一種免壓蒸phc管樁用混凝土的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種混凝土粧，尤其涉及一種免壓蒸PHC管粧用混凝土。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，高強(qiáng)混凝土管粧經(jīng)離心成型后，先采用常壓蒸汽養(yǎng)護(hù)，經(jīng)歷靜停、升溫、 恒溫、降溫四個(gè)階段，溫度在60°C~70°C，時(shí)間為4~7小時(shí)。然后脫模，再進(jìn)行壓蒸 養(yǎng)護(hù)。壓蒸養(yǎng)護(hù)采用壓蒸釜，養(yǎng)護(hù)時(shí)蒸汽壓力達(dá)到〇. 9MPa~1.0 MPa，溫度在180°C左 右，歷時(shí)為7~10小時(shí)?；炷猎谡羝B(yǎng)護(hù)過程中，由于溫度的快速升高和降低，管粧混 凝土內(nèi)外溫差過大，管粧粧身易產(chǎn)生裂縫，甚至開裂，造成混凝土管粧強(qiáng)度降低，使管粧產(chǎn) 品質(zhì)量嚴(yán)重下降。另外，高壓蒸汽養(yǎng)護(hù)能耗高，養(yǎng)護(hù)過程中會(huì)有大量熱能被排掉，造成能 源浪費(fèi)，而且燃煤會(huì)產(chǎn)生大量的煙氣，需對(duì)煙氣進(jìn)行處理，加重了企業(yè)的環(huán)保負(fù)擔(dān)。再 有，壓蒸釜設(shè)備投入大，工藝復(fù)雜，特別是安全事故隱患多，所以省去壓蒸環(huán)節(jié)具有巨大 的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
[0003] 磷渣是磷礦石熱法生產(chǎn)黃磷過程中排放的工業(yè)廢渣，每生產(chǎn)It黃磷，大約產(chǎn)生 8~IOt磷渣。近年來，隨著我國(guó)黃磷生產(chǎn)工業(yè)的迅速發(fā)展，磷渣的排放量也隨之增多，每 年都在500萬t以上，且逐年遞增。大量的磷渣堆積，不僅占用大量的土地，而且磷渣中 的有害物質(zhì)會(huì)隨雨水滲入地下，造成地下水的污染。同時(shí)，也造成了大量廢渣資源的浪費(fèi)； 因此，加大磷渣資源的利用率已經(jīng)刻不容緩。
[0004] 國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局于2013年4月10日公開了一件授權(quán)公告號(hào)為CN103030342B，名 稱為"一種免壓蒸預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)離心管粧及其制備方法"的發(fā)明專利，該專利公開的制備方法 如下：六、將4451^/111 3水泥、70 1^/1113微珠、35 1^/1113娃灰、720 1^/1113砂、11911^/1113碎石、1.9 kg/m3減水劑、104. 5 kg/m3水，其中水膠比0. 19混合制成混凝土；B、采用上述混凝土在鋼模 中布料、合模張拉后，在離心機(jī)上離心成型制成預(yù)應(yīng)力混凝土管粧，所述離心成型工藝中分 低速、中速、中高速、高速四個(gè)階段；C、離心成型后的預(yù)應(yīng)力混凝土管粧進(jìn)行一次常壓蒸汽 養(yǎng)護(hù)或水養(yǎng)，控制恒溫溫度在75°C~95°C;然后自然停放，7天即可，混凝土強(qiáng)度118. OMPa。 該專利制得的管粧在75°C~95°C養(yǎng)護(hù)后需自然停放7天，養(yǎng)護(hù)時(shí)間較長(zhǎng)，導(dǎo)致生產(chǎn)周期長(zhǎng)， 效率低下。
[0005] 又如公開號(hào)CN104960086A，名稱為"一種免壓蒸混凝土粧的生產(chǎn)方法"的發(fā) 明專利，該方法主要靠激發(fā)劑激發(fā)粉煤灰活性，增加混凝土強(qiáng)度，但是激發(fā)劑由二甘醇、 三乙醇胺和擴(kuò)散劑NNO加入到膨脹珍珠巖中制得，制備方法復(fù)雜且不經(jīng)濟(jì)；而公開號(hào) CN104742249A的專利通過添加實(shí)心玻璃微珠和95級(jí)磷渣達(dá)到免壓蒸的目的，但是成本高， 收縮大。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)中的免蒸壓混凝土中常包含一定量的石膏，以起到緩凝的作用，但在有 石膏存在的情況下，水泥中的C 3A水化產(chǎn)物為AFt (三硫型水化硫鋁酸鈣）和AFm (單硫型 水化硫鋁酸鈣)，對(duì)于常壓蒸養(yǎng)來說，石膏存在會(huì)導(dǎo)致延遲鈣礬石的生成，稱為DEF現(xiàn)象，而 DEF被認(rèn)為是一種潛在的影響混凝土耐久性的破壞性反應(yīng)，混凝土中的DEF反應(yīng)是指蒸汽 養(yǎng)護(hù)結(jié)束后正常的溫濕養(yǎng)護(hù)階段，低穩(wěn)的低硫型硫鋁酸鈣（AFm)向鈣礬石（AFt)轉(zhuǎn)變?cè)斐?的。相關(guān)研究得出，有效避免DEF反應(yīng)的最佳允許養(yǎng)護(hù)溫度為65~70°C，但是在較短時(shí)間 內(nèi)提高混凝土的強(qiáng)度，縮短工期，該養(yǎng)護(hù)溫度過低，不利于工業(yè)化大生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中，管粧混凝土中因石膏的存在導(dǎo)致延遲鈣礬石反應(yīng)， 影響混凝土耐久性的問題，提出一種免壓蒸PHC管粧用混凝土，通過選擇特定水泥熟料和 其他原料的配合使用，實(shí)現(xiàn)在沒有石膏的情況下，也能達(dá)到管粧混凝土的使用要求，具有提 高管粧的體積穩(wěn)定性和耐久性以及縮短工期的優(yōu)點(diǎn)。
[0008] 為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下： 一種免壓蒸PHC管粧用混凝土，其特征在于：包括以下按重量配置的原料：硅酸鹽水泥 425 ~500kg/m3,中砂 670 ~700kg/m3,石子 1130 ~1200kg/m3,用水量 119 ~140kg/m3,蔡 系高效減水劑8~9. 5kg/m3;所述硅酸鹽水泥包括以下按質(zhì)量百分比組成的原料：硅酸鹽 水泥熟料76. 85~93%，磷渣5~18%，硅灰2~5%，葡萄糖酸鈉0~0. 15% ;所述磷渣的比 表面積為400~450m2/kg。
[0009] 本發(fā)明所述的硅酸鹽水泥熟料通過申請(qǐng)?zhí)枮?01510378815. 8，名稱為"一種小顆 粒硅酸鹽水泥熟料及其制備方法"的專利制備得到。
[0010] 所述硅酸鹽水泥滿足以下技術(shù)指標(biāo)：比表面積350~420m2/kg，80 μ m方孔篩 篩余不超過10% ;初凝時(shí)間不得早于15min，終凝時(shí)間不得晚于240min ;3d抗折強(qiáng)度大于 3. 5MPa，抗壓強(qiáng)度大于20MPa，28d抗折強(qiáng)度大于5MPa，抗壓強(qiáng)度大于45MPa。
[0011] 所述中砂的含泥量不超過〇. 8%，細(xì)度模數(shù)為2. 8~3. 0,砂子級(jí)配分布范圍： 4. 75mm標(biāo)準(zhǔn)篩篩余占0~7%，2. 36mm標(biāo)準(zhǔn)篩篩余占16~24%，I. 18mm標(biāo)準(zhǔn)篩篩余占17~ 20%，0. 6mm標(biāo)準(zhǔn)篩篩余占18~21%，0. 315mm標(biāo)準(zhǔn)篩篩余占15~18%，0. 15mm標(biāo)準(zhǔn)篩篩余占 14 ~27%〇
[0012] 所述的石子為碎石，粒徑5~20mm ;石子級(jí)配分布：16mm標(biāo)準(zhǔn)篩篩余量為15~ 30%，9. 5mm標(biāo)準(zhǔn)篩篩余量為20~55%，4. 75mm標(biāo)準(zhǔn)篩篩余量為30~50%。
[0013] 本發(fā)明所述的免壓蒸PHC管粧用混凝土的制備方法，其特征在于：包括以下步驟： 1) 將按配比稱取的水泥、中砂、石子、水、高效減水劑放入攪拌機(jī)中混合均勻后成型； 2) 靜停 混凝土成型后，在20~30°C環(huán)境下靜停2~4h ; 3) 將步驟2)靜停后的混凝土置于蒸汽養(yǎng)護(hù)箱中，在2~3h內(nèi)勻速升溫至90~98°C， 隨后90~98°C保溫4~6h ; 4) 自然冷卻脫模即得。
[0014] 本發(fā)明的有益效果： (1)本發(fā)明采用不含石膏的硅酸鹽水泥作膠凝材料，并通過葡萄糖酸鈉和磷渣復(fù)合調(diào) 節(jié)水泥的凝結(jié)時(shí)間，與現(xiàn)有技術(shù)中的常規(guī)的硅酸鹽水泥，如以硅酸鈣為主的硅酸鹽水泥熟 料和5%以下的石灰石或?；郀t礦渣，適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料相比，本發(fā)明 避免了硫酸根離子的引入，從而解決現(xiàn)有技術(shù)中的免壓蒸混凝土管粧在80~KKTC下養(yǎng)護(hù) 時(shí)，出現(xiàn)DEF現(xiàn)象，影響管粧耐久性的問題；而添加少量硅灰作為填充材料，具有成本低，生 產(chǎn)周期短的優(yōu)點(diǎn)。
[0015] 與現(xiàn)有技術(shù)中的壓蒸混凝土相比，本發(fā)明省去高溫高壓養(yǎng)護(hù)的過程，節(jié)約能源消 耗，實(shí)際生產(chǎn)中，每米管粧可節(jié)省大約21. 6元，從而可提高水泥生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益；本發(fā) 明相對(duì)于在65~75°C下養(yǎng)護(hù)的免壓蒸管粧混凝土來說，在保證質(zhì)量的同時(shí)，其制備效率更 高，從而實(shí)現(xiàn)縮短工期的目的。
[0016] 經(jīng)檢索，未見有完全不含石膏的混凝土的記載，管粧混凝土中只要有石膏存在，如 果在較高溫度下養(yǎng)護(hù)，勢(shì)必會(huì)造成管粧體積耐久差的問題，而本申請(qǐng)很好地解決了此問題。
[0017] (2)本發(fā)明通過對(duì)中砂和石子的進(jìn)一步選擇，砂、石的配比良好，砂率適中，使得本 發(fā)明的混凝土在離心成型時(shí)更為緊密，平衡了混凝土的流動(dòng)性和穩(wěn)定性的問題。
【附圖說明】
[0018] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例5的混凝土在95°C下養(yǎng)護(hù)5h后，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)至28天齡期的混 凝土表面； 圖2為普通管粧PHC混凝土在95 °C下養(yǎng)護(hù)5h后，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)至28天齡期的混凝土表面。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 實(shí)施例1 一種免壓蒸PHC管粧用混凝土，每m3的混凝土中含以下重量的原料：硅酸鹽水泥 500kg，萘系高效減水劑9. 5kg，中砂670kg，石子1200kg，水140kg。
[0020] 本實(shí)施例中硅酸鹽水泥包括以下按質(zhì)量百分比計(jì)的原料：硅酸鹽水泥熟料93%， 磷渣5%，硅灰2. 3%，葡萄糖酸鈉0. 15% ;所述硅酸鹽水泥比表面積360m2/kg，80 μ m方孔篩篩 余1% ;初凝時(shí)間20min，終凝時(shí)間40min ;3d抗折強(qiáng)度5. 8MPa，抗壓強(qiáng)度32. 5MPa，28d抗折 強(qiáng)度7. 8MPa，抗壓強(qiáng)度52. 5MPa。
[0021] 本實(shí)施例中，中砂的含泥量為0. 3%，細(xì)度模量為3. 0,級(jí)配分布：4. 75mm標(biāo)準(zhǔn)篩篩 余占6%，2. 36mm標(biāo)準(zhǔn)篩篩余占20%，I. 18mm標(biāo)準(zhǔn)篩篩余占17%，0· 6mm標(biāo)準(zhǔn)篩篩余占20%， 0· 315mm標(biāo)準(zhǔn)篩篩余占18%，0· 15mm標(biāo)準(zhǔn)篩篩余占19%〇
[0022] 本實(shí)施例中，石子為碎石，粒徑5~20_，石子實(shí)現(xiàn)緊密分布，級(jí)配分布：16mm標(biāo)準(zhǔn) 篩篩余量為15%，9. 5mm標(biāo)準(zhǔn)篩篩余量為55%，4. 75mm標(biāo)準(zhǔn)篩篩余量為30%。
[0023] 本實(shí)施例的混凝土的制備方法為：將按配比稱取的水泥、中砂、石子、水、高效減水 劑放入攪拌機(jī)中混合均勻成型混凝土，混凝土成型后在30°C環(huán)境下靜停2h ;然后置于蒸汽 養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)，于2h內(nèi)勻速升溫至90~98°C ;在90~98°C下保溫5. 5h，然后自然冷卻后脫模 即得。
[0024] 實(shí)施例2 一種免壓蒸PHC管粧用混凝土，每m3的混凝土中含以下重量的原料：硅酸鹽水泥 425kg，萘系高效減水劑8kg，中砂700kg，石子1170kg，水119kg。
[0025] 本實(shí)施例的硅酸鹽水泥包括以下按質(zhì)量百分比計(jì)的原料：硅酸鹽水泥熟料77%， 磷渣18%，硅灰5%，葡萄糖酸鈉0% ;本實(shí)施例的磷渣的比表面積為400 m2/kg。
[0026] 本實(shí)施例的硅酸鹽水泥的比表面積380m2/kg，80ym方孔篩篩余0. 5% ;初凝時(shí)間 18min，終凝時(shí)間37min ;3d抗折強(qiáng)度4. 8MPa，抗壓強(qiáng)度25. 5MPa，28d抗折強(qiáng)度5. 7MPa，抗壓 強(qiáng)度 45. 5MPa。
[0027] 本實(shí)施例中，中砂的含泥量為0. 3%，細(xì)度模量為3. 0,砂子級(jí)配分布范圍：4. 75mm 標(biāo)準(zhǔn)篩篩余占6%，2. 36mm標(biāo)準(zhǔn)篩篩余占20%，I. 18mm標(biāo)準(zhǔn)篩篩余占17%，0. 6mm標(biāo)準(zhǔn)篩篩余 占20%，0· 315mm標(biāo)準(zhǔn)篩篩余占18%，0· 15mm標(biāo)準(zhǔn)篩篩余占19%〇
[0028] 本實(shí)施例中，石子為碎石，粒徑5~20mm ;石子級(jí)配分布：16mm標(biāo)準(zhǔn)篩篩余量為 15%，9. 5mm標(biāo)準(zhǔn)篩篩余量為55%，4. 75mm標(biāo)準(zhǔn)篩篩余量為30%。
[0029] 本實(shí)施例的混凝土的制備方法為：將按配比稱取的水泥、中砂、石子、水、高效減水 劑放入攪拌機(jī)中混合均勻后成型混凝土；混凝土成型后在20°C環(huán)境下靜停4h ;然后將混凝 土置于蒸汽養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)，于2. 5h內(nèi)勻速升溫至90~98°