砂和花岗岩石粉先预搅拌30秒，再加入水和减水剂进行搅拌，搅拌完成后将搅拌料从管桩模具的一端均匀分层连续浇灌，然后离心成型，最后进行养护。
在本实施例中，掺花岗岩石粉的所述混凝土的搅拌时间为240秒~270秒，比普通混凝土搅拌时间延长60秒～90秒。
从掺花岗岩石粉的所述混凝土搅拌完成至向所述管桩模具中浇灌完成，时间间隔不超过25分钟。
从浇灌、合模完成至开始进行离心成型，间隔时间不超过15分钟。
掺花岗岩石粉的所述混凝土的高速和中速离心成型时间比普通混凝土的离心成型时间延长1分钟，低速、低中速和中高速的离心成型时间不变，即其离心成型时间为低速180秒、低中速90秒、中速180秒、中高速90秒、高速360秒。
掺花岗岩石粉的所述混凝土搅拌后的坍落度为30mm～70mm。
养护的过程为在70℃～90℃温度下进行4小时～8小时的常压蒸汽养护和在170℃～200℃温度下进行6小时～12小时的高温高压蒸汽养护。
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
试验原材料
（1）水泥：试验用水泥采用泰州海螺水泥有限公司生产的海螺牌普通硅酸盐水泥，水泥的型号为P.Ⅱ52.5；水泥的化学成分如表1，水泥的性能指标如表2。
1 水泥的化学成分
2 水泥的性能指标
（2）粗骨料：粗骨料取自福清地区的石场并按照《建筑用卵石、碎石》(GB/T 14685-2001)的相关规定对试验用普通石子进行测定，石子的表观密度为2550 kg/m3，堆积密度为1450 kg/m3，针片状颗粒含量为8.3%，压碎指标值为7%，石子的颗粒级配如表3。
3 石子的颗粒级配
（3）细骨料：细骨料采用闽清地区的天然河沙；根据《建筑用砂》(GB/T 14684-2001)的相关规定测定细骨料各项特性，其表观密度为2500kg/m3，堆积密度1450 kg/m3；砂子的含泥量为0.3%；细度模数为2.8；砂子的平均含水率为5.67%，砂子的颗粒级配筛分见表4。
4 砂子的颗粒级配
（4）磨细砂：磨细砂产自福建建华管桩有限公司，其具体指标如表5。
5 磨细砂具体指标
（5）花岗岩石粉：花岗岩石粉产自福建省连江县，密度为2.768 g/cm3，比表面积为588 kg/m3。委托福建华润（连江）水泥有限公司检测的花岗岩石粉的化学成分如表6。
6 花岗岩石粉的化学成分分析
（6）减水剂：采用福建福清永春生产的YC-1型萘系高效减水剂，其水泥净浆流动度为220mm，密度为1.218g/cm3，PH值为9，氯离子含量0.14%，碱含量0.014%，减水剂其他的性能指标如表7。
7 减水剂的性能指标
（7）水：水取自福建建华管桩有限公司的自来水。
实施例1：采用花岗岩石粉取代50%的磨细砂的PHC AB型Ф400×95mm管桩，具体配合比如表8。
8 混凝土配合比
生产方法为：将上述配合比的原料投入搅拌器，搅拌时间为180秒，测得的坍落度为40mm，搅拌后将搅拌料快速浇灌至管桩模具内，然后进行离心成型，离心时间为低速240秒、中速60秒、中高速为：60秒、高速300秒，养护采用常压蒸汽养护和高压蒸汽养护两种形式：常压蒸汽养护：静养4h—升温1.5h—恒温3.25h—降温1小时；高压蒸汽养护：在蒸压釜中升温2h—恒温4h—降温3h—打开蒸压釜静停1h—产品出釜。结果混凝土试块强度达到96MPa，符合管桩混凝土C80要求。PHC AB型Ф400×95mm管桩的外观质量符合国标《先张法预应力混凝土管桩》GB13476—1999中优等品的指标，在试验中效果良好，满足设计和使用要求。
实施例2：采用花岗岩石粉取代100%的磨细砂PHC AB型Ф500×125mm管桩，具体配合比如表9。
9 混凝土配合比
生产方法为：将上述配合比的原料投入搅拌器，搅拌时间为180秒，测得的坍落度为37mm，搅拌后将搅拌料快速浇灌至管桩模具内，然后进行离心成型，离心时间为低速240秒、低中速90秒、中速120秒、中高速为：90秒、高速300秒，养护采用常压蒸汽养护和高压蒸汽养护两种形式：常压蒸汽养护：静养4h—升温1.5h—恒温3.25h—降温1小时；高压蒸汽养护：在蒸压釜中升温2h—恒温4h—降温3h—打开蒸压釜静停1h—产品出釜。结果混凝土试块强度达到89MPa，符合管桩混凝土C80要求。PHC AB型Ф500×125mm管桩的外观质量符合国标《先张法预应力混凝土管桩》GB13476—2009中优等品的指标，在试验中效果良好，满足设计和使用要求。
实施例3：采用花岗岩石粉取代20%的水泥PHC AB型Ф500×125mm管桩，具体配合比如表10。
10 混凝土配合比
生产方法为：将上述配合比的原料投入搅拌器，搅拌时间为180秒，测得的坍落度为32mm，搅拌后将搅拌料快速浇灌至管桩模具内，然后进行离心成型，离心时间为低速240秒、低中速90秒、中速120秒、中高速为：90秒、高速300秒，养护采用常压蒸汽养护和高压蒸汽养护两种形式：常压蒸汽养护：静养4h—升温1.5h—恒温3.25h—降温1小时；高压蒸汽养护：在蒸压釜中升温2h—恒温4h—降温3h—打开蒸压釜静停1h—产品出釜。结果混凝土试块强度达到92MPa，符合管桩混凝土C80要求。PHC AB型Ф500×125mm管桩的外观质量符合国标《先张法预应力混凝土管桩》GB13476—1999中优等品的指标，在试验中效果良好，满足设计和使用要求。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种掺花岗岩石粉的高强混凝土管桩，包括混凝土管桩，其特征在于：用于生产所述混凝土管桩的混凝土中掺有花岗岩石粉，用于生产所述混凝土管桩的混凝土的基准配合比为：
水泥：碎石：河砂：磨细砂：水：减水剂=0.5~0.7：2.0~4.0：1.0~2.0：0.3~0.5：0.25~0.4：0.01~0.03；
并用所述花岗岩石粉等质量取代基准配合比中10%～100%的磨细砂。
2.一种掺花岗岩石粉的高强混凝土管桩，包括混凝土管桩，其特征在于：用于生产所述混凝土管桩的混凝土中掺有花岗岩石粉，用于生产所述混凝土管桩的混凝土的基准配合比为：
水泥：碎石：河砂：磨细砂：水：减水剂=1：2.0~4.0：1.0~2.0：0：0.25~0.35：0.01~0.03；
并用所述花岗岩石粉等质量取代基准配合比中10%～40%的水泥。
3.一种如权利要求1或2所述的高强混凝土管桩的生产方法，其特征在于：在搅拌器中投入一定配合比的水泥、碎石、河砂、磨细砂和花岗岩石粉先预搅拌30秒，再加入水和减水剂进行搅拌，搅拌完成后将搅拌料从管桩模具的一端均匀分层连续浇灌，然后离心成型，最后进行养护。
4.根据权利要求3所述的高强混凝土管桩的生产方法，其特征在于：掺花岗岩石粉的所述混凝土的搅拌时间为240秒~270秒。
5.根据权利要求3所述的高强混凝土管桩的生产方法，其特征在于：从掺花岗岩石粉的所述混凝土搅拌完成至向所述管桩模具中浇灌完成，时间间隔不超过25分钟。
6.根据权利要求3所述的高强混凝土管桩的生产方法，其特征在于：从浇灌、合模完成至开始进行离心成型，间隔时间不超过15分钟。
7.根据权利要求3所述的高强混凝土管桩的生产方法，其特征在于：掺花岗岩石粉的所述混凝土搅拌后的坍落度为30mm～70mm。
8.根据权利要求3所述的高强混凝土管桩的生产方法，其特征在于：养护的过程为在70℃～90℃温度下进行4小时～8小时的常压蒸汽养护和在170℃～200℃温度下进行6小时～12小时的高温高压蒸汽养护。
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