专利名称：一种phc管桩混凝土拌合物及由其制备的phc管桩的制作方法
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：
随着城市闻速扩张，闻速铁路、闻速公路、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ACiiTAN W1.
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(I)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(I)的结构式为:
权利要求
1.一种PHC管桩混凝土拌合物，其特征在于: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。
2.如权利要求1所述的PHC管桩混凝土拌合物，其特征在于: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%,其余部分为娃酸钠；所述消泡剂为改性聚醚消泡剂。
3.如权利要求2所述的PHC管桩混凝土拌合物，其特征在于:所述聚羧酸超塑化剂为通式(I)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(I)的结构式为:
4.如权利要求3所述的PHC管桩混凝土拌合物，其特征在于:所述聚羧酸超塑化剂由70-100%的通式(I)所示的聚羧酸超塑化剂和0-30%的通式(2)所示的聚羧酸超塑化剂组成，所述份数为质量份数。
5.如权利要求3所述的PHC管桩混凝土拌合物，其特征在于:通式(I)和通式(2)所示的聚羧酸超塑化剂的数均分子量均为10，000-100，000。
6.如权利要求1-5任意一项所述的PHC管桩混凝土拌合物，其特征在于:所述水泥为P052.5水泥或PII52.5水泥；所述矿物掺合料包括硫铝酸钙矿物10-30%，磨细矿渣粉10-75%，硅灰10-30%，粉煤灰微珠5-30%，所述百分比为质量百分比。
7.如权利要求6所述的PHC管桩混凝土拌合物，其特征在于:所述硫铝酸钙矿物为硫铝酸盐水泥熟料或快硬硫铝酸盐水泥；所述磨细矿渣粉比表面积大于400m2/kg，I天活性指数大于75%，28天活性指数大于105%。
8.如权利要求6所述的PHC管桩混凝土拌合物，其特征在于:所述硅灰平均粒径为0.1 0.3um,比表面积为13 28m2/g ;所述粉煤灰微珠的平均粒径小于lum。
9.如权利要求1-5任意一项所述的PHC管桩混凝土拌合物，其特征在于:所述砂为细度模数为2.3-3.0的河砂或海砂，其中0.3mm以下颗粒的含量为15%以上，0.15mm以下的颗粒含量为5%以上；所述碎石中泥块含量小于0.5%，针片状含量小于10%，符合5-25mm连续级配，孔隙率小于40%。
10.由 权利要求1-9任意一项所述的PHC管桩混凝土拌合物所制备的PHC管桩。
全文摘要
本发明公开一种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。本发明所述的混凝土拌合物在离心成型后仅通过常压蒸养和较短时间的自然养护就能达到80MPa以上，经过28天自然养护可以达到85MPa以上，省去了高压蒸养工艺，缩短了生产周期，每生产1m管桩可以减少消耗标准燃煤近70%。
文档编号C04B28/06GK103145390SQ20131005802
公开日2013年6月12日 申请日期2013年2月22日 优先权日2013年2月22日
发明者刘加平, 张建纲, 冉千平, 毛永琳, 周栋梁 申请人:江苏博特新材料有限公司, 江苏苏博特新材料股份有限公司, 江苏省建筑科学研究院有限公司, 攀枝花博特建材有限公司