專利名稱：一種高耐久性高承載力混凝土管樁的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種應用于隧道、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：
隨著我國經濟的快速發展，鐵路、公路隧道、城市地鐵建設迅猛增加，適用于鐵路、 公路隧道、城市地鐵建設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滲能力的，這種技術措施造成管樁既很笨重，又不經濟，施工費用有很高，更關鍵的管樁對于抵抗高寒、高堿及高硫酸鹽，其效果甚微，工程運營中維修費用高，耐久性差。RPC(活性粉末混凝土)是繼高強、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九十年代初開發出的一種超高強度、高韌性、高耐久性、體積穩定性優越的新型材料。該材料的抗壓強度可達140 200MPa，抗折強度可達20 50Mpa，材料彈性模量為40 60Gpa，抗滲性> P16。在國內對RPC材料的應用僅用于鐵路橋梁、人行道構件，到目前為止，用活性粉末混凝土制造混凝土管樁還是空白。
發明內容
本發明的第一個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手段加以實現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
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①將配方限定的鍍銅鋼纖維和石英砂加入攪拌機并攪拌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通過注料設備將經步驟③制得的RPC混合料注入配有鋼筋骨架的模具中，然后進行振動成型；⑤振動成型時，采取邊布料邊振動的方式進行，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，總振動時間6 8分鐘。⑥將成型好的模具連同產品一并放入溫度在75°C 95°C之間、濕度不低于95% 的蒸汽環境中養護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，其抗壓強度可達 140 200Mpa ；抗折強度可達20 30Mpa ；抗滲等級大于P16 ；600次快速凍融試驗動彈性模量、質量均無損失。本發明的優點1、由上述配方和步驟制備的混凝土管樁抗壓強度可達140 200Mpa ；抗折強度可達20 30Mpa，抗壓強度高，韌性大，抵抗長期荷載、短期荷載能力強，支柱抗疲勞能力強。2、本發明所述的混凝土管樁，經600次快速凍融循環試驗動彈性模量、質量無損失，零碳化深度、抗滲能力大于P16，決定了該產品能有效地阻止有害介質的侵入，抗堿、抗硫酸鹽、耐寒能力極強，具有優異的耐腐蝕能力，并且其壽命可達100年以上。3、本發明所述混凝土管樁的高抗壓強度、抗折能力，大大提高了支柱材料的力學性能，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，節約鋼材用量。
具體實施例方式具體實施例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行制備①將配方限定的鍍銅鋼纖維和石英砂加入攪拌機并攪拌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通過注料設備將經步驟③制得的RPC混合料注入配有鋼筋骨架的模具中，然后進行振動成型；⑤振動成型時，采取邊布料邊振動的方式進行，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，總振動時間6 8分鐘。⑥將成型好的模具連同產品一并放入溫度在75°C 95°C之間、濕度不低于95% 的蒸汽環境中養護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，制備步驟同具體實施例1。具體實施例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，制備步驟同具體實施例1。具體實施例4 按具體實施例1或具體實施例2或具體實施例3的配方配備原材料，制備步驟除第五步外同具體實施例1。本具體實施例的制備步驟第五步為振動成型時，采取邊布料邊振動的方式進行，其離心成型時分三個階段，第一階段慢速布料階段，離心機轉速不超過8. 3Hz，持續時間為2-4分鐘；第二階段中速階段，離心機轉速逐漸由不超過8. 3Hz提升至13-16HZ，提速持續時間為3_5分鐘；第三階段高速密實階段，離心機轉速 16-27HZ，持續時間10-15分鐘；振動成型時，混凝土布料分三次進行，每次布料為總料1/3 量，總振動時間約8-12分鐘。采用本具體實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。以上實施例僅用于闡述本發明，而本發明的保護范圍并非僅僅局限于以上實施例。所述技術領域的普通技術人員依據以上本發明公開的內容和各參數所取范圍，均可實現本發明的目的，這些變化應當理解為仍屬于本發明的保護范圍。
權利要求
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.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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通過注料設備將經步驟③制得的RPC混合料注入配有鋼筋骨架的模具中，然后進行振動成型；⑤振動成型時，采取邊布料邊振動的方式進行，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，總振動時間6 8分鐘。⑥將成型好的模具連同產品一并放入溫度在75。C 95°C之間、濕度不低于95%的蒸汽環境中養護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％的蒸汽環境中養護36～48h后脫模。這種管樁具有高抗疲勞、耐腐蝕能力，截面厚度小的優點。
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 優先權日2010年6月12日
發明者黨智斌, 黃賀明 申請人:黃賀明