專利名稱：一種高耐久性高承載力混凝土管樁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于隧道、地鐵的高耐久性、高承載力混凝土管樁以及所述管樁的制備方法。
背景技術(shù)：
隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，鐵路、公路隧道、城市地鐵建設(shè)迅猛增加，適用于鐵路、 公路隧道、城市地鐵建設(shè)的混凝土管樁的需求量也隨著增加。為了提高混凝土管樁的耐久性和承載力，傳統(tǒng)的混凝土管樁大多是通過增加鋼材用量、增加管樁厚度來提高其抗荷載能力及抗?jié)B能力的，這種技術(shù)措施造成管樁既很笨重，又不經(jīng)濟(jì)，施工費(fèi)用有很高，更關(guān)鍵的管樁對于抵抗高寒、高堿及高硫酸鹽，其效果甚微，工程運(yùn)營中維修費(fèi)用高，耐久性差。RPC(活性粉末混凝土)是繼高強(qiáng)、高性能混凝土之后，由加拿大、法國等西方國家科研人員與二十世紀(jì)九十年代初開發(fā)出的一種超高強(qiáng)度、高韌性、高耐久性、體積穩(wěn)定性優(yōu)越的新型材料。該材料的抗壓強(qiáng)度可達(dá)140 200MPa，抗折強(qiáng)度可達(dá)20 50Mpa，材料彈性模量為40 60Gpa，抗?jié)B性> P16。在國內(nèi)對RPC材料的應(yīng)用僅用于鐵路橋梁、人行道構(gòu)件，到目前為止，用活性粉末混凝土制造混凝土管樁還是空白。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個(gè)目的在于提供一種具有高耐久性、高承載力的混凝土管樁，以滿足鐵路、公路及城市地鐵工程在高寒、高堿、高硫酸鹽腐蝕地帶對管樁的高耐久性、高承載力需求。上述目的是通過以下技術(shù)手段加以實(shí)現(xiàn)的一種高耐久性高承載力混凝土管樁， 其特征在于所述的混凝土片是由如下質(zhì)量分配比的原料制成685 760份普通硅酸鹽水泥；平均粒徑0. 30um、Sio2含量彡92%的硅粉170 200份；粒徑0. 16 1. 25mm的石英砂1100 1190份；高效減水劑13 15份；水 165 190 份；直徑0. 18 0. 25mm、長度11 15_的鍍銅鋼纖維90 150份。上述配方也可以采用如下優(yōu)選范圍700 720份普通硅酸鹽水泥；平均粒徑0. 30um、Sio2含量彡92%的硅粉180-190份；粒徑0. 16 1. 25mm的石英砂1140 1160份；高效減水劑13 15份；7jC 170 180 份；直徑0. 18 0. 25mm、長度11 15_的鍍銅鋼纖維100 120份。上述高耐久性高承載力混凝土管樁的其制備過程步驟如下
3
①將配方限定的鍍銅鋼纖維和石英砂加入攪拌機(jī)并攪拌1 1. 5分鐘至均勻，制成備用物料；②向備用物料中加入配方限定的水泥和硅粉以及配方水量的30%繼續(xù)攪拌 0. 5 1. 0分鐘至均勻備用；③將上述配方中的高效減水劑及剩余水量混合均勻后再加入經(jīng)步驟②制得的物料中，再攪拌1. 5 2. 5分鐘得到RPC混合料；④通過注料設(shè)備將經(jīng)步驟③制得的RPC混合料注入配有鋼筋骨架的模具中，然后進(jìn)行振動成型；⑤振動成型時(shí)，采取邊布料邊振動的方式進(jìn)行，振動頻率分兩級先采用30Hz頻率震動4 5分鐘，然后采用40Hz頻率振動2 3分鐘，總振動時(shí)間6 8分鐘。⑥將成型好的模具連同產(chǎn)品一并放入溫度在75°C 95°C之間、濕度不低于95% 的蒸汽環(huán)境中養(yǎng)護(hù)36 48h，脫模即可制得具有高耐久性、高承載力的混凝土管樁。本發(fā)明的有益之處在于由上述配方和步驟制備的混凝土管樁，其抗壓強(qiáng)度可達(dá) 140 200Mpa ；抗折強(qiáng)度可達(dá)20 30Mpa ；抗?jié)B等級大于P16 ；600次快速凍融試驗(yàn)動彈性模量、質(zhì)量均無損失。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)1、由上述配方和步驟制備的混凝土管樁抗壓強(qiáng)度可達(dá)140 200Mpa ；抗折強(qiáng)度可達(dá)20 30Mpa，抗壓強(qiáng)度高，韌性大，抵抗長期荷載、短期荷載能力強(qiáng)，支柱抗疲勞能力強(qiáng)。2、本發(fā)明所述的混凝土管樁，經(jīng)600次快速凍融循環(huán)試驗(yàn)動彈性模量、質(zhì)量無損失，零碳化深度、抗?jié)B能力大于P16，決定了該產(chǎn)品能有效地阻止有害介質(zhì)的侵入，抗堿、抗硫酸鹽、耐寒能力極強(qiáng)，具有優(yōu)異的耐腐蝕能力，并且其壽命可達(dá)100年以上。3、本發(fā)明所述混凝土管樁的高抗壓強(qiáng)度、抗折能力，大大提高了支柱材料的力學(xué)性能，因而在鋼筋不增加、厚度不減少的情況下，抗荷載將提高3 5倍，可大大減少截面厚度，節(jié)約鋼材用量。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施例1 按如下比例配備原材料普通硅酸鹽水泥710份；平均粒徑 0. 30um、Sio2含量彡92%的硅粉185份；粒徑0. 16 1. 25mm的石英砂1150份；高效減水劑14份；水175份；直徑0. 18 0. 25mm、長度11 15mm的鍍銅鋼纖維110份。 上述原材料配備完成后按如下步驟進(jìn)行制備①將配方限定的鍍銅鋼纖維和石英砂加入攪拌機(jī)并攪拌1 1. 5分鐘至均勻，制成備用物料；②向備用物料中加入配方限定的水泥和硅粉以及配方水量的30%繼續(xù)攪拌 0. 5 1. 0分鐘至均勻備用；③將上述配方中的高效減水劑及剩余水量混合均勻后再加入經(jīng)步驟②制得的物料中，再攪拌1. 5 2. 5分鐘得到RPC混合料；④通過注料設(shè)備將經(jīng)步驟③制得的RPC混合料注入配有鋼筋骨架的模具中，然后進(jìn)行振動成型；⑤振動成型時(shí)，采取邊布料邊振動的方式進(jìn)行，振動頻率分兩級先采用30Hz頻率震動4 5分鐘，然后采用40Hz頻率振動2 3分鐘，總振動時(shí)間6 8分鐘。⑥將成型好的模具連同產(chǎn)品一并放入溫度在75°C 95°C之間、濕度不低于95% 的蒸汽環(huán)境中養(yǎng)護(hù)36 48h，脫模即可制得具有高耐久性、高承載力的混凝土管樁。具體實(shí)施例2 按如下比例配備原材料普通硅酸鹽水泥68 5份；平均粒徑 0. 30um、Sio2含量彡92%的硅粉170份；粒徑0. 16 1. 25mm的石英砂1100份；高效減水劑13份；水165份；直徑0. 18 0. 25mm、長度11 15mm的鍍銅鋼纖維90份，制備步驟同具體實(shí)施例1。具體實(shí)施例3 按如下比例配備原材料普通硅酸鹽水泥760份；平均粒徑 0. 30um、Sio2含量彡92%的硅粉200份；粒徑0. 16 1. 25mm的石英砂1190份；高效減水劑15份；水190份；直徑0. 18 0. 25mm、長度11 15mm的鍍銅鋼纖維150份，制備步驟同具體實(shí)施例1。具體實(shí)施例4 按具體實(shí)施例1或具體實(shí)施例2或具體實(shí)施例3的配方配備原材料，制備步驟除第五步外同具體實(shí)施例1。本具體實(shí)施例的制備步驟第五步為振動成型時(shí)，采取邊布料邊振動的方式進(jìn)行，其離心成型時(shí)分三個(gè)階段，第一階段慢速布料階段，離心機(jī)轉(zhuǎn)速不超過8. 3Hz，持續(xù)時(shí)間為2-4分鐘；第二階段中速階段，離心機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸由不超過8. 3Hz提升至13-16HZ，提速持續(xù)時(shí)間為3_5分鐘；第三階段高速密實(shí)階段，離心機(jī)轉(zhuǎn)速 16-27HZ，持續(xù)時(shí)間10-15分鐘；振動成型時(shí)，混凝土布料分三次進(jìn)行，每次布料為總料1/3 量，總振動時(shí)間約8-12分鐘。采用本具體實(shí)施例的制備方法并使用頂管模具即可制得高承載力高耐久性的鋼筋混凝土頂管。以上實(shí)施例僅用于闡述本發(fā)明，而本發(fā)明的保護(hù)范圍并非僅僅局限于以上實(shí)施例。所述技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員依據(jù)以上本發(fā)明公開的內(nèi)容和各參數(shù)所取范圍，均可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，這些變化應(yīng)當(dāng)理解為仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種高耐久性高承載力混凝土管樁，其特征在于所述的混凝土片是由如下質(zhì)量分配比的原料制成685 760份普通硅酸鹽水泥；平均粒徑0. 30um、Sio2含量彡92%的硅粉170 200份； 粒徑0. 16 1. 25mm的石英砂1100 1190份； 高效減水劑13 15份； 水165 190份；直徑0. 18 0. 25mm、長度11 15mm的鍍銅鋼纖維90 150份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐久性高承載力混凝土管樁，其特征在于所述的混凝土片是由如下質(zhì)量分配比的原料制成700 710份普通硅酸鹽水泥；平均粒徑0. 30um、Sio2含量彡92%的硅粉180-190份； 粒徑0. 16 1. 25mm的石英砂1140 1150份； 高效減水劑13 15份； 水170 180份；直徑0. 18 0. 25mm、長度11 15mm的鍍銅鋼纖維100 120份。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高耐久性高承載力混凝土管樁，其特征在于所述的混凝土片是由如下質(zhì)量分配比的原料制成710份普通硅酸鹽水泥；平均粒徑0. 30um、Sio2含量彡92%的硅粉185份； 粒徑0. 16 1. 25mm的石英砂1150份； 高效減水劑14份； 水175份；直徑0. 18 0. 25mm、長度11 15mm的鍍銅鋼纖維110份。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種高耐久性高承載力混凝土管樁，其制備過程步驟如下①將配方限定的鍍銅鋼纖維和石英砂加入攪拌機(jī)并攪拌1 1.5分鐘至均勻，制成備用物料；②向備用物料中加入配方限定的水泥和硅粉以及配方水量的30%繼續(xù)攪拌0.5 1. 0 分鐘至均勻備用；③將上述配方中的高效減水劑及剩余水量混合均勻后再加入經(jīng)步驟②制得的物料中， 再攪拌1. 5 2. 5分鐘得到RPC混合料；④通過注料設(shè)備將經(jīng)步驟③制得的RPC混合料注入配有鋼筋骨架的模具中，然后進(jìn)行振動成型；⑤振動成型時(shí)，采取邊布料邊振動的方式進(jìn)行，振動頻率分兩級先采用30Hz頻率震動4 5分鐘，然后采用40Hz頻率振動2 3分鐘，總振動時(shí)間6 8分鐘。⑥將成型好的模具連同產(chǎn)品一并放入溫度在75。C 95°C之間、濕度不低于95%的蒸汽環(huán)境中養(yǎng)護(hù)36 48h，脫模即可制得具有高耐久性、高承載力的混凝土管樁。
全文摘要
一種高耐久性、高承載力混凝土管樁，其特征在于所述混凝土管樁是由如下質(zhì)量分配比的原料組成685～760份普通硅酸鹽水泥；平均粒徑0.30um、Sio2含量≥92％的硅粉170～200份；粒徑0.16～1.25mm石英砂1100～1190份；高效減水劑13～15份；水165～190份；直徑0.18～0.25mm、長度11～15mm的鍍銅鋼纖維90～150份。制備過程為依次將鋼纖維+細(xì)石英砂、水泥+硅粉+水份+高效減水劑攪拌均勻即得混合料。向模具注入料后振動成型，之后在溫度為75℃～95℃，濕度不低于95％的蒸汽環(huán)境中養(yǎng)護(hù)36～48h后脫模。這種管樁具有高抗疲勞、耐腐蝕能力，截面厚度小的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號E02D5/30GK102276214SQ20101020100
公開日2011年12月14日 申請日期2010年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月12日
發(fā)明者黨智斌, 黃賀明 申請人:黃賀明