石英砂在先张法预应力管桩生产中的应用.docx

石英砂在先张法预应力管桩生产中的应用
向 安 乐 [align=left] l2O c } T#O.}i j#S
F
[b]（摘要[/b]）混凝土管桩生产中掺入适量磨细石英砂可增加新拌混凝土的保水性，在压蒸养护条件下，显著提高混凝土构件的后期强度和耐久性；同时大大减低生产成本，具有广泛的经济和社会效益。 [/align][b]（关键词[/b]）磨细石英砂 混凝土管桩 保水性 耐久性 托贝莫来石 压蒸混凝土 操作性能
.M-j)Wn4eF.k [list=1][*][b]前言[/b][/list]自然界中分布的砂子大部分为混合砂，很少有纯石英砂和其他单矿物砂。当砂中某种矿物的含量超过90%时，就称为单矿物砂，如石英含量在90%以上时称为石英砂；长石含量超过90%以上为长石砂。自然界砂中常见的矿物及其化学成分见下表1：
-A)D)F|Fne h [align=center][table][tr][td]'p Vj],WT#K
[/td][td]化学成分 3z0Y+`,]!R\
| v}W y
[/td][td]矿物名称
Z U"m2[0b5qC8A [/td][td]化学成分
s c CM \N"jl F [/td][/tr][tr][td]石英 0e1G}7@!W/}R|5h&xg
[/td][td]SiO23j)P'Sb9WV0_[
[/td][td]白云石 d:gsl7\u'N4E
[/td][td]Ca·Mg〔CO3〕2
`fC
]:c)E F
[/td][/tr][tr][td]正长石 Q0G)A q-_#_s
[/td][td]K2O·AL2O3·6SiO2
'e~zi9j5OY/p
[/td][td]2Fe2O3·3H2O B shK&h'R-mK#Qh1h|
[/td][/tr][tr][td]钠长石 f-Y,f#gA,`$C
[/td][td]Na2O·Al2O3· 6SiO2
:`,vTl:ug8h8II [/td][td]赤铁矿 !~"eW&u5L?S+u
[/td][td]Fe2O3
%O
Tf8z
B%V:XC [/td][/tr][tr][td]钙长石
(or3l(I+K cI&U7k$DQX [/td][td]CaO·Al2o3· 6Sio2%h#{*_ hc7La
[/td][td]金红石 p0ly%pw9bl'g
[/td][td]TiO3
:y.BH;_Q8m5kl6]?1o%z I5C [/td][td]原砂颜色
z,M ibPB$d0V [/td][td]SiO2(%)*M0b'os8C3Qgh5h6J
[/td][td]比表面积（cm2/g）
v+qf1w?MJ'J
组数 [/align][/td][td=1,1,139][align=center]压蒸养护混凝土平均抗压强度（mpa） [/align][/td][/tr][tr][td=1,1,61][align=center]SHSO1[/align][/td][td=1,1,116][align=center]纯水泥（0） [/align][/td][td=1,1,121][align=center]强制式搅拌机 [/align][/td][td=1,1,110][align=center]无 [/align][/td][td=1,1,49][align=center]3[/align][/td][td=1,1,139][align=center]93.7[/align][/td][/tr][tr][td=1,1,61][align=center]SHSO2[/align][/td][td=1,1,116][align=center]25[/align][/td][td=1,1,121][align=center]强制式搅拌机 [/align][/td][td=1,1,110][align=center]3470[/align][/td][td=1,1,49][align=center]3[/align][/td][td=1,1,139][align=center]80.5[/align][/td][/tr][tr][td=1,1,61][align=center]SHSO3[/align][/td][td=1,1,116][align=center]25[/align][/td][td=1,1,121][align=center]强制式搅拌机 [/align][/td][td=1,1,110][align=center]4235[/align][/td][td=1,1,49][align=center]3[/align][/td][td=1,1,139][align=center]94.5[/align][/td][/tr][tr][td=1,1,61][align=center]SHSO4[/align][/td][td=1,1,116][align=center]25[/align][/td][td=1,1,121][align=center]强制式搅拌机 [/align][/td][td=1,1,110][align=center]4850[/align][/td][td=1,1,49][align=center]3[/align][/td][td=1,1,139][align=center]95.8[/align][/td][/tr][/table][/align]注：1、水泥选用江南-小野田PⅡ52.5硅酸盐水泥； h9uD*mW+f`9Z
2、减水剂选用泰州瑞安LS-Ⅱ萘系高效减水剂。 U YE!l'D? u1ds+a
表4.磨细砂等量取代水泥量压蒸混凝土抗压强度的影响
P4Fm3zzw@&o3O2m? [align=center][table][tr][td=1,2,62][align=center]试验
z d fJ8S~G3J~ 编号 [/align][/td][td=1,2,105][align=center]磨细砂等量取代水泥量（%） [/align][/td][td=1,2,49][align=center]试块

B:J,`b6@;z`U 组数 [/align][/td][td=2,1,231][align=center]混凝土试块平均抗压强度
W1_ I)r4YZ"i.r\g （mpa） [/align][/td][td=1,2,118][align=center]备注 [/align][/td][/tr][tr][td=1,1,119]蒸养（平均值）
i)S.JtE [/td][td=1,1,112]蒸压（平均值） ;b"KLPq
[/td][/tr][tr][td=1,1,62][align=center]Shgo1[/align][/td][td=1,1,105][align=center]纯水泥（0） [/align][/td][td=1,1,49][align=center]3[/align][/td][td=1,1,119][align=center]73.3[/align][/td][td=1,1,112][align=center]93.4[/align][/td][td=1,1,118][align=center]强制机械搅拌 [/align][/td][/tr][tr][td=1,1,62][align=center]Shgo2[/align][/td][td=1,1,105][align=center]10[/align][/td][td=1,1,49][align=center]3[/align][/td][td=1,1,119][align=center]57.7[/align][/td][td=1,1,112][align=center]94.9[/align][/td][td=1,1,118][align=center]强制机械搅拌 [/align][/td][/tr][tr][td=1,1,62][align=center]Shgo3[/align][/td][td=1,1,105][align=center]15[/align][/td][td=1,1,49][align=center]3[/align][/td][td=1,1,119][align=center]55.7[/align][/td][td=1,1,112][align=center]96.3[/align][/td][td=1,1,118][align=center]强制机械搅拌 [/align][/td][/tr][tr][td=1,1,62][align=center]Shgo4[/align][/td][td=1,1,105][align=center]20[/align][/td][td=1,1,49][align=center]3[/align][/td][td=1,1,119][align=center]54.6[/align][/td][td=1,1,112][align=center]94.1[/align][/td][td=1,1,118][align=center]强制机械搅拌 [/align][/td][/tr][tr][td=1,1,62][align=center]Shgo5[/align][/td][td=1,1,105][align=center]25[/align][/td][td=1,1,49][align=center]3[/align][/td][td=1,1,119][align=center]54.9[/align][/td][td=1,1,112][align=center]93.6[/align][/td][td=1,1,118][align=center]强制机械搅拌 [/align][/td][/tr][tr][td=1,1,62][align=center]Shgo6[/align][/td][td=1,1,105][align=center]30[/align][/td][td=1,1,49][align=center]3[/align][/td][td=1,1,119][align=center]51.8[/align][/td][td=1,1,112][align=center]94.7[/align][/td][td=1,1,118][align=center]强制机械搅拌 [/align][/td][/tr][tr][td=1,1,62][align=center]Shgo7[/align][/td][td=1,1,105][align=center]35[/align][/td][td=1,1,49][align=center]3[/align][/td][td=1,1,119][align=center]49.3[/align][/td][td=1,1,112][align=center]89.5[/align][/td][td=1,1,118][align=center]强制机械搅拌 [/align][/td][/tr][/table][/align][list=1][list=1][*][b]掺磨细石英砂硅酸盐水泥，压蒸混凝土后期强度增长的作用机理[/b][/list][/list]硅酸盐水泥加水完成水化后生成的水泥石中，水化硅酸钙占水泥石总体积的50%，氢氧化钙约为25%，其中分解后的氧化钙是六角形薄片状晶体结构，其结构疏松而不稳定，影响混凝土强度和耐久性（易容蚀），但能提高混凝土的碱度，有利于钢筋的碱性保护。天然石英砂其结构是稳定的，即有惰性。常温下几乎不与石灰起反应，只在高温（大于150℃）水热条件下，二氧化硅可与氧化钙发生化学反应生成水化硅酸钙。但是，将石英砂磨细在比表面积为4000~5000 cm2/g或更细后，情况就明显不同了。在常压养护条件下也能与Ca(OH)2起轻微反应，在高温（大于150℃）高压养护条件下更能起迅速积极的反应。由于掺磨细石英砂改变了水泥水化过程，即阻碍了C6S2H3和Ca(OH)2的生成，而形成了结晶良好的托贝莫来石。托贝莫来石晶形结构稳定、强度高，掺入磨细石英砂使托贝莫来石结晶显著增加，使得混凝土强度也显著提高。工业生产中蒸压处理温度175~185℃晶形转化的过程顺序大致为：
)WP[4\6xS1K [b]生产应用中掺磨细砂新拌混凝土的操作性能[/b]#vQC#k I { Y
在生产应用中由于磨细石英砂主要成分为SiO2，其在常温下惰性的缘故，在加水拌和后的新拌混凝土中不掺与水化，使得其和易性及流动性能良好，坍落度损失减少，保水性能良好，易于拌和、浇灌，离心成型效果均优于纯水泥或其他掺和料，内壁比较光滑而不易起波纹和挂浆现象，故而可大大改善混凝土操作性能。3WK6WPDV;iB7xx
[list=1][*][b]生产应用中掺磨细砂硅酸盐水泥混凝土压蒸的基本性能[/b][/list]掺磨细砂硅酸盐水泥压蒸混凝土与不掺的相比：掺磨细砂的晶胶比较大，几乎95%以上是晶体，而晶体中托贝莫来石占主导地位，因此，混凝土抗压强度高（如下表5），尺寸稳定性好，即管桩预应力损失减少，耐久性也较好。不足的是由于其晶胶比较大，混凝土脆性会大一些。大量Ca(OH)2被反应消耗，使得混凝土中毛细管中水溶液碱度降低，对钢筋的碱性保护相对较差。.F,t-_?
j-n'kH
[align=center]表5.生产中掺与不掺磨细砂的混凝土抗压强度对比情况 [/align][align=center][table=98%][tr][td=1,2,62][align=center]日期 [/align][/td][td=1,2,63][align=center]磨细砂掺量%[/align][/td][td=1,2,49][align=center]统计
\``6HQR~ 组数 [/align][/td][td=2,1,175][align=center]蒸养脱模强度 [/align][/td][td=2,1,183][align=center]蒸压养护强度 [/align][/td][td=1,2,92][align=center]备注 [/align][/td][/tr][tr][td=1,1,95][align=center]试块平均 l.gYI:v
强度（mpa） [/align][/td][td=1,1,80][align=center]标准方差
J JCs,bRb δ（mpa） [/align][/td][td=1,1,94][align=center]试块平均 CO B `+SB
强度（mpa） [/align][/td][td=1,1,89][align=center]标准方差δ（mpa） [/align][/td][/tr][tr][td=1,1,62][align=center]03.3.[/align][/td][td=1,1,63][align=center]0[/align][/td][td=1,1,49][align=center]67[/align][/td][td=1,1,95][align=center]72.4[/align][/td][td=1,1,80][align=center]3.51[/align][/td][td=1,1,94][align=center]94.5[/align][/td][td=1,1,89][align=center]5.61[/align][/td][td=1,1,92]!RXX1N+k;m@
[/td][/tr][tr][td=1,1,62][align=center]03.4[/align][/td][td=1,1,63][align=center]0[/align][/td][td=1,1,49][align=center]60[/align][/td][td=1,1,95][align=center]70.7[/align][/td][td=1,1,80][align=center]3.49[/align][/td][td=1,1,94][align=center]94.0[/align][/td][td=1,1,89][align=center]4.30[/align][/td][td=1,1,92]
h!y9TA/x3W%p;ZeA [/td][/tr][tr][td=1,1,62][align=center]03.5.[/align][/td][td=1,1,63][align=center]0[/align][/td][td=1,1,49][align=center]49[/align][/td][td=1,1,95][align=center]73.8[/align][/td][td=1,1,80][align=center]3.54[/align][/td][td=1,1,94][align=center]91.1[/align][/td][td=1,1,89][align=center]5.81[/align][/td][td=1,1,92]
}y4m)~i ` [/td][/tr][tr][td=1,1,62][align=center]03.6.[/align][/td][td=1,1,63][align=center]0[/align][/td][td=1,1,49][align=center]60[/align][/td][td=1,1,95][align=center]73.4[/align][/td][td=1,1,80][align=center]3.55[/align][/td][td=1,1,94][align=center]91.9[/align][/td][td=1,1,89][align=center]5.57[/align][/td][td=1,1,92]
"p!l(MQ'n [/td][/tr][tr][td=1,1,62][align=center]03.7.[/align][/td][td=1,1,63][align=center]0[/align][/td][td=1,1,49][align=center]44[/align][/td][td=1,1,95][align=center]72.7[/align][/td][td=1,1,80][align=center]4.08[/align][/td][td=1,1,94][align=center]92.7[/align][/td][td=1,1,89][align=center]4.36[/align][/td][td=1,1,92])ntIT Ib
[/td][/tr][tr][td=1,1,62][align=center]03.8.[/align][/td][td=1,1,63][align=center]0[/align][/td][td=1,1,49][align=center]52[/align][/td][td=1,1,95][align=center]67.5[/align][/td][td=1,1,80][align=center]4.47[/align][/td][td=1,1,94][align=center]92.6[/align][/td][td=1,1,89][align=center]5.25[/align][/td][td=1,1,92]
)R_#R9w;~X \c [/td][/tr][tr][td=1,1,62][align=center]03.9..[/align][/td][td=1,1,63][align=center]0[/align][/td][td=1,1,49][align=center]50[/align][/td][td=1,1,95][align=center]73.3[/align][/td][td=1,1,80][align=center]5.32[/align][/td][td=1,1,94][align=center]93.4[/align][/td][td=1,1,89][align=center]5.38[/align][/td][td=1,1,92]
+IP4kq0~-d b [/td][/tr][tr][td=1,1,62][align=center]03.10.[/align][/td][td=1,1,63][align=center]0[/align][/td][td=1,1,49][align=center]51[/align][/td][td=1,1,95][align=center]71.9[/align][/td][td=1,1,80][align=center]4.77[/align][/td][td=1,1,94][align=center]90.8[/align][/td][td=1,1,89][align=center]5.23[/align][/td][td=1,1,92]
T8^L["Xj#iQ!g [/td][/tr][tr][td=1,1,62][align=center]03.11.[/align][/td][td=1,1,63][align=center]25[/align][/td][td=1,1,49][align=center]43[/align][/td][td=1,1,95][align=center]49.3[/align][/td][td=1,1,80][align=center]5.02[/align][/td][td=1,1,94][align=center]94.7[/align][/td][td=1,1,89][align=center]5.34[/align][/td][td=1,1,92]
%f8UU,D`)wF\$C [/td][/tr][tr][td=1,1,62][align=center]03.12[/align][/td][td=1,1,63][align=center]25[/align][/td][td=1,1,49][align=center]27[/align][/td][td=1,1,95][align=center]50.8[/align][/td][td=1,1,80][align=center]4.93[/align][/td][td=1,1,94][align=center]95.1[/align][/td][td=1,1,89][align=center]5.76[/align][/td][td=1,1,92]~8@nV [/td][/tr][tr][td=1,1,62][align=center]04.2.[/align][/td][td=1,1,63][align=center]30[/align][/td][td=1,1,49][align=center]53[/align][/td][td=1,1,95][align=center]51.7[/align][/td][td=1,1,80][align=center]5.31[/align][/td][td=1,1,94][align=center]95.9[/align][/td][td=1,1,89][align=center]6.05[/align][/td][td=1,1,92]
6V+}e?1m d [/td][/tr][tr][td=1,1,62][align=center]04.3.[/align][/td][td=1,1,63][align=center]30[/align][/td][td=1,1,49][align=center]54[/align][/td][td=1,1,95][align=center]54.7[/align][/td][td=1,1,80][align=center]5.25[/align][/td][td=1,1,94][align=center]94.8[/align][/td][td=1,1,89][align=center]6.01[/align][/td][td=1,1,92]
otj0]x? [/td][/tr][tr][td=1,1,62][align=center]04.4.[/align][/td][td=1,1,63][align=center]30[/align][/td][td=1,1,49][align=center]60[/align][/td][td=1,1,95][align=center]53.9[/align][/td][td=1,1,80][align=center]5.00[/align][/td][td=1,1,94][align=center]96.1[/align][/td][td=1,1,89][align=center]5.88[/align][/td][td=1,1,92]!?7r$x+T3|)\d*|
tK
[/td][/tr][tr][td=1,1,62][align=center]04.5.[/align][/td][td=1,1,63][align=center]30[/align][/td][td=1,1,49][align=center]51[/align][/td][td=1,1,95][align=center]55.7[/align][/td][td=1,1,80][align=center]5.13[/align][/td][td=1,1,94][align=center]94.5[/align][/td][td=1,1,89][align=center]5.76[/align][/td][td=1,1,92]
Ae*Mb5{"`3B@ [/td][/tr][/table][/align][list=1][*][b]掺磨细砂的硅酸盐水泥生产混凝土管桩工艺上应注意的几个问题[/b][/list]原材料：A.水泥须选高标号硅酸盐水泥，即PⅡ52.5级以上应符合GB175-1999的规定，其矿物组成中C3A的含量＜8.0%；)aU@-VH
B. 砂、碎石选Ⅰ类且颗粒级配合理良好；
xNLSv.V(cj C. 减水剂最好用早强型高效减水剂，减水率＞18%，其与水泥有较好的相容性，减水剂对水泥净浆流动度≥230mm；9}N9xx
\7xL
D. PC钢棒、冷拔丝、端板等原材料仍按以往规定的质量要求不变，严格把关。
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