预应力高强混凝土管桩制备技术研究倪帅

倪帅

摘要：预应力高强混凝土管桩（PHC管桩）是当前地基的主流结构材料之一，对其制备技术展开研究是管桩行业可持续发展的必然。本文介绍了一种新型预应力高强混凝土管桩制备技术，通过试验研究，验证该制备技术具有良好的应用效益。

关键词：预应力高强混凝土管桩；制备技术；试验


随着我国基础设施建设以及建筑行业的发展，预应力高强混凝土管桩以其单桩承载力高、应用范围广、工程造价低、质量可靠且施工对环境友好等优点，得到了广泛的应用，并成为了当前基础结构的主流材料。但是，当前PHC管桩大多采用蒸汽养护和压蒸养护的方法来生产，该制备技术能耗大、污染环境，难以满足社会的需求。基于此，笔者提出了一种新型制备技术。

1试验

1.1原材料

（1）水泥：华新P•I52.5水泥，物理力学性能见表1。

从图1可以看出，当胶凝材料用量从440kg/m3增加到480kg/m3时，混凝土的抗压强度逐渐提高，这说明在一定范围内增大胶凝材料用量能提高管桩混凝土的抗压强度；当胶凝材料用量在480~500kg/m3时，混凝土抗压强度变化不大；当胶凝材料用量超过500kg/m3时，随胶凝材料用量的增加，混凝土抗压强度逐渐降低，这是因为胶凝材料过量时，水泥浆体黏稠，离心后管桩混凝土密度降低，导致混凝土抗压强度下降。试验在保证抗压强度要求的同时，也要节约材料，降低成本，因此，胶凝材料的适宜用量为480kg/m3。

2.3矿物掺和料对PHC管桩混凝土性能的影响

用矿物掺和料取代部分水泥，不仅可以降低水泥水化热，改善混凝土工作性，提高后期强度，还可以降低管桩的生产成本。试验选用S95级矿粉作为矿物掺和料，参照基准配合比，减水剂按m（减水剂A）∶m（减水剂B）=7∶3复配、掺量为2%，胶凝材料用量为480kg/m3，研究矿粉掺量对PHC管桩混凝土抗压强度的影响，结果见图2。

由图2可知，相较于使用纯水泥，掺入一定量的矿粉能提高混凝土的抗压强度，这是因为矿粉具有一定的活性，能够提高浆体的密实度以及骨料和浆体间的粘结强度，有利于混凝土的致密和增强。当矿粉掺量为20%时，7d抗压强度达到最高93.6MPa，相较于15%的掺量，既提高了强度，又降低了成本；掺量超过20%后，抗压强度有所下降，这可能是因为过多掺量的矿粉意味着水泥量的减少，就降低了水泥水化过程中产生的钙矾石，导致混凝土强度的降低。


从图4可以看出，全免压蒸混凝土中水泥浆结构完整性良好，表面致密，未发现明显的裂纹和大尺寸的孔隙；二次压蒸混凝土中水泥浆体表面存在一些裂纹，较大的裂纹主要集中在界面过渡区，水泥水化产物分布的均匀性和致密性相对较差。这主要是因为二次压蒸养护下，温度的升高导致混凝土内固、气、液三相出现热不相容，膨胀应力不断增大，最终导致了缺陷的产生和结构破坏。这也说明了二次压蒸养护虽然可以提高混凝土早期强度，但会对试件结构产生破坏，对其后期强度的发展产生不利影响。

4结语

综上所述，为满足社会对预应力高强混凝土管桩生产的需求，实现预应力高强混凝土管桩可持续发展的目标，亟需需求新型、绿色、节能的制备技术。本文采用预应力高强混凝土管桩混凝土全免压蒸制备技术，实现了PHC管桩生产的节能减排，满足可持续发展的需求，经验证，该PHC管桩完整性良好，质量可靠，具有推广应用价值。

参考文献：

[1]石英粉、矿粉对PHC管桩混凝土力学性能的影响[J].胡延燕，何廷树.硅酸盐通报.2016（11）

[2]C80管桩混凝土免压蒸工艺的试验研究[J].胡家兵，吕健，张伟.混凝土世界.2016（12）