[发明专利]一种预应力高强混凝土管桩

说明书

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，特别是一种满足北方寒冷地区耐久性要求的预应力高强混凝土管桩。

背景技术

自1987年我国首条管桩生产线引进至今已有20多年，随着科学技术和生产工艺的不断进步，生产的管桩品种和规格更加丰富。目前生产的管桩品种有：预应力混凝土管桩(PC桩)、预应力高强混凝土管桩(PHC桩)和预应力混凝土薄壁管桩(PTC桩)等。预应力高强混凝土管桩以其桩材质量好、强度高、耐施打、穿透能力强、工程地质适应性强、设计选用范围广、容易布桩、经济快捷、检测方便等优点而被广泛应用于工业与民用建筑、公路、铁路、水利、港口码头、市政构筑物等工程的基础。

随着PHC管桩应用范围的日益扩大和耐久性要求的不断提高，尤其是在北方寒冷地区，自然环境严酷，对管桩的耐久性要求非常高，PHC管桩能否应用于北方寒冷地区以及北方寒冷地区的港口工程中，已受到目前专家学者的日益关注。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种满足北方寒冷地区耐久性要求的预应力高强混凝土管桩，该管桩可以在强度达到C80要求的前提下，混凝土的耐久性也达到F300甚至更高，而且其氯离子扩散系数与电通量、硫酸盐腐蚀等其它耐久性能也能达到要求，因而成功解决了PHC管桩在北方寒冷地区的应用，尤其是在北方的港口工程中的应用，提升了PHC管桩的性能。

本发明的技术方案是这样实现的：一种预应力高强混凝土管桩，其组成和含量以质量分数计为：

水泥    9～13％

砂      24～28％

碎石    47～52％

掺合料  5～10％

水      4～6％

聚羧酸高效减水剂    0.1～0.3％

其中，掺合料的组成及含量为，以质量分数计：

GaO      27.0～36.0％

SiO₂     45～55.2％

Al₂O₃    6.0～10.5％

MgO      5.2～8.8％

该掺合料成分可根据材料的微集料效应和火山灰效应使混凝土的结构更为致密，改变了混凝土内部的孔结构，降低了孔隙率，提高混凝土的密实性，大大提高了混凝土的耐久性。

其中，聚羧酸高效减水剂减水效率高，对水泥粒子分散效果极强，使用该减水剂拌制的混凝土粘聚性好，改善了混凝土的和易性。该种减水剂比萘系高效减水剂更加具有环保效果，而且可以配制高强混凝土。在预应力高强混凝土管桩中使用该种外加剂，不但混凝土的和易性好，便于搅拌、运输、入模，满足管桩工艺生产，而且可以配制出高强混凝土。

选择碎石和砂等有害成分少的骨料材料，即粗细骨料的含泥量、泥块含量、粗骨料的针片状颗粒含量及骨料其他有害杂质少的骨料；二是碎石和砂两种粗细骨料的级配，选择空隙率小、堆积密度大的骨料级配。

根据预应力高强混凝土管桩的一优选的技术方案是，组成及含量为，以质量分数计：

水泥    10～12％

砂      24～26％

碎石    49～50％

掺合料  6～8％

水      4～6％

聚羧酸高效减水剂    0.1～0.3％

根据掺合料的一优选的技术方案是，组成及含量为，以质量分数计：

GaO      30.0～33.0％

SiO₂     48～50％

Al₂O₃    7.0～9.0％

MgO      6.5～8.0％

本发明区别现有技术的有益效果是：本发明采用自制的特种掺合料，这种掺合料充分利用了工业排放的废渣，以废渣变废为宝，充分利用，解决环境污染，降低企业环保负担。同时生产的预应力高强混凝土管桩达到95MPa以上，抗冻性达到F700以上，解决了北方采用预应力高强混凝土管桩代替钢管桩建筑码头的疑难问题，经济效益显著。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步解释说明。

实施例1

预应力高强混凝土管桩的组成及质量分数为水泥10％，自制掺合料7.8％，砂26％，碎石50％，水6％，聚羧酸高效减水剂0.2％。