聚羧酸减水剂在预应力管桩中的应用

1、洪雨集团洪雨集团 集科工贸于一体的多元化集团公司。业务涉及科研开发、工民建筑、商务贸易等 广泛领域。 北京世纪洪雨科技有限公司北京世纪洪雨科技有限公司 洪雨集团子公司联合交通部公路科学研究院及北京市建筑工程研究院，从事防水 材料科研开发、中试、生产、销售的专业公司。下设防水技术研究所、生产基 地、推广中心三部门，全国二十余家分公司、办事处。高分子化工高级工程师2 名、中级职称25人。公司通过“三体系认证”，中国防水协会理事单位，国家 绿色环保认证企业. 北京跨世纪洪雨防水工程有限责任公司北京跨世纪洪雨防水工程有限责任公司 洪雨集团子公司，专业从事防水工程建设。国家专业承包防水贰级资质。先后参

2、与国家重点工程建设数百例。被北京市工商局评为2004-2007年度守信企业。 公司简介公司简介 北京世纪洪雨科技有限公司北京世纪洪雨科技有限公司 我公司是以防水材料、混凝土外加剂及新型建材为主导产品的大型化工企业。公 司始终致力于技术研发与产品升级，到目前公司已自行开发生产防水卷材、防水涂料、 混凝土外加剂以及新型建材等十余个系列，上百种产品。公司已在国内建立研究所、 生产基地、营销中心及二十多家分支机构。 在外加剂领域，公司以聚羧酸系高性能减水剂系列产品为主打，同时经营萘系高 效减水剂、水泥助磨剂等多个类别的产品。我公司独立开发研制的新一代聚羧酸系高 性能减水剂，各项性能均达到国外同类产品水

3、平，在国内属领先水平，并且无甲醛污 染物，可满足当代绿色高性能混凝土发展的需要。公司产品可广泛应用于工业与民用 建筑、市政工程、桥梁隧道、铁路、地下工程等。公司自主研发的聚羧酸减水剂系列 产品通过国家强制性产品认证（CCC）、铁科院建筑材料检验中心、北京市建筑材料监 督检验所等多项检测，在国内高速铁路、南水北调等多个大项目广泛应用，并得到使 用方的好评。 公司简介公司简介 p管桩的基础知识管桩的基础知识 主要内容主要内容 p PHC PHC管桩混凝土质量要求管桩混凝土质量要求 pHY801-ZQHY801-ZQ聚羧酸减水剂开发大坍落度聚羧酸减水剂开发大坍落度PHCPHC 管桩混凝土应用管桩混凝

4、土应用 一、管桩的基础知识一、管桩的基础知识 管桩分为后张法预应力管桩和先张法预应力管桩,预应力混凝土管桩（PC 管桩）和预应力混凝土薄壁管桩（PTC管桩）及高强度预应力混凝土管桩 （PHC管桩)。先张法预应力管桩是采用先张法预应力工艺和离心成型法制成 的一种空心筒体细长混凝土预制构件，主要由圆筒形桩身、端头板和钢套箍 等组成。 管桩按混凝土强度等级和壁厚分为预应力混凝土管桩、预应力高强混凝土 管桩代号为PC，预应力高强混凝土管桩代号为PHC.薄壁管桩代号为PTC.PC桩 的混凝土强度不得低于C50砼，薄壁管桩强度等级不得低于C60，PHC桩的混凝 土强度等级不得低于C80。PC桩和PTC桩一

5、般采用常压蒸汽养护，一般要经过 28天才能施打。而PHC桩，脱模后要进入高压釜蒸养，经10个大气压、180度 左右的蒸压养护。 管桩的基础知识管桩的基础知识 管桩的基础知识管桩的基础知识 PHCPHC桩特点桩特点 (1) 质量稳定可靠。由于采用工厂预制的生产方式，能利用先进的工艺 和设备，质量容易控制，产品质量容易保证，且成桩质量监测方便。 (2) 应用范围广。桩身耐防腐性能好，规格长度容易调整，使设计选用 范围广，容易布桩，对桩端持力层起伏变化大的地质条件适应性强。 (3) 施工速度快，工期短。PHC桩在工厂商品化生产，能按施工要求及时 供桩，施工前期准备时间短，一般能缩短工期一二月。 (4

6、) 施工现场文明。施工现场无砂石、水泥，无泥浆污染，对施工现场 狭窄的工程特别有利。 PHCPHC管桩施工流程管桩施工流程 管桩的基础知识管桩的基础知识 桩桩 基基 调调 整整 吊吊 装装 定定 位位 桩桩 基基 调调 整整 打打 击击 贯贯 入入 吊吊 入入 上上 桩桩 垂垂 直直 检检 查查 焊焊 接接 接接 桩桩 打打 击击 贯贯 入入 最最 终终 收收 垂垂 测测 定定 记记 录录 桩桩 机机 移移 位位 管桩的基础知识管桩的基础知识 打桩施工打桩施工 1、插桩；2、锤打；3、接桩与焊接；4、送桩；5、停锤 管桩生产图片管桩生产图片 管桩的基础知识管桩的基础知识 管桩的基础知识管桩的基

7、础知识 管桩施工图片管桩施工图片 二、二、PHC管桩混凝土的质量要求管桩混凝土的质量要求 原材料组成主要是水泥、砂子、石子、水、掺合料、高性能减水剂。其 中水泥和水起胶结作用，砂子和石子起骨架作用，石子形成混凝土的骨架， 砂子填充石子的空隙，同时，砂子形成砂浆部分的骨架，水泥浆填充砂子的 空隙，砂浆填充石子的空隙并胶结成一个整体。所以，砂子和石子在混凝土 中就和人的骨架一样，是起骨架作用的材料，称为骨料。 PHCPHC管桩混凝土的质量要求管桩混凝土的质量要求 砂的技术要求：砂的技术要求： 1、采用硬质洁净的天然中粗砂。 2、砂的细度模数在2.63.0之间。（不同粒径的砂混在一起的平均粗细程 度

8、，叫细度模数。） 3、砂的含泥量小于或等于1%。 4、砂的有害物质（有机物，如：硫化物、氯离子等，如含量过高会腐蚀钢筋， 降低耐久性）。 砂的级配要求：砂的级配要求： 1、砂的筛分，按颗粒级配可分为3个级配区：粗、中、细（、）。 2、砂的颗粒级配要求：小颗粒恰好填满中颗粒的空隙，中颗粒恰好填满大颗 粒间的空隙，使空隙率小，总表面积也小，以提高混凝土的密度，混凝 土密实度高，强度也高，还可节约水泥用量。 3、区砂为一般常用级配的砂，使用效果较好。 PHC管桩混凝土的质量要求管桩混凝土的质量要求 石的技术要求：石的技术要求： （配制高强度的混凝土，石子至关重要。它对混凝土的影响远远超过砂子。） 1

9、、质地坚硬，级配良好，表面粗糙的花岗岩。（指强度高、大小比例适中、 形状富有棱角的花岗岩） 2、粗骨料的最大粒径不超过25mm，且不应超过钢筋净距的3/4。（如300和 500的区别、PTC桩的区别） 3、碎石含泥量不大于1%。 4、碎石针片状含量不大于10%，压碎指标不大于10%。 5、碎石中软弱颗粒含量不大于3%，及有害物质含量（如雷管、爆石）不大于 标准。 PHC管桩混凝土的质量要求管桩混凝土的质量要求 石子的级配要求：石子的级配要求：（级配原理与砂相同） 1、颗粒级配良好，525mm连续级配，含泥量和杂质含量较少，而且富有棱 角，表面粗糙。与水泥粘结性能良好，空隙率也越小，混凝土的密实

10、度 就越好，强度也就越高。 2、粒径越大，水泥用量越少。粒径越小，水泥用量越多。一般在正常范围 内，根据实际情况而定。如300、400、PTC桩规格石子，可偏小一点， 500、600规格石子可偏大一点。 3、针片状含量多，容易出现架空现象，空隙率较大，受压时容易折断，混 凝土抗压强度也就越低。 砂石相互匹配方法：砂石相互匹配方法：石子大，砂则用粗；石子小，砂则用细。 PHC管桩混凝土的质量要求管桩混凝土的质量要求 水水 泥泥 预应力高强混凝土管桩（PHC），水泥应为标号不低于52.5#（42.5）硅盐酸 水泥。 注意：C3S+C2S含量70%，C3S2H3是水泥石中最主要的强度组成部分， C3

11、AMPaMPa蒸压强度蒸压强度MPaMPa 人工布料线10-504580 自动泵送线 1604580 HY801-ZQ聚羧酸减水剂聚羧酸减水剂 开发大坍落度开发大坍落度PHC管桩混凝土中的应用管桩混凝土中的应用 北京世纪洪雨科技有限公司研制的HY801-ZQ聚羧酸减水剂在国内某知名 管桩企业开发大坍落度PHC管桩混凝土应用研究，结果表明HY801-ZQ完全满 足大坍落度管桩混凝土的工作性和强度要求，经济成本没有显著的增加，为 管桩行业提供了一种性能可靠的混凝土高效减水剂。 根据管桩生产企业的要求，在不增加胶凝材料用量和降低混凝土力学性 能的前提下，用聚羧酸减水剂取代萘系高效减水剂，制备的混凝土

12、坍落度大 于160mm，可泵送。 HY801-ZQ聚羧酸减水剂聚羧酸减水剂 开发大坍落度开发大坍落度PHC管桩混凝土中的应用管桩混凝土中的应用 试验原料试验原料 1、水泥：吉林亚泰 P.O 42.5低碱普通硅酸盐水泥; 2、矿渣粉：国标S95级，比表面积400m2/kg-420m2/kg，产地：内蒙古 3、河砂：细度模数：2.9，含泥量小于1%; 4、碎石：5-25mm连续颗粒级配，含泥量小于0.3%，产地：吉林 5、减水剂：采用北京世纪洪雨科技有限公司生产的HY801-ZQ早强型聚羧酸 系高效减水剂 HY801-ZQ聚羧酸减水剂聚羧酸减水剂 开发大坍落度开发大坍落度PHC管桩混凝土中的应用管

13、桩混凝土中的应用 PHCPHC管桩管桩配比配比（表（表-2-2） 组成P.O42.5水泥矿渣粉河砂碎石水 HY801-ZQ 聚羧酸减水剂 掺量 （kg/m） 3011297751115130参见下面试验 HY801-ZQ聚羧酸减水剂聚羧酸减水剂 开发大坍落度开发大坍落度PHC管桩混凝土中的应用管桩混凝土中的应用 不同掺量下不同掺量下PHCPHC管桩混凝土性能管桩混凝土性能（表（表-3-3） HY801-ZQ掺量 （kg/ m） 新拌混凝土坍落度/40 分钟坍落度，mm蒸养强度,MPa蒸压强度,MPa 0.7%胶凝材料质量150/1205185 0.8%胶凝材料质量180/1605689 0.9

14、%胶凝材料质量220/1704882 试验结果分析试验结果分析 试拌前通过水泥净浆流动度确定聚羧酸减水剂的掺量为胶凝材料质量的0.7%， 然而通过混凝土试配试验发现，采用胶凝材料质量的0.7%的掺量下，混凝土坍落度 偏低，在实际生产过程中容易造成泵送管道阻塞。分析原因可能与砂石料中的少量 石粉和泥浆对减水剂有吸附有关。所以聚羧酸减水剂的掺量以混凝土试配为准。 由于管桩采用离心成型工艺，如果混凝土坍落度过大，水泥浆对骨料的包裹力 不强，在强离心力作用下，造成骨料与胶凝材料分离以及部分水泥浆会被甩出，所 以PHC管桩用混凝土坍落度不宜过大，由表-3可以看出，坍落度过大也不宜于强度的 发展。 聚羧酸

15、减水剂对水比较敏感，使用之前一定要准确测定砂石料的含水率，以确 定减水剂和水的掺量。材料计量一定要准确，严格按照操作工法进行生产，因此对 企业的生产管理水平提出了较高的要求。 HY801-ZQ聚羧酸减水剂聚羧酸减水剂 开发大坍落度开发大坍落度PHC管桩混凝土中的应用管桩混凝土中的应用 HY801-ZQ聚羧酸减水剂聚羧酸减水剂 开发大坍落度开发大坍落度PHC管桩混凝土中的应用管桩混凝土中的应用 结论结论 从上述试验结果可以看出掺入HY801-ZQ聚羧酸减水剂的混凝土能够满足PHC管 桩泵送线的设计要求。 在综合性价比方面使用HY801-ZQ型聚羧酸减水剂明显比萘系减水剂有优势。 随着管桩自动化泵

16、送生产工艺技术研究的深入，HY801-ZQ聚羧酸减水剂应用 将会显示出更大的性能优势。 工作性及强度试验方法工作性及强度试验方法 混凝土坍落度控制在160-180mm,要求混凝土粘聚性、保水性良好。 PHC管桩混凝土用100mm100mm100mm的试模成型，试验方法参照GB13476- 2009先张法预应力混凝土管桩的要求进行试验。 PHCPHC管桩养护工艺管桩养护工艺 试块成型后静置0.5-1小时，放入90度蒸汽内养护6-7小时，脱模。将管桩放 入180度蒸压釜内二次养护4-6小时，取出的试块在空气中放置使之冷却，然 后进行强度试验。 HY801-ZQ聚羧酸减水剂聚羧酸减水剂 开发大坍落度

17、开发大坍落度PHC管桩混凝土中的应用管桩混凝土中的应用 管桩生产图片管桩生产图片 管桩的基础知识管桩的基础知识 石子的级配要求：石子的级配要求：（级配原理与砂相同） 1、颗粒级配良好，525mm连续级配，含泥量和杂质含量较少，而且富有棱 角，表面粗糙。与水泥粘结性能良好，空隙率也越小，混凝土的密实度 就越好，强度也就越高。 2、粒径越大，水泥用量越少。粒径越小，水泥用量越多。一般在正常范围 内，根据实际情况而定。如300、400、PTC桩规格石子，可偏小一点， 500、600规格石子可偏大一点。 3、针片状含量多，容易出现架空现象，空隙率较大，受压时容易折断，混 凝土抗压强度也就越低。 砂石相互匹配方法：砂石相互匹配方法：石子大，砂则用粗；石子小，砂则用细。 PHC管桩混凝土的质量要求管桩混凝土的质量要求 水水 泥泥 预应力高强混凝土管桩（PHC），水泥应为标号不低于52.5#（42.5）硅盐酸 水泥。 注意：C3S+C2S含量70%，C3S2H3是水泥石中最主要的强度组成部分， C3AMPaMPa蒸压强度蒸压强度MPaMPa 人工布料线10-504580 自动泵送线 1604580 HY801-ZQ聚羧酸减水剂聚羧酸减水剂 开发大坍落度开发大坍落度PHC管桩混凝土中的应用管桩混凝土中的应用 PHCPHC管桩管桩配比配比（表（表-2-2） 组成P