SD0005管桩生产工艺基础知识.docx
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SD0005管桩生产工艺基础知识
建华管桩集团营销课程资源
课程名称：
管桩生产工艺基础知识
课程编号：
SD0005
适用对象：
销售助理
编制部门：
集团营销管理部
修编时间：
2010年12月1日
（内部资料，严禁外泄）
课程简介
课程描述
本课程以管桩基础知识为中心，详细剖析管桩的生产工艺基本内容，旨在让业务员对管桩这个产品有一个详尽的理解。
课程目标
让业务员对管桩这个产品有一个详尽的理解。
适用对象
本课程适用于业务助理、业务专员。
课时安排
本课程标准授课时长为3小时。
培训方式
本课程以授课为主，结合考试检查等多种教学方式展开。
课程内容
一、管桩结构
二、混凝土强度的概念
C80的含意：
1．混凝土立方体抗压强度要＞80MPa；
2．混凝土强度波动范围要满足有关规定，按GBJ107《混凝土强度检验评定标准》规定：
根据管桩批量生产的特点，可按统计方法评定，标准中提出了“σ”这个概念，“σ”是指验收批混凝土立方体抗压强度标准差（均方值）。
把它做为判别强度波动的数值。
考虑到诸多因素，在3≤σ≤5（MPa）的前提下，混凝土立方体抗压强度一般要达到90MPa才可称合格。
企业内控指标应按当地具体地质情况，如摩擦桩或端承桩来确定。
三、影响混凝土强度的主要因素
1．原材料
（1）胶凝材料水泥
（2）掺合料
（3）粗、细骨料
（4）减水剂
（5）拌合用水
2．工艺
（1）搅拌
（2）离心
（3）蒸汽养护
四、胶凝材料水泥
1．水泥的品质
对制作管桩的水泥有如下特殊的要求：
（1）采用标号大于42.5的硅酸盐水泥，要求水泥矿物份组成C3S+C2S含量≥75%，3d强度宜大于30MPa，28d强度宜大于55MPa，以保证混凝土的强度；
（2）水泥对减水剂有良好的适应性，在减水剂推荐掺量下，水泥净浆流动度≥180mm；
（3）C3A含量宜＜7.8%并保持稳定，
（4）水泥凝结时间应相对稳定，初凝时间大约2h左右，终凝时间大约3h左右，与管桩生产工艺相适应；
（5）PHC管桩生产采用了二次蒸汽养护工艺，其中压蒸养护工序（1.0MPa、180℃、3.5～5h）对管桩混凝土强度影响最大，为了与该工艺匹配，要求对水泥进行压蒸安定性试验，以确保混凝土在压蒸过程中不发生膨胀而影响混凝土结构，产生结构性破坏。
（6）管桩用作桩基基础，宜采用低碱水泥；
（7）水泥到现场温度宜＜60℃，最高不允许超过70℃，以确保管桩制作顺利。
（8）水泥的粒径级配合理,粒径分布应呈硕大的橄榄形，两头小，中间大要求特别要提到的是用于制作管桩的水泥必须经过前期试验，即与已成功用于管桩的水泥做平行试验，反复验证，多次调整后才可正式纳入使用，不能仅凭符合GB就大胆采用。
因为管桩制作中有压蒸养护的特殊工序。
在这一特定工艺条件下，混凝土必须保持其安定平稳性，不发生结构性缺陷.
2．水泥的掺量
水泥的掺量对混凝土强度有很大的影响，这涉及混凝土的配比设计，我们强调的是配比设计有很强的实践性，必须根据各地的水泥特点进行设计。
不能仅凭简单的计算就确定掺量，必须认真地进行系列性匹配性试验。
由于水泥制作的工艺不同、粉磨设备不同、熟料成分不同、掺合料不同，都会直接影响到水泥掺量。
既要考虑到混凝土的最终性能，也要考虑到制作的工艺性及经济性要求，与气候及其它原材料变异也有一定的联系.最终经反复试验，确定水泥掺入量，水泥最小渗量是应有限制的。
掺入量确定后，不要轻易变更，保持相对稳定性，注意不要无限制地减少胶凝材料。
水泥和其它的掺合料（如硅砂粉、矿渣微粉等）共同构成胶凝材料，混凝土配合比设计是以胶凝材料为基础的。
四、掺合料
1．硅砂粉
现常用的掺合料硅砂粉的主要成份是SiO2，在达到比表面积＞400m2/kg细度条件下，从常温起，就开始与溶解的Ca（OH）2发生化学反应，但反应相当缓慢，随着温度的升高，反应加剧。
当温度达到150℃时，开始出现水化硅酸盐钙晶形转化，逐渐生长成大量的托勃莫来石，就显著地提高了混凝土强度。
常用掺量为20-40％。
2．矿渣微粉
掺入后生成大量的C-S-H凝胶，深入到毛细孔隙，堵塞了毛细管，增加了混凝土致密度，改善了水化石微观结构，明显地提高了密实度和抗硫酸盐腐蚀能力、抗氯离子腐蚀、抗碱骨料反应能力，还可大幅度降低水化热、减少开裂的危险，减少用水量，提高流动度，减少坍落度损少，明显提高混凝土强度.常用掺量为10-50％
五、粗、细骨料
1．粗骨料：
采用碎石，其最大粒径不大于25mm，且应不超过钢筋净距的3/4，其质量应符合以下具体要求：
（1）粒径规定5～25mm，符合以下级配要求：
（2）要求质地坚硬，级配良好，表面粗糙的石灰岩、花岗岩等，应符合以下技术指标：
A、压碎指标值＜10%，
B、风化石等软弱颗粒含量＜3%，
筛孔尺寸（mm）
26.5
19.0
16.0
9.5
4.75
2.36
最佳分计筛余（%）
0
12
28
38
15
4
累计筛余（%）
0
05-17
15-55
63-92
85-100
95-100
C、针片状颗粒含量＜10%，
D、含泥量＜1%。
（3）其余质量指标符合GB/T14685-2001中Ⅰ类石标准的要求。
当粒径级配出现问题时，颗粒间空隙会增大，可能出现疏松、空洞，明显降低强度，特别是风化石等软弱颗粒含量增多时，混凝土的破坏就从这里展开；观察试块抗压强度试验后的断裂面，可以清晰地看到软弱石被压断的痕迹。
针片石偏多，也会现出与级配不合时同样出现的疏松、小空洞等缺陷。
其它指标如含泥量都应控制在限定值内，否则都会影响到混凝土强度。
2．细骨料应符合以下要求：
可选用天然砂、人工砂两类。
（1）砂的细度模数2.6～3.0之间。
（2）砂的颗粒级配符合Ⅱ区级配
注：
①除4.75和0.6筛档外，允许超出，超出总量应小于5%。
②人工砂中0.15筛孔的累计筛余可放宽到0.1～0.08mm。
筛孔尺寸（mm）
4.75
2.36
1.18
0.6
0.3
0.15
累计筛余（%
10-0
25-0
50-10
70-41
92-70
100-90
（3）含泥量
天然砂＜1.0%，
人工砂石粉含量＜3.0%。
砂中不应混有草根、树枝、塑料、煤块、炉渣等杂物.
（4）有害物质含量符合下表：
云母（%）
轻物质（%）
有机物（比色法）
硫化物及硫酸盐（按SO2计，%）
氯化物（以Cl离子计，%）
1.0
1.0
合格
0.5
0.01
（5）坚固性
天然砂以质量损失值计应＜8%，
人工砂以压碎指标计＜20%。
（6）碱集料反应
膨胀率＜0.1%。
（7）人工砂
指机制砂和机制砂与天然砂混合的混合砂。
人工砂是将石材击碎制成的小颗粒石，可利用废石粉碎而成。
人工砂中小于75μm颗粒称为石粉，它与天然砂中的泥的成份是显然不同的，天然砂中的泥对混凝土是不利的。
但有适量石粉的存在，则弥补了这一缺陷，而且由于石粉主要由40～75μm的微粒组成，它掺入混凝土中，对改善混凝土细骨料级配、提高混凝土密实度，即提高混凝土强度都是有益的，所以，在GB/T14684的2001年版中明确规定了石粉的含量为3%，在天然砂匮乏的地区，人工砂已得到广泛的应用。
（8）粗、细骨料中碱活性潜在的危险性
它是指水泥或其它外加剂中的碱性氧化物如氧化钾、氧化钠等与粗、细骨料中的活性二氧化硅在常温常压条件下缓慢反应，生成碱硅胶后吸水膨胀，导致混凝土破坏。
还有碱—碳酸盐反应，它是指石灰岩骨料和水泥中的碱反应，在潮湿条件下发生的混凝土膨胀，这与碱—集料活性反应相似，产生裂缝，使骨料与水泥浆间粘结力下降，降低混凝土强度。
五、减水剂（外加剂）
应符合GB8076《混凝土外加剂》的规定，严禁使用氯盐类外加剂，以它的具体要求如下：
1.减水剂对水泥有良好的适应性。
具体指标见对水泥的要求2）项。
2.高效减水，减水率≥20%。
3.在推荐掺量的条件下，有较高的混凝土强度，要求放张强度≥45MPa，压蒸养护后混凝土强度≥90MPa。
4.坍落度损失小，在30min内坍落度基本上无损失。
5.混凝土和易性好，粘度适中，有利于制作。
六、拌合用水
应符合JGJ65《生活饮用水》标准
1.所含物质对预应力管桩混凝土不应产生有害影响影响。
如对混凝土的和易性与凝结、混凝土强度的发展、混凝土的耐久性，、钢筋的锈蚀、混凝土表面的污染等。
2.使水泥初凝时间差及终凝时间差均不得大于30min，且水泥初凝和终凝时间符合GB。
3.使水泥砂浆和混凝土的28d抗压强度不得低于蒸馏水（或符合GB的生活用水）拌制的对应砂浆或混凝土抗压强度的90%。
4.水的PH值、不溶物等符合下表规定：
PH值＞4，
不溶物（mg/L）＜2000，
氯化物（以Cl-计，mg/L）＜350，
硫酸盐（以SO42-计，mg/L）＜600，
硫化物（以S2-计，mg/L）＜100。
七、搅拌
1.搅拌计量系统的精度。
这是确保混凝土配比的重要保证，众所周知，管桩混凝土配方与普通混凝土配方是有区别的，在设计时要充分地考虑到离心时的内外分层问题及控制好砂率；当砂率过小时，离心会露石、内壁出现蜂窝；当砂率过大时，混凝土强度降低、分层加剧。
只有计量准确，才能保证可靠的混凝土配比,达到混凝土强度的设计值。
2.搅拌的均匀性
搅拌物料的运动轨迹复杂，且无死角既有公转又有自转运动，搅拌叶片能覆盖整个搅拌区域，搅拌强烈。
使物料在很短的时间里均匀混合在一起，这对混凝土强度具有举足轻重的意义。
混凝土的搅拌：
是指利用强制力、重力，使各类物料均匀混和在一起，组成一种胶泥状可流动的新物料的工序。
八、离心
管桩的离心成型是利用离心力、重力、粘聚力、摩擦力，使游动的混凝土在钢模内按层有序排列，在充填、排挤过程中渐次密实。
外层形成混凝土层，中层砂浆层，内层水泥净浆层，内腔附有离心密实过程中被排挤出的微细砂及大量水泥浆水。
一般离心工艺过程可分三个阶段进行；第一阶段低速级，又称布料速度级，它的作用是使钢模中的混凝土拌合料沿钢模全长均匀分布；第二阶段中速级又称过渡速度级，其作用是起速度转换功能，使混凝土拌合物逐渐由低速向高速变化，缓解因速度剧变引起的不良后果；第三阶段高速级，又称密实速度级，它加大离心力，使混凝土拌合物充分密实，析出浆水。
离心成型：
是指利用离心力，使游动的混凝土在管模内有序排列，形成有密实混凝土层的工序。
九、蒸汽养护
1.常压养护（初级养护）
管桩在蒸养池中带模养护，使管桩混凝土强度达到放张强度的工序。
合理的养护制度及参数对混凝土脱模强度、压蒸强度的发展及水化物中晶体、胶凝体在混凝土中形成合适的比例是有重大作用的。
蒸汽养护分静停、升温、恒温、降温四个阶段。
常压养护是指带模管桩在蒸养池中养护，使管桩混凝土强度达到放张强度的工序。
2．压蒸养护
压蒸养护是指管桩在蒸压釜中，经饱和蒸汽高温180℃高压1.0Mpa的养护，使混凝土强度迅速达到设计强度的工序。
压蒸养护分升压﹑恒压﹑降压﹑降温四个阶段,降至接近室外温度时，方可吊运管桩。
压蒸养护是指管桩在蒸压釜中，经饱和蒸汽高温高压养护，使混凝土强度迅速达到设计强度的工序。
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