專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于超氯鹽漬土中的耐腐蝕混凝土樁及其制作和施工的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本 發(fā)明屬于土木工程領(lǐng)域，涉及基礎(chǔ)工程中的樁體設(shè)計(jì)與施工技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，是指一種用于超氯鹽潰土中的耐腐蝕混凝土樁及其制作和施工工藝。
背景技術(shù)：
西部?jī)?nèi)陸的超氯鹽潰土中含鹽量高達(dá)5 44%，是東部濱海鹽潰土的5 10倍，參見(jiàn)參考文獻(xiàn)[I]:余紅發(fā).鹽湖地區(qū)高性能混凝土耐久性、機(jī)理與使用壽命預(yù)測(cè)方法[D].南京東南大學(xué)，2004，鹽分主要是鉀、鈉、鎂、鈣的氯鹽、硫酸鹽和碳酸鹽，它們對(duì)混凝土和鋼筋產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕，從而對(duì)混凝土和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性構(gòu)成嚴(yán)重威脅?；炷梁弯摻罨炷翗痘亲畛Ｓ媒?構(gòu))筑物的基礎(chǔ)形式，但是在超氯鹽潰土地區(qū)其應(yīng)用受到了很大限制。例如中國(guó)建筑科學(xué)研究院對(duì)青海察爾汗鹽湖地區(qū)超氯鹽潰土的調(diào)查及對(duì)策研究結(jié)論實(shí)際上排除了含水泥與鋼材的一切樁基和地基處理方法，參見(jiàn)參考文獻(xiàn)[2] :丁威，馬孝軒，冷發(fā)光等.格爾木鹽湖地區(qū)地下基礎(chǔ)混凝土分析評(píng)價(jià)和應(yīng)用措施[J].混凝土，2005，(7):78-83.因此迫切需要開(kāi)發(fā)新的樁基形式，以滿(mǎn)足超氯鹽潰土地區(qū)的工程需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決超氯鹽潰土地區(qū)樁基耐久性問(wèn)題，提供了一種用于超氯鹽潰土中的耐腐蝕混凝土樁及其制作和施工方法。本發(fā)明針對(duì)超氯鹽潰土中含鹽量和含鹽種類(lèi)的特點(diǎn)，采用氧化鎂和氯化鎂按一定比例混合作為膠凝材料，將其與砂石等材料混合作為樁基的基體材料，樁體中可以使用增強(qiáng)筋，采用預(yù)制的方法或現(xiàn)場(chǎng)澆筑的方法，制作耐腐蝕混凝土樁。本發(fā)明提供的用于超氯鹽潰土中的耐腐蝕混凝土樁，所述的耐腐蝕混凝土樁適用的鹽潰土條件為鹽潰土為含鹽量59^44% (質(zhì)量百分含量)的超氯鹽潰土，主要鹽類(lèi)或離子含量的范圍為Ca2+ 0. 18 2. 82%, Mg2+ :0. 098 3. 86%, K+ 和 Na+ :0. 31 14. 7%, SO廣0. 454 4. 3%, CF I. 43 16. 64%, HCO3- 0. I I. 17%, CO廣:0. 001 0. 6%。所述的耐腐蝕混凝土樁，其混凝土的配比按重量份計(jì)算，由下述組分的原料制備而成輕燒氧化鎂粉150 650份；氯化鎂25 200份；粗集料400 1500份；細(xì)集料200^900份；水9(T400份。所述的輕燒氧化鎂中含有質(zhì)量百分比為60%以上的活性氧化鎂；所述的氯化鎂可以為無(wú)水氯化鎂，也可使用六水合氯化鎂(鹵片)；所述粗集料和細(xì)集料采用滿(mǎn)足混凝土國(guó)家現(xiàn)行規(guī)范的材料，其中粗集料為粒徑大于4. 75mm的碎石、卵石顆粒，細(xì)集料為粒徑在0. 15mm至4. 75mm之間的普通砂,水可以采用清水也可以使用現(xiàn)場(chǎng)所得鹵水。本發(fā)明所述的一種用于超氯鹽潰土中的耐腐蝕混凝土樁，根據(jù)混凝土樁的施工方法不同分為預(yù)制樁和灌注樁，根據(jù)混凝土樁中是否包含加強(qiáng)筋分為素混凝土樁和加筋混凝土樁。其中加筋混凝土樁中的加強(qiáng)筋材可以使用經(jīng)過(guò)防腐處理的鋼筋，也可使用其它非黑色金屬筋材，如鋁合金筋材、不銹鋼筋材等；也可以使用FRP筋材，F(xiàn)RP筋材包括玻璃纖維增強(qiáng)塑料(GFRP)筋、碳纖維增強(qiáng)塑料(CFRP)筋、芳綸纖維增強(qiáng)塑料(AFRP)筋、玄武巖纖維增強(qiáng)塑料(BFRP)筋等；還可以使用植物纖維的筋材，如竹筋、竹絲編制的竹絲索等作為混凝土的加筋材料。本發(fā)明所述的一種用于超氯鹽潰土中的耐腐蝕混凝土樁，如果所述的混凝土樁為預(yù)制樁，則其制作方法為先對(duì)施工地區(qū)鹽潰土中的含鹽量進(jìn)行測(cè)定，以確保其滿(mǎn)足超氯鹽潰土中的耐腐蝕混凝土樁的應(yīng)用條件。按照配比將原材料充分混合攪拌至均勻得到混凝土物料。按照現(xiàn)行公知的混凝土預(yù)制樁制作工藝，向已拼裝好的模具內(nèi)放入加強(qiáng)筋骨架，再灌入混凝土，直接振搗成型。灌模成型后的構(gòu)件在適宜條件下進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，使膠凝材料充分水化，養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期后拆模，形成混凝土預(yù)制樁。其中養(yǎng)護(hù)條件為溫度18°C 25°C，相對(duì)濕度 60% 70%。本發(fā)明所述的一種用于超氯鹽潰土中的耐腐蝕混凝土樁，如果所述的混凝土樁為 灌注樁，則其施工方法為先對(duì)施工地區(qū)鹽潰土中的含鹽量進(jìn)行測(cè)量，判斷其鹽潰土種類(lèi)。按照配比將原材料充分混合攪拌至均勻得到混凝土物料。根據(jù)實(shí)際條件選擇鉆孔灌注樁或者沉管灌注樁，以及素混凝土樁或加筋混凝土樁。其施工工藝可參照公知的普通混凝土灌注樁施工工藝進(jìn)行。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于(I)本發(fā)明提供的混凝土樁適用于普通水泥混凝土樁無(wú)法使用的超氯鹽潰土地區(qū)；(2)本發(fā)明提供的混凝土樁在超氯鹽潰土中不僅具有耐腐蝕性能，而且其強(qiáng)度在超氯鹽潰土中會(huì)有所增強(qiáng)。(3)本發(fā)明提供的混凝土樁可以分為預(yù)制樁與灌注樁兩種，可以根據(jù)施工要求進(jìn)行選擇，施工使用過(guò)程中較為靈活。(4)本發(fā)明提供的混凝土樁所需的膠凝材料成本較低，適合大規(guī)模的工程應(yīng)用。(5)本發(fā)明提供的混凝土樁的制作過(guò)程和施工過(guò)程較為簡(jiǎn)單，有利于大規(guī)模的使用。


圖I為實(shí)施例中的接樁構(gòu)造示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。本發(fā)明提供一種用于超氯鹽潰土中的耐腐蝕混凝土樁，可以為加筋混凝土預(yù)制樁、素混凝土灌注樁或加筋混凝土灌注樁。用氧化鎂和氯化鎂按一定比例混合得到的膠凝材料在清水中不能保持強(qiáng)度，因?yàn)槠渲械牟糠炙锱c水反應(yīng)發(fā)生轉(zhuǎn)變，因此它是一種氣硬性膠凝材料。由于地下水的存在，在非鹽潰土地區(qū)不能用這種膠凝材料作為樁基的基體材料。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，超氯鹽潰土中存在的多種鹽分可與氧化鎂一氯化鎂體系發(fā)生反應(yīng)，形成與氧化鎂一氯化鎂體系在清水中產(chǎn)生的水化物體系不同的水化物體系，同時(shí)，包圍的鹽水環(huán)境也消除了原來(lái)部分水化物與清水反應(yīng)軟化的反應(yīng)環(huán)境。因此，用氧化鎂和氯化鎂按一定比例混合得到的膠凝材料在超氯鹽潰土中能夠保持強(qiáng)度，故該膠凝材料只能用于特定含鹽量和特定鹽分種類(lèi)的鹽潰土中。所述的特定含鹽量和特定鹽分種類(lèi)的鹽潰土為含鹽量59^44% (質(zhì)量百分含量)的超氯鹽潰土，進(jìn)一步優(yōu)選為含鹽量10 35%。鹽潰土中主要鹽類(lèi)或離子含量的范圍為Ca2+ 0. 18 2. 82%, Mg2+ :0. 098 3. 86%, K+ 和 Na+ :0. 31 14. 7%, SO廣0. 454 4. 3%, CF
I.43 16. 64%, HCCV 0. I I. 17%, CO廣0. OOTO. 6%。膠凝材料中氧化鎂和氯化鎂的配比可以根據(jù)鹽潰土含鹽量以及鹽分種類(lèi)的變化進(jìn)行調(diào)整，獲得適用于特定含鹽量和特定鹽分種類(lèi)鹽潰土的膠凝材料。所述的耐腐蝕混凝土樁，其混凝土的配比按重量份計(jì)算，由下述組分的原料制備而成輕燒氧化鎂粉150 650份；氯化鎂25 200份；粗集料400 1500份；細(xì)集料200 900份；水:90 400份。優(yōu)選的，輕燒氧化鎂粉=550^650份；氯化鎂:70 100份；粗集料100(Tl300份；細(xì)集料60(T800份；水30(T380份。所述的輕燒氧化鎂中含有質(zhì)量百分比為60%以上的活性氧化鎂；所述的氯化鎂可以為無(wú)水氯化鎂,也可使用六水合氯化鎂(鹵片);所述粗集料和細(xì)集料采用滿(mǎn)足混凝土國(guó)家現(xiàn)行規(guī)范的材料，其中粗集料為粒徑大于4. 75mm的碎石、卵石顆粒,細(xì)集料為粒徑在0. 15mm至4. 75mm之間的普通砂,水可以采用清水也可以使用現(xiàn)場(chǎng)所得鹵水。對(duì)本發(fā)明中采用的膠凝材料進(jìn)行凈漿試驗(yàn)，在清水和鹵水環(huán)境中的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度數(shù)據(jù)如下表I :表I無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度數(shù)據(jù)對(duì)比
權(quán)利要求
1.一種用于超氯鹽潰土中的耐腐蝕混凝土樁，其特征在于當(dāng)鹽潰土滿(mǎn)足如下條件時(shí)，即鹽潰土含鹽量為59^44%，主要鹽類(lèi)或離子含量的范圍為Ca2+ :0. 18^2. 82%，Mg2+ 0. 098 3. 86%, K+ 和 Na+ :0. 3廣 14. 7%, SO廣:0. 454 4. 3%, CF :1. 43 16. 64%, HCOf 0.ri. 17%，C032_ 0. OOfO. 6%，該混凝土樁按重量份由下述組分的原料制備而成 輕燒氧化鎂粉150 650份； 氯化鎂25 200份； 粗集料300 2000份； 細(xì)集料150 1300份； 水:90 400份； 其中活性氧化鎂含量占輕燒氧化鎂總質(zhì)量的60%以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于超氯鹽潰土中的耐腐蝕混凝土樁，其特征在于所述的氯化鎂為無(wú)水氯化鎂，或者六水合氯化鎂。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于超氯鹽潰土中的耐腐蝕混凝土樁，其特征在于所述的粗集料為粒徑大于4. 75mm的碎石、卵石顆粒,細(xì)集料為粒徑粒徑在0. 15mm至4. 75mm之間的普通砂。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于超氯鹽潰土中的耐腐蝕混凝土樁，其特征在于所述的水采用清水，或者使用現(xiàn)場(chǎng)所得鹵水。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于超氯鹽潰土中的耐腐蝕混凝土樁，其特征在于所述的耐腐蝕混凝土樁為加筋混凝土預(yù)制樁、素混凝土灌注樁或加筋混凝土灌注樁。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于超氯鹽潰土中的耐腐蝕混凝土樁，其特征在于所述的加筋混凝土預(yù)制樁或加筋混凝土灌注樁采用的筋材為經(jīng)過(guò)防腐處理的鋼筋，或者非黑色金屬的金屬筋材，或者FRP筋材，或者植物纖維的筋材。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于超氯鹽潰土中的耐腐蝕混凝土樁，其特征在于所述的非黑色金屬筋材選取為鋁合金筋材或不銹鋼筋材；所述的FRP筋材選取為玻璃纖維增強(qiáng)塑料筋、碳纖維增強(qiáng)塑料筋、芳綸纖維增強(qiáng)塑料筋或玄武巖纖維增強(qiáng)塑料筋；所述的植物纖維的筋材選用竹筋或竹絲編制的竹絲索。
8.一種用于超氯鹽潰土中的耐腐蝕混凝土樁的制備及施工方法，其特征在于如果所述< 的混凝土樁為預(yù)制樁，則其制作方法為 先對(duì)施工地區(qū)鹽潰土中的含鹽量進(jìn)行測(cè)定，以確保其滿(mǎn)足超氯鹽潰土中的耐腐蝕混凝土樁的應(yīng)用條件；按照配比將原材料充分混合攪拌至均勻得到混凝土物料；按照現(xiàn)行公知的混凝土預(yù)制樁制作工藝，向已拼裝好的模具內(nèi)放入加強(qiáng)筋骨架，再灌入混凝土，直接振搗成型；灌模成型后的構(gòu)件進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，使膠凝材料充分水化，養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期后拆模，形成混凝土預(yù)制樁； 如果所述的混凝土樁為灌注樁，則其施工方法為 先對(duì)施工地區(qū)鹽潰土中的含鹽量進(jìn)行測(cè)量，以確保其滿(mǎn)足超氯鹽潰土中的耐腐蝕混凝土樁的應(yīng)用條件；按照配比將原材料充分混合攪拌至均勻得到混凝土物料；根據(jù)實(shí)際條件選擇鉆孔灌注樁或者沉管灌注樁，以及素混凝土樁或加筋混凝土樁；其施工工藝參照公知的普通混凝土灌注樁施工工藝進(jìn)行。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備及施工方法，其特征在于耐腐蝕混凝土預(yù)制樁的養(yǎng)護(hù)的條件為溫度18°C 25°C，相對(duì)濕度 60% 70%。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于超氯鹽漬土中的耐腐蝕混凝土樁及其制作和施工工藝，所述混凝土樁的基體材料包括氧化鎂和氯化鎂按一定比例混合得到的膠凝材料、粗集料和細(xì)集料等。該混凝土樁中的氧化鎂—氯化鎂體系可與特定含鹽量的超氯鹽漬土中存在的某些特定種類(lèi)和含量的鹽分發(fā)生反應(yīng)，從而保持混凝土樁體在超氯鹽漬土中的強(qiáng)度。利用該種混凝土樁可以解決超氯鹽漬土地區(qū)普通混凝土樁抗腐蝕性差，耐久性弱的問(wèn)題。
文檔編號(hào)E02D27/32GK102745973SQ201210220830
公開(kāi)日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月28日
發(fā)明者于浩, 劉慶偉, 程寅, 鄧曉軒, 黃新 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)