袁永康
东莞市恒基管桩有限公司 广东东莞 523000
摘要：伴随经济的增长，建筑行业也获得了长足的发展。其中的PHC管桩也应用得越来越广泛，这种管桩极具复杂度、隐蔽性，要求严格控制压蒸强度，以确保工程安全与基础质量。为此，本文从PHC管桩出发，分析了混凝土低压蒸强度的常见成因，并提出了有效处理的方法。
关键词：压蒸强度；PHC管桩；影响成因
作为一种施工工艺，管桩表现出诸多明显优势，如造价低、工期短、质量优等，所以在建筑领域获得了广泛的应用。然而，在管桩生产中，却出现了混凝土蒸压强度与PHC管桩要求不符的现象，而影响到单桩质量。所以，应针对这种管桩，积极分析其中的原因，以降低施工破损率、增大企业效益。
一、PHC管桩
作为一种常见的混凝土管桩，PHC管桩具有很高的预应力强度。通过先张预应力统一离心成型生产工艺，并位于10个大气压下，通过约为180℃的蒸汽进行养护，并制作而成的空心圆筒形状的预制混凝土件。其中标准节长5-15m，具有300～800mm的直径，整体强度至少C80。这种PHC管桩单桩承载力强，可以深入密实性的砂层、风化度大的岩层。在挤压作用下，还可进一步明显提升桩端承载力、增大桩侧摩阻力。但是，当前在种种因素的影响下，生产PHC管桩时，却遇到了压蒸强度偏低的问题，急需予以妥善处理。
二、PHC管桩低混凝土蒸压强度的常见成因
1、原材料
在PHC管桩制作中，配制混凝土的原材料主要涉及水泥、粗细集料、水、外加剂、掺合料等。由于PHC管桩可以达C80等级，所以提出了很高的原材料要求。一旦原材料质量不受控制，就会大幅影响到混凝土强度。但是，很多管桩厂商，为了追求低成本，任意使用劣质材料，随意更改原材料配比。大量使用低于320kg／m3的水泥标准，甚至减少到240kg／m3。这么一来，水泥用量一点富裕都没有，加之加工工艺或原材料等出现不利因素，就会迫使压蒸后的混凝土强度明显波动。此外，低水泥用量下的碱度也会很有限，进而引起蒸压养护的出现明显的不确定度。
2、常压养护
很多管桩厂商为了加快生产速度，在缺失实验验证下，随意更改管桩常压蒸汽基本养护制度，刻意缩短静停时长，又或直接取消静停环节。尤其在北方或南方冬季，四周温度不够高，特别是在加工管桩中，配制的混凝土业已大量掺入掺合料，就会迫使混凝土初始缓慢。其中部很多混凝土掺合料依然很夹生，未水化至要求水平。这样每m3的混凝土含有的熟料比其实偏低，相应的碱度也不够高，以至于混凝土具有偏低的脱模强度。
3、蒸压养护
在高压蒸汽下，养护要求水蒸气饱和蒸压温180-200℃，控制压力、时间是1.0-1.05MPa、10-12h。同时，升温升压、恒温恒压、降温降压应至少维持3.5h、4.0h、3.5h，以控制水热合成深化反应、提高托贝莫来石的晶体转化率。但是，在部分PHC管桩厂商中，却经常出现锅炉产气量不够高，无法和管桩工艺配套的现象。又或生物质燃料热值低等，以至于供热蒸汽压偏低，温度不够高，无法满足水热合成要求。还有部分厂商为了快速大量生产，刻意缩短供气时间，缩短合成时间，产品中的晶体量严重缺失。其实在蒸压养护中，规范的降温降压制，在控制管桩强度及质量中至关重要。太过迅速地升降温度或压力，便常常会诱发不良的应力。一旦应力超出允许值，就会引起结构开裂或裂缝等，进而降低混凝土强度，甚至破坏管桩。此外，很多厂商还引进“过热蒸汽”，其中水分湿度明显不足，会直接吸收水分，而影响混凝土的正常水化反应。
三、混凝土低压蒸强度的处理措施
1、水泥
尽量使用PII型或PI型的波特兰水泥，可以用一般的硅酸盐水泥，不可以用掺有矿渣、粉煤灰、火山灰等的硅酸盐水泥或者复合种类的。如果要用特种新型水泥，还应经由专家委员会统一鉴定。如果用一般的硅酸盐水泥，应基于试验验证，来确定混合材掺量，不可以任意增大掺量，注意限定好混合材量，以控制压蒸强度。同时管桩技术人员还要全面了解水泥具体的生产工艺，明确水泥中添加的各种混合材类别、数量、比表面积、细度、需水量、强度基础指标、熟料成分含量等信息。针对水泥熟料中8％以上的C3A含量的情况，应在使用前做好试验。一旦发现无法匹配减水剂，就需要了换掉这种水泥。
2、硅砂粉
在管桩生产中，应根据硅砂粉使用标准要求，控制硅砂粉SiO2至少90％，且具有的比表面积至少400m2／kg。在具体生产PHC管桩中，还应根据要求，做好必要的质量控制工作，以控制所用硅砂粉满足标准要求。针对贮存期在3个月以上或已经受潮过后的硅砂粉，在投入使用前，需要重新做好检验，以控制水热合成的必需活性度。
3、集料
在选取集料时，集料的粒状级配和含泥量等因素，是配制管桩混凝土质量好坏的关键。粗集料选用表面粗糙碎石，碎石颗粒较粗糙面会与水泥浆形成较好的粘结面；针片状颗粒不宜超过10％；粗骨料应考虑其压碎指标不应大于10%；细骨料选用细度模数2.4-3.2，含泥量不宜超过1%，含泥量是降低混凝土标号的致命因素。
如果用的是压蒸养护加工PHC管桩，就需要禁用石灰石质碎石或者人工砂细集料。针对免压蒸PHC管桩加工，则需要控制常压养护下面的蒸汽温在70℃以下，严禁超过80℃。如果管桩厂商附近除了石灰石资源外，无更理想的粗集料，就可以在设计混凝土配比时，通过掺入硅砂粉，来缓解石灰石压蒸中出现偏低混凝土强度的缺陷，但是也极有可能无法满足花岗岩石材生产下的混凝土强度要求。此外，很多实验也显示，通过白云岩作为碎石时，加工得到的混凝土一般具有高于石灰石加工得到混凝土的强度。
4、拌合水
针对在沿海常常受海水回流不良影响的厂商，每逢特殊性季节，要求技术人员严格检测水质，避免使用已经被海水侵蚀过后的水源，来拌合混凝土。
5、配比
在设计混凝土新拌合料配比时，考虑到国内管桩行业当前质量均有降低的情况，应按照行业标准规范要求，尽量增大胶凝材料的实际总用量，不可以在480k／m3以下；以控制蒸压强度满足要求。
6、蒸汽养护
针对常压养护，需要严格执行蒸汽工艺标准制度，充分确保养护温度，不可以胡乱缩短时间。特别是在冬季又或混凝土掺合料大时，更要保障静停时间，并有所延长具体的蒸压时间。针对蒸压养护，需要严格这些蒸压养护制，不可以胡乱缩短有关用于升降温升降压、恒温恒压等的时间，不可以刻意减小恒温压力、调低恒温温度等。尤其是在冬季，结束蒸压环节后，要求控制蒸压釜内和四周环境之间的温差为80℃或以下。在冬季需要高压蒸汽用于养护时，要求值班人员按反应釜内具体的蒸汽压力与波动温度状况，及时予以补充充分的蒸汽，并延长一定的养护时长，以控制蒸压釜内的汽压温度达到要求，进而正常推进水热合成基础反应。
四、结语
总之，在加工PHC管桩时，针对蒸压养护模式下的混凝土，基本强度是一项很关键的质量衡量指标。所以在生产中应综合考虑、分析降低压蒸强度的各种成因，并及时予以妥善处理。这么一来，方才可控制管桩产品质量，为工程建设提供大力支撑。
参考文献
[1]高祥.压蒸混凝土长期强度退化机理及改善研究[D].中国矿业大学,2019.
[2]陈侠,齐广政.基于热-结构耦合作用的PHC管桩养护过程开裂原因分析[J].中国水运(下半月),2017,17(11):221-223.
[3]黄凯.高耐久免压蒸预应力强混凝土PHC管桩的制备和性能研究[D].东南大学,2016.