[发明专利]免蒸压高强度高性能混凝土掺合料及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种混凝土掺合料主要用于预应力高强混凝土管桩(PHC)制备领域，特别是指一种免蒸压高强度高性能混凝土掺合料及其生产方法。

背景技术

预应力高强混凝土管桩由于其技术先进、生产工业化程度高、质量稳定、施工周期短等一系列优势，在高层建筑、大跨度桥梁、高速公路、港口、码头等建筑工程中得到了广泛的应用。

而目前混凝土配料大多掺加普通矿渣粉或粉煤灰来降低生产成本，但降低的成本仅仅从配料角度，不能大幅度降低，且在生产中均采用常压蒸汽养护和高温高压蒸汽养护双重养护来实现。

目前PHC管桩传统的工艺流程为:配料→搅拌→布料→合模→预应力张拉→离心成型→倒余浆→常压蒸养→脱模→高压蒸养→成品。目前管桩的生产主要是以高强度等级水泥与磨细石英粉作为胶凝材料，离心成型后进行普通蒸汽养护，历经静停、升温、恒温、降温四个阶段，温度在70℃-80℃，时间温3-5h，使管桩混凝土的强度达到40MPa以上，脱模后进行高压蒸汽养护，一般温度控制在180℃，压力1.0MPa，恒温4～5h，使石英粉与水泥水化放出的Ca(OH)₂反应，生成托勃莫来石，管桩混凝土的强度才能达到90MPa以上。

这种传统工艺缺点主要包括：①蒸压釜初期投资比较大，设备维护成本高。一条35米长的蒸压釜需要耗费上百万元的投资。②能耗大：蒸压养护需要消耗大量的蒸气，这些蒸气的能量主要来源于煤炭的燃烧。③环境污染大：燃煤锅炉排放的烟气是空气中PM2.5的主要来源。④生产安全性差：蒸压釜作为压力容器，可能因为安全联锁装置失效而引发爆炸事故。⑤经蒸压养护的PHC管桩晶胶比过大，以及管桩的出釜温度高，容易产生由温度应力引起的裂缝，使得混凝土的脆性增加，打桩时混凝土容易剥落，影响管桩的耐打性。

同时中国专利CN201510747060.4公开了一种免蒸压PHC管桩混凝土，包括胶凝材料、水、减水剂、砂子、石子和抗凝剂，所述免蒸压PHC管桩混凝土每立方米质量为2400～2550kg,其中胶凝材料430～480kg,水与所述胶凝材料的质量比为0.20～0.23:1，所述减水剂用量为所述胶凝材料质量的3.0～3.6％，所述抗凝剂用量为所述胶凝材料质量的0.2～0.8％，余量为砂子和石子，其中砂子与石子的质量比为0.5～0.6。其中胶凝材料的最低量仍然较高且为430kg/m³，可能会出现因为高水化热而引起的混凝土破坏。

同时中国专利CN200910041269.3也公开了一种免蒸压高性能预应力高强混凝土管桩，管桩混凝土中每立方米包含有400～500kg胶凝材料、高效萘系减水剂和所需的砂石，胶凝材料是由硅酸盐水泥与自制的特种矿物掺合料组成，其中所述自制的特种矿物掺合料由矿渣微粉、硫酸盐、活性二氧化硅、氧化钙和粉煤灰组成且特种矿物掺合料各组分占混凝土总量的比例为：矿渣微粉15～25％、硫酸盐6～10％、活性二氧化硅5～7％、氧化钙2～4％、粉煤灰7～15％，且特种矿物掺合料占混凝土总量的20～45％。其中硫酸盐这种化学激发剂的掺入可能会导致矿物胶凝材料内部发生膨胀而导致破坏，大大降低混凝土的耐久性。

综上所述，可以看出目前现有技术的免蒸混凝土掺和料的配比虽可能部分免除蒸养步骤，但其配方仍不合理，可能造成余浆多、寿命短或反而破坏混凝土。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供一种免蒸压高强度高性能混凝土掺合料及其生产方法其可免除传统预应力混凝土管桩工艺流程中的高压蒸养过程，同时减少余浆，提高效率、节省资源、保护环境，同时能获得更好的经济效益。

为实现以上技术目的,本发明的技术方案是:一种免蒸压高强度高性能混凝土掺合料，包括矿渣微粉：20％-30％；煤矸石粉：10％-20％；硅粉：10％-15％；斜发沸石粉：5％-10％；煅烧高岭土：5％-8％；钙质材料：5％-10％；石膏：5％-15％；液态功能调节剂：0.5％-1.0％；

其中矿渣微粉中SO₃含量≤4.0％，碱性系数＞1，28d活性指数≥115％；硅粉中SiO₂含量≥95％；斜发沸石粉SiO₂含量≥70％，Si/Al≥4.25；煅烧高岭土中SiO₂≥30％，Al₂O₃≥30％，SiO₂+Al₂O₃≥90％，45μm方孔筛筛余≤10％；石膏中SO₃含量20％-50％。