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摘要:免蒸压PHC管桩的生产、制造和应用在我国已经有了多年的发展历史,随着社会的进步和发展,传统免蒸压PHC管桩的生产模式已经无法满足目前阶段社会发展的基本需求。免蒸压管桩是为克服蒸压PHC管桩的缺点,管桩企业开始研究免蒸压养护的技术,希望仅通过蒸汽养护和自然养护,混凝土的强度等级就能达到C80的水准。因此,免蒸压PHC管桩可定义为:在原先蒸汽养护到蒸压养护的基础上,用自然养护替代蒸压养护,即利用蒸汽养护及自然养护,使生产的管桩在早期达C80的强度等级要求,这类管桩称为免蒸压PHC管桩,实现免蒸压PHC管桩生产的技术称为免蒸压技术。
关键词:免蒸压PHC管桩;混凝土;背景和意义;研究;
1 引言
混凝土及其制品是我国经济发展和社会物质文明建设的重要基础,由于原材 料来源广泛,生产工艺相对简单,可以根据设计要求做成任何形状,并具有耐腐 蚀,寿命长等独特优势,成为社会发展不可缺少的建筑材料。在众多混凝土制品 中,例如混凝土管、桩、杆、梁、板、柱、轨枕和空心砌块等均得到快速的发展,桩作为建筑桩基础必备材料也不例外。为克服蒸压PHC管桩的缺点,管桩企业开始研究免蒸压养护的技术,希望仅通过蒸汽养护和自然养护,混凝土的强度等级就能达到C80的水准。因此,本文通过测试不同掺料作用下的免蒸压试块强度的差异,进而研究影响免蒸压PHC管桩强度的因素。。
2试验方法
2.1配合比
对于免蒸压PHC管桩混凝土的配合比,水灰比通常低于0.30。选定基准砂浆的水灰比为0.27,基准配合比见表3-1所示。以M0为基准,分别外掺(掺合料等量替代部分砂子)粉煤灰,矿粉,硅灰和钙质材料进行替代测试,其中砂浆的扩展度均控制160mm±10mm后成型。
2.2试块的养护方法
此研究试块的养护采用蒸汽养护。如无特别说明,试块的养护方法均为先在恒定湿热试验箱内进行蒸汽养护。为避免延迟钙矶石膨胀,选择蒸汽养护的温度为70~90C。经蒸汽养护后的试块,在24h±2h内脱模,再采用室内自然养护。
2.3试件的制作及力学性能试验
在温度为20〜25°C,相对湿度为70〜90%的实验室中,按设计的配合比称取原材料,用水泥胶砂搅拌机拌合砂浆。拌合的砂浆在跳桌上进行扩展度试验,并将所有砂浆的扩展度控制在160mm±20mm(通过减水剂用量进行调节)。后立刻装入40mm*40mm*160mm的三联模,在胶砂振实台上成型的试块。
2.3配合比
对于免蒸压PHC管桩混凝土的配合比,水灰比通常低于0.30。选定基准砂浆的水灰比为0.26,基准配合比见表3-1所示。以M0为基准,分别外掺(掺合料等量替代部分砂子)粉煤灰,矿粉,硅灰和钙质材料,砂浆的扩展度均控制160mm±10mm,
表3-1砂浆M0的配合比
3.试验结果分析
混凝土可以看做是砂浆和骨料组成的两相复合材料,当骨料种类和所占有的 体积不变,且骨料的强度又高于砂浆强度时,砂浆的强度与混凝土强度有很好的 相关性,即砂浆的强度越高,混凝土的强度也越高。因此,直接通过研究不同掺合料于70°C蒸汽养护条件下砂浆的增强效果,找出对砂浆有明显增强效果的掺合料,再应用于免蒸压高强混凝土的制备,与直接用混凝土进行试验相比,能大大降低试验的劳动强度。因此本文主要 研究复合高强掺合料的原材料对免蒸压砂浆的增强效果。
3.1单掺矿物掺合料对砂浆强度的影响
对于免蒸压PHC管桩混凝土的配合比,水灰比通常低于0.30。选定基准砂浆的水灰比为0.26,基准配合比见表3-1所示。以M0为基准,分别外掺(掺合料等量替代部分砂子)粉煤灰,矿粉,硅灰和钙质材料,砂浆的扩展度均控制160mm±10mm,采用的最高蒸汽养护温度为70C,维持6h。
对不同材料分别单掺时,对砂浆抗折、抗压强度的影响研究发现:在70°C的蒸汽养护条件下,钙质材料、硅灰的掺入对提高砂浆强度有明显的效果;I级粉煤灰、S105矿粉均在大掺量时,才对提高砂浆的抗压强度效果明显;而II级粉煤灰、S95矿粉对提高砂浆强度贡献很小,可能与活性成分未被激发有关。
3.2复掺矿物掺合料对砂浆强度的影响
为进一步提高对基准砂浆的增强效果,选用I级粉煤灰、S105矿粉、硅灰以及钙质材料进行复掺。由于钙质材料的成本低,且掺量为6%时,对基准砂浆 的增强效果明显。因此选6%的钙质材料与不同掺量的I级粉煤灰、S105矿粉和 硅灰进行复掺。与6%的钙质材料复掺,其效果相当于在单掺6%的钙质材料的砂浆中,再掺加I级粉煤灰、S105矿粉、硅灰。为便于描述,将单掺6%的钙质材料的砂浆记为M1,砂浆M1的配比见表3-2所示。砂浆的扩展度均控制在160mm±10mm,采用的最高蒸汽养护温度为70C,维持6h,详细的养护制度见2.3.1。
表3-2砂浆M1的配合比
注:减水剂的用量根据砂浆的扩展度(160mm±10mm)进行微调。
4.结束语
总而言之,今后工程项目的发展过程中对于免蒸压PHC管桩的使用量越来越大,然而免蒸压PHC管桩生产的强度等质量问题则成为了现阶段各个生产企业重点关注的问题,始终影响着PHC管桩混凝土的整个生产过程,但是要想确保免蒸压PHC管桩混凝土在生产过程中具有较好的强度,则必须要从原材料的采购、筛选以及整个生产工艺流程进行严格控制和把关,这在一定程度上可以有效的确保免蒸养PHC管桩混凝土的质量符合规定的要求,除此之外,这对后续免蒸压PHC管桩的施工过程以及产品生产成本的控制有着一定的促进作用。
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作者简介:王永定(1987-08),男,汉,福建厦门人,技术服务工程师,专科学历,从事混凝土及外加剂方向研究10年。