隨著人(ren)工(gong)(gong)成(cheng)(cheng)本(ben)的提高(gao)，管(guan)(guan)樁(zhuang)(zhuang)工(gong)(gong)人(ren)招(zhao)工(gong)(gong)難度的提高(gao)，通(tong)過泵送(song)方(fang)式運送(song)混凝土(tu)可以(yi)節(jie)省人(ren)工(gong)(gong)成(cheng)(cheng)本(ben)，提高(gao)管(guan)(guan)樁(zhuang)(zhuang)生(sheng)產效 率，節(jie)省工(gong)(gong)藝過程，而(er)實現自動(dong)化(hua)布料是泵送(song)管(guan)(guan)樁(zhuang)(zhuang)生(sheng)產的關鍵(jian)環(huan)節(jie)。將流(liu)態(tai)化(hua)混凝土(tu)應用到PHC管(guan)(guan)樁(zhuang)(zhuang)生(sheng)產領域已得到大家的廣泛關注，國(guo)內一(yi)些大型管(guan)(guan)樁(zhuang)(zhuang)生(sheng)產企業開始嘗(chang)試用流(liu)態(tai)混凝土(tu)泵送(song)工(gong)(gong)藝進行(xing)PHC管(guan)(guan)樁(zhuang)(zhuang)的自動(dong)化(hua)生(sheng)產。

管樁(zhuang)(zhuang)引入泵送(song)(song)混凝土進行(xing)封閉模喂料(liao)生(sheng)產技術，可大幅減少(shao)管樁(zhuang)(zhuang)生(sheng)產臺前(qian)的(de)用工數量及勞動強度，但也帶來了很多不利(li)的(de)影(ying)響。如很多管樁(zhuang)(zhuang)廠由于對泵送(song)(song)混凝土的(de)性(xing)能掌握不到位，致使生(sheng)產過程面臨諸多問題(ti)。效率、產能低下嚴重阻礙了管樁(zhuang)(zhuang)行(xing)業的(de)發展，做好PHC管樁(zhuang)(zhuang)泵送(song)(song)混凝土管樁(zhuang)(zhuang)工藝技術方面的(de)應用尤為重要(yao)。

一、試驗及工作性能測試方法

1.1 原材料

(1)水泥(ni)：福建龍(long)巖某水泥(ni)股份有限公司生產(chan)的52.5級P·II硅酸鹽水泥(ni)，其性能(neng)指標見(jian)表(biao)1。

表1 水泥(ni)的(de)物理力(li)學(xue)性(xing)能

(2)碎石：漳州某石料廠生產(chan)的花崗巖(yan)碎石，有5?20mm和10?31.5mm兩(liang)種粒級，碎石具體性能指標見表2。

表(biao)2 粗集料(liao)檢驗結果

(3)砂：細度模數為2.7，II區(qu)中砂，含(han)泥量(liang)0.8%，表觀密(mi)度2620kg/m3，堆積密(mi)度1450kg/m3。

(4)摻合(he)料：硅砂粉(fen)，比表(biao)面(mian)積412g/cm3，硅含量90.3%，燒失量0.83%；粉(fen)煤灰(hui)選用II級粉(fen)煤灰(hui)，細度（篩余百(bai)分比）18.5%，需(xu)水量比95%，燒失量0.83%；礦粉(fen)為S95等級，28d活性98%，比表(biao)面(mian)積422g/cm3。

(5)減(jian)水劑：福建(jian)科之杰生產的Point-S聚羧(suo)酸系高性能減(jian)水劑，減(jian)水率28.4%，7d及28d抗(kang)壓強(qiang)度比(bi)分(fen)別為(wei)(wei) 152%、143%，28d收(shou)縮率比(bi)為(wei)(wei)93%。

1.2 試驗方法

新拌混(hun)(hun)凝土的(de)工作性(xing)能通過坍落(luo)度(du)、倒(dao)置坍落(luo)度(du)筒(tong)排空時間、含氣(qi)量(liang)等指(zhi)標來(lai)評價，其檢(jian)驗方法按GB/T 50080-2016《普通混(hun)(hun)凝土拌合物(wu)性(xing)能試驗方法標準》進行。

混凝(ning)土抗壓強(qiang)度試驗按(an)GB/T50081-2002《普通混凝(ning)土力學性能(neng)試驗方法標準》規定的方法進行評(ping)價，試塊尺寸為150mm×150mm×150mm。

二、試驗結果及分析

2.1 PHC管樁合理水膠比的確(que)定

根(gen)據GB13476-2009《先(xian)張(zhang)法預應(ying)力混凝土管(guan)樁(zhuang)》中要求，PHC管(guan)樁(zhuang)強(qiang)(qiang)度(du)(du)等級應(ying)不低于C80。通過調整混凝土用水(shui)量(liang)，對比不同水(shui)膠比下，PHC管(guan)樁(zhuang)的蒸(zheng)養(yang)強(qiang)(qiang)度(du)(du)、蒸(zheng)壓(ya)強(qiang)(qiang)度(du)(du)，其配合比見表3，試驗強(qiang)(qiang)度(du)(du)見圖1。

表3 不同水膠(jiao)比(bi)的配合(he)比(bi)試(shi)驗

根據圖1可以看出，SP-04、SP-05的(de)蒸壓強(qiang)度都(dou)大于88MPa，符合PHC管(guan)樁(zhuang)強(qiang)度要(yao)求(qiu)。故對比SP-04與SP-05，水膠比從0.31下降至0.30時，其蒸養(yang)強(qiang)度及蒸壓強(qiang)度無(wu)明顯(xian)增長，故選擇水膠比0.31為最優水膠比。

圖1 不同水膠比強(qiang)度

2.2 漿骨比(bi)對PHC管樁(zhuang)泵(beng)送(song)性(xing)能(neng)的影響

泵(beng)送性(xing)能(neng)的泵(beng)送憂慮，不只(zhi)單純考慮混凝(ning)土坍落度(du)(du)，混凝(ning)土的工作性(xing)能(neng)也尤為重要(yao)。其泵(beng)送性(xing)能(neng)應結合強度(du)(du)等(deng)級 觀察其流動性(xing)、粘聚性(xing)、保水性(xing)，此(ci)外也可通過(guo)倒坍落度(du)(du)筒法(fa)進行測試。

由(you)2.1確定出PHC管樁泵(beng)送合理的水(shui)膠(jiao)比為0.31，以0.31水(shui)膠(jiao)比為基礎進行漿骨(gu)比調整(zheng)，觀察PHC管樁泵(beng)送性(xing) 能(neng)、倒坍落(luo)度(du)筒排空時(shi)間、蒸養強度(du)及(ji)蒸壓強度(du)。漿骨(gu)比配(pei)合比調整(zheng)，試驗結果見表4，表5。

表4 漿骨比調整

表(biao)5 漿骨比試驗(yan)結果(guo)

由(you)表5可見(jian)，漿(jiang)骨比(bi)(bi)在0.32、0.33時(shi)漿(jiang)體較為飽滿易于(yu)泵(beng)送，倒坍落度(du)筒流動時(shi)間分(fen)別為7.3s、6.8s，排空(kong)速度(du)較快。相比(bi)(bi)漿(jiang)骨比(bi)(bi)高與漿(jiang)骨比(bi)(bi)低的蒸(zheng)養(yang)蒸(zheng)壓強度(du)，漿(jiang)骨比(bi)(bi)低的蒸(zheng)養(yang)蒸(zheng)壓強度(du)比(bi)(bi)漿(jiang)骨比(bi)(bi)高的蒸(zheng)養(yang)蒸(zheng)壓強度(du)略低，但(dan)都符(fu)合(he)其蒸(zheng)養(yang)及蒸(zheng)壓強度(du)要求。

對(dui)比(bi)漿(jiang)骨(gu)比(bi)0.32、0.33，從倒坍落度(du)筒流動時間縮短(duan)幅度(du)及蒸(zheng)養、蒸(zheng)壓強度(du)的增長幅度(du)看，PHC管樁漿(jiang)骨(gu)比(bi)宜選擇0.32。

2.3 含氣(qi)量對(dui)PHC管樁泵(beng)送性能(neng)的(de)影響

通過調整聚羧酸系高性能(neng)減(jian)水劑(ji)中的引氣劑(ji)及(ji)消泡劑(ji)組分觀察其泵送(song)性能(neng)、蒸養強度及(ji)蒸壓強度，并根據(ju)2.2得(de)出較優(you)漿骨比，試(shi)驗混凝土(tu)配合比參照SP-09。外加(jia)劑(ji)復配方案(an)見表(biao)6，試(shi)驗結果見表(biao)7。

表6 外加劑復(fu)配方(fang)案

表7 不同含氣量(liang)試驗結果(guo)

通(tong)過不同含氣(qi)(qi)量(liang)的調整對比可以看(kan)出，含氣(qi)(qi)量(liang)在1.4%、1.7%、2.2%時(shi)漿(jiang)體(ti)較為飽滿，倒(dao)坍落度筒排空時(shi)間較短，適(shi)合于泵送(song)(song)。而含氣(qi)(qi)量(liang)在2.2%時(shi)，對于蒸養強度、蒸壓強度影(ying)響較大，不適(shi)合于生產(chan)。含氣(qi)(qi)量(liang)在0.8%、1.1%時(shi)混凝土較粘，泵送(song)(song)時(shi)泵送(song)(song)壓力較大，不易于泵送(song)(song)。故(gu)建議PHC管樁泵送(song)(song)含氣(qi)(qi) 量(liang)宜控制在1.5%左右。

2.4 礦(kuang)物(wu)摻合料(liao)對PHC管樁泵送性(xing)能的(de)影響

以SP-09配合(he)比為(wei)基礎，對(dui)比硅砂粉(fen)、粉(fen)煤灰(hui)、礦粉(fen)并調整不同摻合(he)料用量(liang)對(dui)泵送性能的影響。不同摻合(he)料及用量(liang)配合(he)比見(jian)表8，試驗結(jie)果見(jian)表9。

表8 不同摻合(he)料及用量配合(he)比

表9 不(bu)同摻合料試驗結果

從(cong)表(biao)9可以看出(chu)，SP-18與SP-19因為粉煤灰的形態效應，其倒坍落度(du)(du)筒的留時間最(zui)短(duan)，且(qie)漿(jiang)體較(jiao)為飽滿(man)易于泵送，但其蒸(zheng)養強度(du)(du)，蒸(zheng)壓強度(du)(du)偏低(di)，無法滿(man)足PHC管樁的強度(du)(du)要求(qiu)。

SP-16與(yu)SP-17對(dui)比，其泵(beng)送性(xing)能，倒(dao)坍(tan)落度(du)(du)流動時(shi)間相(xiang)當(dang)(dang)，蒸(zheng)(zheng)養(yang)強(qiang)(qiang)度(du)(du)蒸(zheng)(zheng)壓強(qiang)(qiang)度(du)(du)相(xiang)當(dang)(dang)，而從(cong)成本考(kao)(kao)慮(lv)硅砂(sha)粉(fen)的單(dan)方(fang)用(yong)(yong)量(liang)宜為130kg。對(dui)比SP-20與(yu)SP-21，其泵(beng)送性(xing)能，倒(dao)坍(tan)落度(du)(du)流動時(shi)間相(xiang)當(dang)(dang)，蒸(zheng)(zheng)養(yang)強(qiang)(qiang)度(du)(du)蒸(zheng)(zheng)壓強(qiang)(qiang)度(du)(du)相(xiang)當(dang)(dang)，而從(cong)成本考(kao)(kao)慮(lv)礦粉(fen)的單(dan)方(fang)用(yong)(yong)量(liang)宜為130kg。

SP-16與(yu)SP-20對(dui)比(bi)來看，礦粉(fen)(fen)與(yu)硅(gui)砂粉(fen)(fen)的泵送性能相當(dang)，倒坍落度排空(kong)時間偏(pian)長，在蒸養強(qiang)(qiang)度方面高于硅(gui)砂粉(fen)(fen)，蒸壓強(qiang)(qiang)度與(yu)硅(gui)砂粉(fen)(fen)相當(dang)。

綜合(he)泵送性能、倒坍落度(du)排(pai)空(kong)時間及蒸(zheng)壓(ya)強度(du)，PHC管樁泵送摻合(he)料宜為(wei)硅砂粉其單(dan)方(fang)用(yong)量(liang)為(wei)130kg。

三、結論

(1)結合蒸(zheng)養強度(du)及蒸(zheng)養強度(du)，PHC管樁泵送混凝土水膠比宜選擇0.31。

(2)從倒坍落度(du)筒流動時間縮短(duan)幅(fu)度(du)及蒸(zheng)養蒸(zheng)壓強度(du)的增長幅(fu)度(du)看，PHC管樁漿骨比宜選擇0.32。

(3)通過不同(tong)含(han)氣量的調整對比，從(cong)倒(dao)坍(tan)落度(du)筒排空(kong)時(shi)間、蒸(zheng)(zheng)養(yang)強(qiang)度(du)、蒸(zheng)(zheng)壓強(qiang)度(du)，建議PHC管(guan)樁泵(beng)送(song)含(han)氣量宜控制在1.5%左右。

(4)綜合(he)(he)泵送(song)性能、倒坍落度(du)排空時間及蒸壓強度(du)，PHC管樁泵送(song)摻(chan)合(he)(he)料宜為硅砂粉其單方用量為130kg。