一種無余漿的免蒸壓phc管樁制備方法
【專利說明】一種無余漿的免蒸壓PHC管粧制備方法
[0001]
技術領域
[0002] 本發(fā)明屬于建筑材料領域，特別涉及一種無余漿的免蒸壓PHC管粧制備方法。
【背景技術】
[0003] PHC管粧全稱預應力高強混凝土管粧，是建筑基礎中最常采用的混凝土構件，被廣 泛地應用于各類建筑、交通、水利等工程。
[0004] 目前我國PHC管粧絕大多數采用常壓蒸養(yǎng)+高壓蒸養(yǎng)兩段式生產工藝生產，也稱 蒸壓PHC管粧。由于蒸壓PHC管粧存在能耗高、易開裂等缺點，一些研宄者采用降低水膠比 等措施研制出僅通過常壓蒸養(yǎng)即可達到性能要求的PHC管粧，由于這種生產工藝不需要高 壓蒸養(yǎng)階段，故產品稱為免蒸壓PHC管粧。
[0005] 免蒸壓PHC管粧一般采用離心成型工藝制作，而離心成型工藝通常會有余漿。據 統(tǒng)計，每立方米混凝土管粧經離心后平均產生余漿100公斤。余漿主要由顆粒細度較細的 水泥、礦物摻合料、外加劑、泥土 (來自砂、石骨料的表面)及水組成。這些余漿的處理是令管 粧企業(yè)頭痛的問題，有的企業(yè)將其作為垃圾掩埋，有的制作加氣混凝土，有的制作小型混凝 土構件。但是這些方法會造成環(huán)境污染或需要投資而回報較低。還有一些企業(yè)采取管粧余 漿循環(huán)利用的方法，但由于余漿成分的含量每個管粧企業(yè)都不同，即使同一個管粧企業(yè)不 同時期、不同品種的管粧，其廢漿液成分的含量也會變化，因此余漿回用給管粧的質量控制 帶來了許多問題。
[0006] 經過文獻檢索，共有兩項與本專利相關的專利：（1)公開號為CN102848464A的中 國專利提供了一種離心管粧無余漿成型工藝，其原理是通過增稠劑提高混凝土中漿體的 稠度，并調整石子的顆粒級配和離心制度，使管粧中的漿體在離心過程中不被擠出來，未 涉及降低膠凝材料用量。（2)申請?zhí)枮?01310403038. 9的中國專利通過加入納米級的礦 物添加劑，配合復配的高性能減水劑降低水膠比，并調整現有的管粧離心和蒸養(yǎng)步驟，實 現了離心無余漿及一次脫模強度達到C80,免去倒余漿及蒸壓的工序。其膠凝材料用量為 395~470kg/m 3。
[0007] 本專利通過摻加引氣劑和二次布料二者結合的工藝大幅降低膠凝材料，實現無余 漿，與上述專利的方法、原理有本質區(qū)別，且具有膠凝材料用量低的優(yōu)勢。
[0008] 本專利實現無余漿生產的實質是降低混凝土的膠凝材料用量。離心工藝產生的余 漿的主要成分為水、水泥、礦物摻合料、泥土 (來自砂、石骨料表面)、減水劑等，其本質就是 混凝土中的漿體。理論上，如果混凝土的漿體含量很低，那么余漿量就能減少。但是混凝土 中漿體量過低會導致混凝土的工作性能無法滿足生產要求，導致混凝土在拌合、布料、合模 三個階段無法進行。
[0009] 引氣劑能經濟有效地改善新拌混凝土的和易性，特別是對膠凝材料用量少的混凝 土效果更顯著。且PHC管粧生產工藝中有離心步驟，在離心時，引氣劑引入的氣體會被擠出 混凝土。也就是說，在拌合混凝土階段加入引氣劑，引入的氣體僅存在于拌合、布料、合模階 段，而這些階段要求混凝土有較好的工作性能。在離心階段引氣劑引入的氣體被擠出，對混 凝土的強度、耐久性影響很小。因此可采用摻加引氣劑的方法來降低混凝土中膠凝材料用 量，從而減少余衆(zhòng)。
[0010] 但引氣劑降低膠凝材料的效果是有限的，實驗發(fā)現，免蒸壓管粧的膠凝材料用量 降低低于350kg/m3即達到瓶頸，此時每立方米管粧混凝土離心時仍會產生20~30kg余漿； 再降低膠凝材料用量的話，即使摻加再多的引氣劑混凝土的工作性能也無法達標。
[0011] 為解決膠凝材料低于350kg/m3時混凝土工作性能不足的問題，本專利采用二次布 料工藝，拌合時僅需拌合砂漿(或細石混凝土)，不拌石子(或10~20mm石子)。研宄發(fā)現，摻加 引氣劑（引氣劑的質量為膠凝材料質量的〇. 02%~0. 10%)可極大地提高砂漿的工作性能，達 到生產要求。當引氣劑與減水劑充分混合后使用時，效果更好。由于砂漿(或細石混凝土） 的工作性能很好，所以膠凝材料用量很低時，仍可采用二次布料工藝進行生產。
[0012] 實驗發(fā)現膠凝材料用量降低至300kg/m3時工作性能仍可以滿足二次布料工藝的 需求；布料時要分兩次，由于石子的堆積性能好，所需的人工量反而會有所下降；因為石子 表面沒有漿體，便于清理，因此合模也非常便捷。而砂漿和石子在離心過程中可以充分混 合：離心時，內部的石子的密度較大，會逐漸離心至管模外側，而管模外側的漿體密度較低， 會逐漸被擠入管模內部，在這個過程中，漿體和石子充分接觸，完成了混凝土的拌合。研宄 發(fā)現砂漿中摻加引氣劑也可提高離心時砂漿與石子的混合程度。
[0013] 因此，本專利通過摻加引氣劑，提高了砂漿(或細石混凝土）的工作性能，同時使離 心時砂漿(或細石混凝土)和石子(或10~20mm石子)可以充分混合；通過以拌合砂漿代替拌 合混凝土和二次布料工藝，解決了拌合、布料、合模三個階段對混凝土性能的要求；離心工 藝既具有離心作用、又具有拌合砂漿和石子的作用。采用本方法，可以大幅降低膠凝材料用 量，無余漿產生，降低成本。

【發(fā)明內容】

[0014] 為解決免蒸壓管粧膠凝材料用量高的問題，本發(fā)明提供一種無余漿的免蒸壓PHC 管粧及其制備方法。通過以拌合砂漿或細石混凝土代替拌合混凝土，二次布料的工藝實現 無余漿，解決了拌合、布料、合模三個階段對混凝土性能的要求；通過摻加引氣劑，使離心時 砂漿或細石混凝土能和石子充分混合。采用本方法，可以大幅降低膠凝材料用量，降低成 本，并做到無余漿。
[0015] 本發(fā)明的目的通過以下技術方案實現： 一種無余漿的免蒸壓PHC管粧制備方法，包括步驟： 1) 配制混凝土，混凝土每立方米總質量為2480~2550kg，其中膠凝材料質量為 300~340kg，水與膠凝材料的質量比為0. 18~0. 22:1，減水劑用量為膠凝材料質量的 I. 2~1. 6%，引氣劑用量為膠凝材料質量的0. 02~0. 10% ;余量為砂子和石子，其中砂子與石 子的質量比為〇. 32~0. 36:1，膠凝材料中水泥為90~55%，礦物摻合料為10-45% ; 2) 當采用5~25mm連續(xù)級配石子時，將膠凝材料、砂、減水劑、引氣劑、水倒入攪拌機 均勾攪拌成砂衆(zhòng)，攪拌時間120s~160s ;當采用5~10mm和10~20mm石子搭配使用時，將 膠凝材料、砂、5~10mm石子、減水劑、引氣劑、水倒入攪拌機攪拌成細石混凝土，攪拌時間 135~175s ； 3) 將拌好的砂漿或細石混凝土沿管模長度方向均勻布料； 4) 將5~25mm連續(xù)級配石子均勾布料到砂衆(zhòng)層，或將10~20mm石子均勾布料到細石混 凝土上； 5) 管粧合模、張拉； 6) 管粧離心，使混凝土中由引氣劑引入的氣體被擠出； 7) 蒸養(yǎng)養(yǎng)護，養(yǎng)護時間共7~9h ; 8) 管粧脫模。
[0016] 進一步地，步驟6中管粧離心過程依次包括低速、低中速、中高速、高速四個階段， 各階段的轉速與時間與現有免蒸壓PHC管粧的工藝相同。
[0017] 進一步地，所述步驟7的蒸養(yǎng)養(yǎng)護過程包括靜停階段、由靜停溫度升至恒溫溫度 的升溫階段、恒溫階段、由恒溫溫度降至室溫溫度的降溫階段四個階段，所述靜停階段的溫 度為40~55°C，恒溫階段的溫度為80~90°C，各階段的溫度與時間與現有免蒸壓PHC管粧的 工藝相同，不再贅述。
[0018] 進一步地，所述步驟3中砂漿或細石混凝土在管模兩端多布料30%~50%。
[0019] 進一步地，所述步驟4中5~25_連續(xù)級配石子或10~20_石子在管模兩端多布料 30%~50%。
[0020] 進一步地，拌合混凝土前，所述引氣劑預先與減水劑充分混合，制備成引氣減水 劑。
[0021] 進一步地，所述減水劑為聚羧酸減水劑。
[0022] 與現有技術相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點： (1)本發(fā)明的能大幅降低免蒸壓PHC管粧的膠凝材料用量(一般為450~500kg/m3,部分 專利達到395kg/m3,本發(fā)明為300~340kg/m3)，從而降低原材料成本，提高競爭力；且生產中 無余漿產生，降低了余漿處理費用。
[0023] (2)本發(fā)明的無余漿生產工藝要求砂、石的級配達到GB13476-2009《先張法預應 力混凝土管粧》中的要求即可，無其他特別要求。
[0024] (3)本發(fā)明的降低免蒸壓PHC管粧膠凝材料用量的方法，僅需對混凝土攪拌機和 布料機進行適當改進，使其能夠適應新工藝，不需要增加新設備，便于推廣。
【具體實施方式】
[0025] 下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步地具體詳細描述，但本發(fā)明的實施方式不 限于此，對于未特別注明的工藝參數，可參照常規(guī)技術進行。
[0026] 以下實施例中采用的水泥為華潤水泥P. II 42. 5R，砂為天然河砂（2區(qū)中砂，細度 模數2. 9)。
[0027] 實施例1 一種無余漿的免蒸壓PHC管粧制備方法，包括步驟： 1)配制混凝土，混凝土每立方米總質量為2550kg，其中膠凝材料質量為340kg/m3,水與 膠凝材料的質量比為〇. 18:1，40%固含量聚