專利名稱：一種管樁混凝土材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于混凝土材料領(lǐng)域，特別涉及天然海砂在管樁混凝土中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
近年來，隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)模的不斷加大，作為混凝土細(xì)骨料的建筑用砂的需求量日益增加。江河是建筑用砂的主要來源，但由于受到資源和環(huán)境影響的限制，江 (河)砂的供應(yīng)無法完全滿足建設(shè)的需求。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)珠江三角洲每年河砂的需求量是8000萬m3，從20世紀(jì)80年代中期以來珠江三角洲河道年均采砂量約5575萬m3 ；長(zhǎng)江每年用于建筑的采砂量約為4000萬t，為保持長(zhǎng)江中下游干流河床沖淤平衡，每年可開采江砂約為3000萬t左右，按照《長(zhǎng)江河道采砂管理?xiàng)l例》確定的年開采量為3400萬t，遠(yuǎn)不能滿足建筑用砂的需求。由于江(河)砂短缺，價(jià)格上漲，在經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)使下，許多地方出現(xiàn)了亂采亂挖的現(xiàn)象，由此造成了極為嚴(yán)重的后果。一方面，河道過度采砂，不但破壞防洪提壩的穩(wěn)定，甚至引發(fā)提壩坍塌等事故，更會(huì)使河床嚴(yán)重下切，降低了原有取、排水工程效能的發(fā)揮，還破壞了水環(huán)境。另一方面，可供應(yīng)的河砂含泥量過高對(duì)混凝土的體積穩(wěn)定性影響很大，2009年以來許多混凝土樁桿企業(yè)由于河砂含泥量高的問題導(dǎo)致的成品管樁開裂現(xiàn)象越來越多，造成很大損失。建筑用砂的供需矛盾越來越激烈，因此有必要尋找其它砂源替代河砂。1999年國土資源部發(fā)布了《關(guān)于加強(qiáng)海砂開采管理的通知》，在保護(hù)海洋環(huán)境的前提下，允許有序地開發(fā)海砂資源，以解決建筑用砂問題。我國海岸線長(zhǎng)，沿海地區(qū)海砂資源豐富，據(jù)統(tǒng)計(jì)，各類砂體面積達(dá)34. 2萬km2，淺海砂資源存量1. 6萬億t，挖掘潛力巨大， 且具有分選好、分布集中的特點(diǎn)，適合大規(guī)模工業(yè)化開采，同時(shí)海運(yùn)費(fèi)用低，如對(duì)其進(jìn)行合理地開采、科學(xué)利用，不僅有利于緩解河砂的過度開采，保證防洪和城市供水的安全，而且有利于海砂在混凝土中的健康使用，保障人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，同時(shí)也是解決資源枯竭與經(jīng)濟(jì)建設(shè)需求之間矛盾的良好方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是利用不需要對(duì)其進(jìn)行脫鹽處理的海砂，既能解決建筑用砂資源短缺的供需矛盾問題，又能避免河砂過度開采造成河床嚴(yán)重下切的問題。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種管樁混凝土材料，其特征是每立方米混凝土內(nèi)膠凝材料的份數(shù)為水泥300士20份、磨細(xì)石英砂80士20份、粉煤灰50士20份、未經(jīng)過水洗脫鹽的海砂640 士40、小石子400 士 50份、大石子1000 士 50份，再加占膠凝材料總重量份數(shù) 3. 5%-4%的減水劑以及適量的水。
本發(fā)明采用的水泥為等級(jí)42. 5級(jí)的硅酸鹽水泥。本發(fā)明采用的磨細(xì)石英砂和II級(jí)粉煤灰的比表面積彡420m2/kg 本發(fā)明采用的的海砂的細(xì)度模數(shù)為2. 2. -3. 0。本發(fā)明采用的小石子的粒徑為5-10mm。
本發(fā)明采用的大石子的粒徑為10_25mm。本發(fā)明采用的減水劑為延順牌UNF-5高效減水劑。本發(fā)明的新型管樁混凝土材料的制備步驟如下
按質(zhì)量比稱取各組分，加水用攪拌機(jī)攪拌成混合料，再將混合料步入管樁鋼模中，經(jīng)離心成型，初始蒸汽養(yǎng)護(hù)6小時(shí)，二次壓蒸養(yǎng)護(hù)8小時(shí)。本發(fā)明具有以下技術(shù)優(yōu)勢(shì)
1)管樁混凝土有極低的水膠比。隨著水膠比降低，孔隙率減少，混凝土的密實(shí)度提高， 外界水分和氧氣不易擴(kuò)散到混凝土內(nèi)部并降低氯離子的滲透速率。2)管樁混凝土特有的養(yǎng)護(hù)工藝。管樁混凝土在高溫高壓蒸汽養(yǎng)護(hù)時(shí)，海砂中的氯鹽就會(huì)被水蒸汽稀釋同時(shí)由混凝土的內(nèi)部向外表面遷移，由于管樁混凝土需要經(jīng)過兩次蒸汽養(yǎng)護(hù)，海砂混凝土內(nèi)部的氯鹽幾乎完全被帶離，只有很小一部分殘留在了管樁混凝土的外表面，絕大部分隨著水蒸氣被帶走，留在了冷凝水中。這種有害離子隨著水蒸氣遷移的現(xiàn)象大大降低了海砂中氯鹽對(duì)鋼筋銹蝕的危害。3)管樁應(yīng)用環(huán)境的特殊性。管樁作為建筑樁基礎(chǔ)，一般深埋于地下，地下氧氣濃度低，再加之管樁混凝土的高密實(shí)度使得外界水分很難入侵到其內(nèi)部，管樁混凝土中的鋼筋也很難發(fā)生銹蝕，具有足夠的安全性。4)多組分礦物摻和料的改良效應(yīng)。礦粉、粉煤灰的充填行為、超疊加效應(yīng)及其與水泥水化產(chǎn)物的二次水化使得水泥石結(jié)構(gòu)致密化，從長(zhǎng)齡期考慮能夠很好抑制氯離子的滲透。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的方案和效果。實(shí)施例1
以每立方米混凝土計(jì)，取水泥^Okg、比表面積大于420的磨細(xì)石英砂80kg、粉煤灰 50kg、細(xì)度模數(shù)為2. 2. -3. 0的海砂660kg，粒徑為5_10mm的小石頭470kg、粒徑為10_25mm 的大石子950kg、占膠凝材料總重量份數(shù)4%的延順牌UNF-5高效減水劑，加水用攪拌機(jī)攪拌成混合料，再將混合料步入管樁鋼模中，經(jīng)離心成型，初始蒸汽養(yǎng)護(hù)6小時(shí)，二次壓蒸養(yǎng)護(hù)8 小時(shí)。效果混凝土拌合物的坍落度為40mm ；壓蒸后24h抗壓強(qiáng)度為86. SMPa ；氯離子擴(kuò)散系數(shù)為9. 6X ΙΟΛ^2/、滲透性極低。實(shí)施例2
以每立方米混凝土計(jì)，取水泥^Okg、比表面積大于420的磨細(xì)石英砂90kg、粉煤灰 40kg、細(xì)度模數(shù)為2. 2. -3. 0的海砂660kg，粒徑為5_10mm的小石頭470kg、粒徑為10_25mm 的大石子950kg、占膠凝材料總重量份數(shù)4%的延順牌UNF-5高效減水劑，加水用攪拌機(jī)攪拌成混合料，再將混合料步入管樁鋼模中，經(jīng)離心成型，初始蒸汽養(yǎng)護(hù)6小時(shí)，二次壓蒸養(yǎng)護(hù)8 小時(shí)。效果混凝土拌合物的坍落度為40mm ；壓蒸后24h抗壓強(qiáng)度為89. 3MPa ；氯離子擴(kuò)散系數(shù)為5. 7 X KT11Cm2Zs,滲透性可忽略。實(shí)施例3
以每立方米混凝土計(jì)，取水泥300kg、比表面積大于420的磨細(xì)石英砂80kg、粉煤灰50kg、細(xì)度模數(shù)為2. 2. -3. 0的海砂680kg，粒徑為5_10mm的小石頭470kg、粒徑為10_25mm 的大石子950kg、占膠凝材料總重量份數(shù)4%的延順牌UNF-5高效減水劑，加水用攪拌機(jī)攪拌成混合料，再將混合料步入管樁鋼模中，經(jīng)離心成型，初始蒸汽養(yǎng)護(hù)6小時(shí)，二次壓蒸養(yǎng)護(hù)8 小時(shí)。 效果混凝土拌合物的坍落度為45mm ；壓蒸后24h抗壓強(qiáng)度為92. 9MPa ；氯離子擴(kuò)散系數(shù)為3. SXKT11Cm2A，滲透性可忽略。
權(quán)利要求
1.一種管樁混凝土材料，其特征是每立方米混凝土內(nèi)膠凝材料的份數(shù)為水泥 300士20份、磨細(xì)石英砂80士20份、粉煤灰50士20份、未經(jīng)過水洗脫鹽的海砂640士40、小石子400 士 50份、大石子1000 士 50份，再加占膠凝材料總重量份數(shù)3. 5%_4%的減水劑以及適量的水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管樁混凝土材料，其特征在于所述的水泥為等級(jí)42.5級(jí)的硅酸鹽水泥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管樁混凝土材料，其特征在于所述磨細(xì)石英砂和II級(jí)粉煤灰的比表面積彡420m2/kg。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管樁混凝土材料，其特征在于所述的海砂的細(xì)度模數(shù)為 2. 2-3. O0
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管樁混凝土材料，其特征在于小石子的粒徑為5-10mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管樁混凝土材料，其特征在于大石子的粒徑為10-20mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管樁混凝土材料，其特征在于減水劑為高效減水劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種管樁混凝土材料，屬于混凝土材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明由未經(jīng)過水洗脫鹽的海砂為細(xì)骨料，加水、水泥、磨細(xì)石英砂、粉煤灰、石子攪拌而成。其中每立方米混凝土內(nèi)膠凝材料的重量份數(shù)為水泥300±20份、磨細(xì)石英砂80±20份、粉煤灰50±20份、海砂640±40、小石子400±50份、大石子1000±50份、占膠凝材料總重量份數(shù)3.5%-4%的減水劑以及適量的水。優(yōu)點(diǎn)是該管樁混凝土可以直接利用海砂，并不需要對(duì)其進(jìn)行脫鹽處理，該發(fā)明的應(yīng)用既解決了建筑用砂資源短缺的供需矛盾問題，又避免了河砂過度開采造成河床嚴(yán)重下切的問題，還可以節(jié)約寶貴的淡水資源，有利于降低生產(chǎn)成本，節(jié)約能源，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。
文檔編號(hào)C04B28/00GK102491688SQ20111036331
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月16日
發(fā)明者劉娟紅, 宋少民, 崔彥飛, 梁俊, 王林, 韋健文 申請(qǐng)人:北京建筑工程學(xué)院, 北京科技大學(xué), 天津?qū)氊S混凝土樁桿有限公司