[发明专利]一种用于氯盐侵蚀环境的预应力管桩的制备方法

说明书

本发明公开了一种用于氯盐侵蚀环境的预应力管桩及其制备方法，属于土木工程材料制造领域。在管体外部形成一定厚度的抗氯离子渗透的纤维增强水泥基复合材料保护层，将内部承载的钢筋混凝土管体与外界侵蚀环境隔绝开。并在施工现场待其沉桩后，向管径内注满泡沫混凝土，从而避免地下水的渗入对管体内壁造成直接破坏，从而增加桩体在氯盐侵蚀环境中的使用寿命。本发明施工工艺简便，可工业化高效生产，管体成型品质高，经久耐用，能够满足各类氯盐侵蚀环境中对桩体耐久性能的要求。

技术领域

本发明涉及一种预应力管桩，具体说是一种用于氯盐侵蚀环境的预应力管桩，属于土木工程桩基技术领域。

背景技术

桩基由于其能够克服不良地质条件的影响并提供较高承载能力，已经在当今各类工程中广泛应用。其中管桩作为一类重要的桩基形式，由于其低水灰比离心成型、内含预应力钢筋笼及工业化控制生产等特点，其桩体成型品质好，强度高，且施工方便快捷能够满足各类工程地质承载力的需要。随着我国经济建设的快速发展，城镇化和沿海大开发的不断推进，管桩的需求量巨大，据相关资料的不完全统计，至2007年底，我国管桩的年生产量近2.5亿米，产值达 300多亿元人民币；到 2011 年底，我国已有 500 多家管桩生产企业，年产量超过3.5亿米，成为世界上管桩产量最高的国家。

中国地域辽阔，自然环境复杂多样，桩基础所处服役环境复杂多样，海洋和近海氯离子侵蚀环境与内陆盐湖和盐碱地硫酸盐腐蚀环境非常普遍。不同侵蚀环境中混凝土结构遭受侵蚀损害的程度与机理不尽相同，在内陆盐湖和盐碱地硫酸盐侵蚀环境中，混凝土结构的耐久性劣化主要以硫酸盐结晶胀裂破坏为主，但在海洋和近海氯盐侵蚀环境中混凝土结构劣化则主要以钢筋锈蚀导致的锈胀开裂破坏为主。这些环境条件下侵蚀性离子的腐蚀作用将会对桩体产生不可忽视的损坏，严重影响桩体的品质，危及桩体的承载能力及各项性能，并随着时间的延长，其破坏现象不断加重，带来严重的安全隐患，严重威胁上部结构的安全。

由此，《工业建筑防腐蚀设计规范》GB50046-2008规定，由于管桩存在预应力钢筋对腐蚀敏感和管壁较薄的问题，SO₄^2-和Cl-均为强腐蚀介质，硫酸盐侵蚀环境下预应力混凝土管桩不应采用，氯盐侵蚀环境下预应力混凝土管桩不易采用。规范的限定无疑给管桩行业的发展带来了危机，也迫切要求设计出更加符合行业要求的桩型来服务于建筑行业的发展。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，客服现有技术存在的缺陷，提出了一种用于氯盐侵蚀环境的预应力管桩。

聚合物改性混凝土是在普通水泥混凝土的配方基础上，于水泥混凝土搅拌阶段渗入单体或聚合物，浇筑后经养护和聚合，成型后经养护而成为一种含有机聚合物的水泥混凝土。聚合物在混凝土内部形成薄膜，填充水泥化合物和骨料之间的孔隙并与水泥水化物结成一体，使之具有较好的黏性和综合性能，从而大幅提高混凝土的抗渗性能。如果在管桩表面加上聚合物改性水泥基材料保护层外壁，则可以大幅提高管桩的抗氯离子渗透能力，从而将管桩应用到氯盐侵蚀环境中。

基于上述思路，本发明用于氯盐侵蚀环境的预应力管桩的基本结构：该管桩利用二次离心工艺生产，首次离心成型抗氯离子渗透保护层外壁，主要发挥隔离围护作用，二次离心成型钢筋混凝土管体，主要发挥受力承载作用。利用首次成型的抗氯离子渗透保护层外壁将内部承载管体与外界侵蚀环境隔绝开，避免了在侵蚀环境中内部承载管体结构完整性的破坏及各项性能的衰退。

本发明实现发明目的的技术方案是：用于氯盐侵蚀环境的预应力管桩，包括管体，所述管体为双层管体，其内层为钢筋混凝土管层，外层为纤维增强水泥基复合材料保护层。管体内灌注泡沫混凝土。所述纤维增强水泥基复合材料为水泥中掺入短切乱向均匀分布的有机纤维复合而成，纤维掺量占水泥的质量百分比3-8%。

所述的水泥为强度等级不低于52.5的硅酸盐系列水泥；所述的有机纤维为聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、超高分子量聚乙烯纤维、聚乙烯醇纤维、聚酯纤维、聚甲醛纤维等有机纤维。