免蒸養(yǎng)phc管樁混凝土的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種免蒸養(yǎng)PHC管樁混凝土，所述混凝土中，每立方米混凝土的制備原料包括下列組分：硅酸鹽水泥300～450kg；?；郀t礦渣粉25～110kg；粉煤灰微珠10～100kg；硅灰10～100 kg；膨脹劑20～60kg；細(xì)度模數(shù)2.4～3.0的細(xì)骨料640～725kg；級配為5～25mm的粗骨料1120～1200kg；三乙醇胺0.1～0.5kg；硫酸鋰2～6kg；無水石膏7～13kg；減水劑4～7kg；水125～140kg。本發(fā)明的混凝土用于制備PHC管柱，可以在常溫條件下并能在較短的時間內(nèi)達(dá)到免蒸養(yǎng)PHC管樁脫模強(qiáng)度和C80混凝土的強(qiáng)度要求。
【專利說明】
免蒸養(yǎng)PHC管樁混凝土
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及混凝土材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及免蒸養(yǎng)PHC管粧混凝土。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，PHC管粧的混凝土配制均需采用常壓蒸汽養(yǎng)護(hù)或高壓蒸汽養(yǎng)護(hù)工藝，以提高 混凝土早期強(qiáng)度，保證PHC盡早脫模和提高生產(chǎn)效率。在PHC管粧的生產(chǎn)過程中，蒸汽和蒸壓 養(yǎng)護(hù)工序不僅需要一定時間和消耗大量能源，而且常壓蒸汽養(yǎng)護(hù)和高壓蒸汽養(yǎng)護(hù)均會對混 凝土性能產(chǎn)生不利影響。在蒸汽養(yǎng)護(hù)條件下會使混凝土內(nèi)部孔隙增大，降低混凝土對氯離 子滲透的抵抗力；采用不正確的蒸養(yǎng)制度還會對混凝土后期抗壓強(qiáng)度產(chǎn)生不利影響，靜養(yǎng) 時間過短會引起蒸養(yǎng)混凝土的表面產(chǎn)生水平裂縫。高壓蒸養(yǎng)需在蒸汽壓力0.95~l.OMPa和 溫度170~180 °C的條件下，蒸壓養(yǎng)護(hù)3~5小時，蒸壓養(yǎng)護(hù)會對混凝土性能產(chǎn)生影響，尤其是 蒸壓養(yǎng)護(hù)出蒸壓釜時溫度很高，若不經(jīng)過有效的降溫處理，則溫差可使PHC管粧混凝土產(chǎn)生 裂縫，對PHC管粧混凝土的耐久性帶來不利影響。若不采用蒸汽養(yǎng)護(hù)或高壓蒸汽養(yǎng)護(hù)，現(xiàn)有 PHC管粧混凝土配制方法不能滿足生產(chǎn)需要。因此，研發(fā)適合于免蒸汽養(yǎng)護(hù)生產(chǎn)PHC管粧用 混凝土，可有效提高PHC管粧性能，并可節(jié)約大量的能源消耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種免蒸養(yǎng)PHC管粧混凝土。本發(fā)明的 混凝土用于制備PHC管柱，可以在常溫條件下并能在較短的時間內(nèi)達(dá)到免蒸養(yǎng)PHC管粧脫模 強(qiáng)度和C80混凝土的強(qiáng)度要求。
[0004] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0005] 本發(fā)明的免蒸養(yǎng)PHC管粧混凝土，所述混凝土中，每立方米混凝土的制備原料包括 下列組分： 硅酸鹽水泥 300~450kg ?；郀t礦渣粉 25~110kg
[0006] 粉煤灰微珠 10~100kg \\vhi 10~100 kg 膨脹劑 20~_: 細(xì)度模數(shù)2.4~3.0的細(xì)骨料 640~725kg 級配為5~25mm的粗骨料 1120~1200kg 三乙醇胺 0J~0,5:kg
[0007] 硫酸鋰 2~6kg 無水石膏 7~13kg 減水劑 4~7kg 水 125~140kg,
[0008] 粒徑小于5mm的骨料稱為細(xì)骨料，俗稱砂，重用的有河砂、湖砂、山砂及淡化海砂。
[0009] 優(yōu)選的，所述細(xì)骨料的含泥量不大于1.5wt%，泥塊含量不大于0.5wt%。
[0010] 粒徑5mm以上的骨料稱為粗骨料，俗稱石，常用的有碎石及卵石，為增加骨料界面 粘結(jié)強(qiáng)度，采用碎石。
[0011]優(yōu)選的，所述粗骨料最大粒徑不大于25mm，針片狀含量不大于10wt%，含泥量不大 于0.7wt %，泥塊含量不大于0.2wt %。實(shí)施例具體列舉了采用5-25mm連續(xù)級配的碎石作粗 骨料。其碎石可由5-1〇111111和16-25兩級配配制而成，5-1〇111111和16-25111111的比例為3:7，針片狀 含量為不大于5. Owt %，含泥量為0.5 %，泥塊含量0.2 %。
[0012] 優(yōu)選的，所述減水劑為聚羧酸高效減水劑，如上海華登HP400早強(qiáng)型聚羧酸高效減 水劑、上海三瑞化學(xué)有限公司VIVID-500早強(qiáng)型聚羧酸高效減水劑。更優(yōu)選的，所述減水劑 為上海華登HP400早強(qiáng)型聚羧酸高效減水劑。
[0013] 采用減水劑減水率大于25 %的高效減水劑，高效減水劑與粒化高爐礦渣粉和粉煤 灰微珠復(fù)合，提高混凝土工作性和抗壓強(qiáng)度。
[0014] 優(yōu)選的，所述硅酸鹽水泥為水泥強(qiáng)度等級為52.5的Π 型早強(qiáng)型硅酸鹽水泥。
[0015] 本發(fā)明采用粒化高爐礦渣粉作為混凝土礦物摻合料，?；郀t礦渣粉具有較高的 活性，可改善混凝土強(qiáng)度和耐久性，并能有效減小混凝土的坍落度損失，同時?；郀t礦渣 粉的活性與粉磨細(xì)度密切相關(guān)。優(yōu)選的，所述?；郀t礦渣粉為等級為S115級?；郀t礦 渣粉。
[0016] 本發(fā)明采用粉煤灰微珠作為混凝土礦物摻合料。粉煤灰微珠具有活性高、耐腐蝕、 抗壓強(qiáng)度高、流動性好、無毒等優(yōu)異功能，可提高混凝土的密實(shí)性、耐久性、抗腐蝕等性能， 可以降低混凝土的用水量，有效提高混凝土強(qiáng)度。優(yōu)選的，所述粉煤灰微珠的需水量比 80%，7天活性指數(shù)不小于85%。
[0017] 本發(fā)明采用硅灰作為混凝土礦物摻合料。硅灰屬于超細(xì)礦物摻合料，具有較高活 性和填充性能，提高混凝土強(qiáng)度和耐久性。優(yōu)選的，所述硅灰比表面積大于18000m2/kg，28 天的活性指數(shù)大于95%。更優(yōu)選的，所述硅灰的比表面積為18500m2/kg，28天的活性指數(shù)大 于96% 〇
[0018] 本發(fā)明采用膨脹劑補(bǔ)償混凝土收縮，降低膠凝材料引起混凝土收縮，提高混凝土 早期強(qiáng)度和耐久性等性能。優(yōu)選的，所述膨脹劑的堿含量小于〇.75wt%，氯離子含量小于 0.05wt %，水中7天限制膨脹率大于0.025%。更優(yōu)選的，所述膨脹劑為低堿含量ZY膨脹劑， 堿含量ο. 30wt %，氯離子含量0.005wt %，水中7天限制膨脹率0.028%。
[0019] 本發(fā)明采用三乙醇胺作為早強(qiáng)劑，三乙醇胺能促進(jìn)C3A的水化，在C3A-CaS〇4_H 20體 系中，它能加快鈣礬石的生成，有利于提高混凝土早期強(qiáng)度，同時還可改善和提高混凝土的 流動性，可有效提高混凝土早期強(qiáng)度和改善混凝土工作性。在本發(fā)明中，與其它有機(jī)早強(qiáng)劑 相比，如三異丙醇胺、甲醇、乙醇等有機(jī)早強(qiáng)劑，三乙醇胺綜合效果更為突出。
[0020] 本發(fā)明采用硫酸鋰早強(qiáng)劑與三乙醇胺復(fù)合早強(qiáng)，鋰鹽具有半徑小、極化作用強(qiáng)等 特性，鋰離子更容易穿過水化膜進(jìn)入膜內(nèi)，加快水化保護(hù)膜破裂，由于同離子效應(yīng)的作用促 進(jìn)膜內(nèi)鈣離子流到膜外而沖破水化膜，促進(jìn)水泥水化的進(jìn)行，使水泥誘導(dǎo)期縮短和水化反 應(yīng)提前進(jìn)入加速期階段，提高水泥中C3S和C2S的低溫水化能力。與其它無機(jī)早強(qiáng)劑相比，如 氯化鈉、硫酸鈉、硫酸鉀等無機(jī)早強(qiáng)劑，硫酸鋰克服了堿和氯離子對混凝土耐久性的影響， 綜合效果優(yōu)異。
[0021] 本發(fā)明采用無水石膏作為激發(fā)劑，激發(fā)?；郀t礦渣粉等礦物摻合料的活性，加 速礦物摻合料二次水化反應(yīng)，提高混凝土的早期強(qiáng)度。
[0022] 本發(fā)明采用上海華登HP400早強(qiáng)型聚羧酸高效減水劑，具有較長側(cè)鏈，改善了在水 泥顆粒表面的吸附狀態(tài)，促使細(xì)小的鈣礬石晶體生長，加速混凝土早期強(qiáng)度增長。
[0023] 本發(fā)明中，?；郀t礦渣粉、粉煤灰微珠、硅灰和膨脹劑的優(yōu)選配比為:所述?；?高爐礦渣粉占膠凝材料總重量的15%，所述粉煤灰微珠占膠凝材料總重量的10%，所述硅 灰占膠凝材料總重量的10%，所述膨脹劑占膠凝材料總重量的5%，所述膠凝材料包括硅酸 鹽水泥、?；郀t礦渣粉、粉煤灰微珠、硅灰和膨脹劑。
[0024] 本發(fā)明進(jìn)一步從混凝土工作性、強(qiáng)度、耐久性和收縮率等方面綜合考慮，提供了優(yōu) 選的混凝土配合比，即所述混凝土的水膠比0.24~0.27;膠凝材料用量小于540kg/m3;砂率 為36~39%。
[0025]水膠比0.24~0.27既能滿足本發(fā)明混凝土的工作性，又能保證混凝土的抗壓強(qiáng) 度。雖然增加膠凝材料用量可一定程度地提高混凝土的強(qiáng)度，但較高的膠凝材料用量可引 起混凝土收縮增加，引起混凝土開裂，導(dǎo)致混凝土耐久性大幅度下降，較高的膠凝材料用量 還會導(dǎo)致混凝土彈性模量下降。因此，混凝土膠凝材料用量優(yōu)選控制在540kg/m3以內(nèi)，可克 服常規(guī)配制高強(qiáng)混凝土采用較高膠凝材料用量帶來混凝土性能不利影響。合理砂率既可提 高混凝土強(qiáng)度，又能保證混凝土具有良好的工作性，混凝土砂率控制在38 %左右。
[0026]上述免蒸養(yǎng)PHC管粧混凝土制備的免蒸養(yǎng)PHC管粧。本發(fā)明的混凝土可用于免蒸養(yǎng) PHC管粧。
[0027]本發(fā)明的混凝土的制備方法采用常規(guī)方法，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在獲知本發(fā)明 混凝土成分的基礎(chǔ)上，可采用常規(guī)混凝土制備方法獲得本發(fā)明的混凝土。
[0028]免蒸養(yǎng)PHC管粧能否在常溫條件下使PHC管粧具有一定的工作性，較早地達(dá)到 45MPa脫模強(qiáng)度，并在一定的時間內(nèi)達(dá)到C80的抗壓強(qiáng)度以及其它技術(shù)要求，采用本發(fā)明的 混凝土配合比可保證混凝土工作性，加速膠凝材料水化反應(yīng)，保證混凝土脫模強(qiáng)度和后期 強(qiáng)度，且具有較高的耐久性，特別適合于抗氯鹽侵蝕和北方抗凍等耐久性較高的環(huán)境。本發(fā) 明對混凝土配合比進(jìn)行了深入研究，獲得了在常溫條件下并能在較短的時間內(nèi)達(dá)到PHC管 粧脫模強(qiáng)度和C80混凝土的強(qiáng)度要求的優(yōu)化混凝土配合比。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 以下列舉【具體實(shí)施方式】以進(jìn)一步闡述本發(fā)明，應(yīng)理解，實(shí)例并非用于限制本發(fā)明 的保護(hù)范圍。
[0030] 實(shí)施例的原材料
[0031] (1)水泥:強(qiáng)度等級52.5 Π 型硅酸鹽水泥
[0032] (2)礦渣粉:SI 15級?；郀t礦渣粉
[0033] (3)粉煤灰微珠:需水量比為80%，7天活性指數(shù)為85%。
[0034] (4)硅灰：比表面積為18500m2/kg，28天的活性指數(shù)為96%。
[0035] (5)膨脹劑：采用北京新中巖建材科技有限公司生產(chǎn)的ZY膨脹劑，堿含量 0.30￥丨％，氯離子含量0.005￥丨％，水中7天限制膨脹率0.028%。
[0036] (6)細(xì)骨料(砂）：細(xì)度模數(shù)為2 · 7的中砂，含泥量為0 · 5wt %，泥塊含量0 · 2wt %。
[0037] (7)粗骨料(石）：5-25mm連續(xù)級配的碎石（由5-10mm和16-25兩級配配制而成，5- 10mm和16-25mm的比例為3:7)，針片狀含量為4.6wt%，含泥量為0.5wt%，泥塊含量為 0. lwt% 〇
[0038] (8)早強(qiáng)劑一：三乙醇胺。
[0039] (9)早強(qiáng)劑二:硫酸鋰。
[0040] (10)激發(fā)劑:無水石膏。
[00411 (11)減水劑:減水劑一即上海華登HP400早強(qiáng)型聚羧酸高效減水劑;減水劑二為上 海三瑞化學(xué)有限公司VIVID-500早強(qiáng)型聚羧酸高效減水劑。
[0042] (12)拌合水:采用城市自來水。
[0043]實(shí)施例試驗(yàn)方法 [0044] (1)力學(xué)性能
[0045] 混凝土工作性和抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)按《水運(yùn)工程混凝土試驗(yàn)規(guī)程》(JTJ270)的有關(guān)規(guī) 定進(jìn)行。
[0046] (2)耐久性
[0047]混凝土電通量、擴(kuò)散系數(shù)(RCM法）以及抗凍性試驗(yàn)按《普通混凝土長期性能和耐久 性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50082-2009)有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。
[0048]實(shí)施例采用的養(yǎng)護(hù)方法:養(yǎng)護(hù)溫度為18-22°C，養(yǎng)護(hù)濕度大于95%。
[0049] 實(shí)例混凝土配合比
[0050] 混凝土配合比如表1所示。
[0051 ] 表1混凝土配合比（kg/m3)
[0052]
[0054] 混凝土性能試驗(yàn)
[0055] (1)工作性
[0056] 混凝土工作性測試結(jié)果如表2所示。測試結(jié)果表明，復(fù)摻硫酸鋰和三乙醇胺混凝土 的坍落度均滿足PHC管粧生產(chǎn)要求。同時混凝土含氣量較低，表觀密度較大。
[0057] 表2混凝土工作性測試結(jié)果
[0058]
[0059] (2)抗壓強(qiáng)度
[0060] 混凝土抗壓強(qiáng)度如表3所示。測試結(jié)果表明，在常溫20°C條件下，編號為B1、B2、B3、 B4、B5混凝土 18小時就超過45MPa脫模強(qiáng)度，且3天可滿足PHC管粧80MPa出廠要求。同時，混 凝土后期強(qiáng)度不斷增加，28天強(qiáng)度超過lOOMPa。免蒸養(yǎng)混凝土可以保證較早地脫模，并可保 證PHC管粧盡早出廠，可滿足PHC管粧正常生產(chǎn)，具有較高的生產(chǎn)效率。
[0061] 表3混凝土抗壓強(qiáng)度測試結(jié)果(MPa)
[0062]
[0063]
[0064] (3)混凝土耐久性
[0065] 測試混凝土的電通量和擴(kuò)散系數(shù)，如表4所示。測試結(jié)果表明，復(fù)摻硫酸鋰和三乙 醇胺混凝土56天電通量小于120C，84天擴(kuò)散系數(shù)小于0.4X l(T12m2/S，其耐久性均高于蒸汽 養(yǎng)護(hù)和高壓蒸養(yǎng)混凝土，具有較高的抗氯鹽侵蝕的耐久性，特別適合于海水抗氯侵蝕環(huán)境。 [0066]表4混凝土耐久性測試結(jié)果
[0067]
[0068]測試了混凝土養(yǎng)護(hù)28天的抗凍性，相對動彈性模量和質(zhì)量損失率分別如表5和表6 所示。實(shí)施例混凝土400次凍融循環(huán)相對動彈性模量值較高，質(zhì)量損失率為0，遠(yuǎn)高于有關(guān)標(biāo) 準(zhǔn)的要求，具有較高抗凍性，特別適合于北方抗凍環(huán)境。
[0069]表5混凝土相對動彈性模量測試結(jié)果（％ ) 「00701

[0071] 表6混凝土質(zhì)量損失測試結(jié)果（％ )
[0072]
[0073] _根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，確定免蒸養(yǎng)PHC管粧混凝土配合比如下表所示: ' '
[0076]依次按下表配方配制混凝土，并檢測相關(guān)指標(biāo)：
[0074]
[0075]
[0077]
[0079]上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟 悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因 此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完 成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種免蒸養(yǎng)PHC管粧混凝±，所述混凝±中，每立方米混凝±的制備原料包括下列組 分： 娃酸鹽水泥 300~450kg 粒化高爐礦渣粉 25~110kg 粉煤灰微珠 10~100kg 娃灰 10~100 kg 膨脹劑 20~60kg 細(xì)度模數(shù)2.4~3.0的細(xì)骨料 640~725kg 級配為5~25mm的粗骨料 1120~1200kg Η乙醇胺 0.1~0.5kg 硫酸裡 2~化g 無水石膏 7~13kg 減水劑 4~化g 求 125 ~140kg,;2. 如權(quán)利要求1所述的免蒸養(yǎng)PHC管粧混凝±，其特征在于，所述細(xì)骨料的含泥量不大 于1.5wt%，泥塊含量不大于0.5wt%。3. 如權(quán)利要求1所述的免蒸養(yǎng)PHC管粧混凝±，其特征在于，所述粗骨料最大粒徑不大 于25mm，針片狀含量不大于lOwt %，含泥量不大于0.7wt %，泥塊含量不大于0.%。4. 如權(quán)利要求1所述的免蒸養(yǎng)PHC管粧混凝±，其特征在于，所述減水劑為聚簇酸高效 減水劑。5. 如權(quán)利要求1所述的免蒸養(yǎng)PHC管粧混凝±，其特征在于，所述娃酸鹽水泥為水泥強(qiáng) 度等級為52.5的Π 型娃酸鹽水泥。6. 如權(quán)利要求1所述的免蒸養(yǎng)PHC管粧混凝±，其特征在于，所述?；郀t礦渣粉為等 級為S115級?；郀t礦渣粉。7. 如權(quán)利要求1所述的免蒸養(yǎng)PHC管粧混凝±，其特征在于，所述粉煤灰微珠的需水量 比80%，7天活性指數(shù)不小于85%。8. 如權(quán)利要求1所述的免蒸養(yǎng)PHC管粧混凝±，其特征在于，所述娃灰的比表面積大于 ISOOOmVkg，28天的活性指數(shù)大于95 %。9. 如權(quán)利要求1所述的免蒸養(yǎng)PHC管粧混凝±，其特征在于，所述膨脹劑的堿含量小于 0.75wt%，氯離子含量小于0.05wt%，水中7天限制膨脹率大于0.025%。10. 如權(quán)利要求1所述的免蒸養(yǎng)PHC管粧混凝±，其特征在于，所述?；郀t礦渣粉占膠 凝材料總重量的15%，所述粉煤灰微珠占膠凝材料總重量的10%，所述娃灰占膠凝材料總 重量的10%，所述膨脹劑占膠凝材料總重量的5%，所述膠凝材料包括娃酸鹽水泥、粒化高 爐礦渣粉、粉煤灰微珠、娃灰和膨脹劑。11. 如權(quán)利要求1所述的免蒸養(yǎng)PHC管粧混凝±，其特征在于，所述混凝±的水膠比0.24 ~ο. 27;膠凝材料用量小于540kg/m3;砂率為36~39%。12.如權(quán)利要求1至11任一項(xiàng)所述的免蒸養(yǎng)Pffi：管粧混凝±制備的免蒸養(yǎng)Pffi：管粧。
【文檔編號】C04B111/56GK105837117SQ201610204075
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年4月1日
【發(fā)明人】王成啟, 周郁兵, 張宜兵, 劉思楠, 汪冬冬, 谷坤鵬, 張悅?cè)? 陳克偉, 聶亞楠
【申請人】中交上海三航科學(xué)研究院有限公司, 中交第三航務(wù)工程局有限公司, 中交三航局第三工程有限公司, 中交上海港灣工程設(shè)計研究院有限公司