碎屑粉煤灰在管桩中的应用

沈军

【摘 要】：随着基础建设工程规模的不断扩大，对于管桩的需求量日益增加，同时也对其成品质量提高了更高层次的要求。在现阶段的管桩生产过程中，碎屑逐渐应用于管桩生产，并取得了良好的经济效益与社会效益。本文根据笔者多年的工作经验，就碎屑与粉煤灰在管桩生产中的应用问题，从其自身角度进行了深入的探讨。

【关键词】：碎屑；粉煤灰；管桩生产；应用

中图分类号：K826.16文献标识码：A 文章编号：

根据管桩生产工艺的特点，将碎屑应用于管桩生产中，不仅可以提高管桩的结构性能，还能够抵抗一定程度的机械重力，且不易变形、受气候影响较小。同时，在管桩生产过程中加入的碎屑不易与其他化学物质发生化学反应，适用于普通建筑工程由低端到顶端的大部分衬料工程，是一种具有较好发展前景的工程材料。本文，笔者对碎屑与粉煤灰在管桩生产中的应用进行了重点探讨。

1碎屑在管桩生产中的应用

碎屑是在工程碎石开采过程中所产生的副产品，因碎石生产机械设备的不同，碎屑的形状、石粉含量、级配等也存在着一定的差异。碎屑在投入管桩生产之前，应对其进行水洗处理，否则会使配制出的混凝土质量发生较大程度的变异。在碎石的破碎过程中，很可能会混入一定量的泥土，对管桩成品的质量也会造成一定的影响。

相关试验结果表明，在一定的配比范围内，随着碎屑掺量的增加，制取混凝土的和易性会得到较大程度的改善，并且其强度也会得到相应的提高。在进行离心操作时，随着碎屑的加入，混凝土拌合物会获得较好的离心密实效果，能够很好地满足现阶段管桩生产要求。根据笔者自身的生产经验，用碎屑代替黄砂能够有效提高混凝土的强度，比使用黄砂时的硬度提高10Mpa左右，管桩的开裂弯矩也能够提高10%左右。

碎屑在管桩的生产过程中，在提高混凝土强度与和易性等方面，主要表现在以下几点：

（1）碎屑与黄砂相比，不含有疏松多孔的风化颗粒，其吸水量较小，能够在很大程度上降低混凝土的需水量。

（2）碎屑并非天然形成，其因受到机械破碎作用而使表面非常粗糙，能够在很大程度上提高水泥浆的握裹力，从而使管桩的强度与韧性得到了相应的改善。

（3）碎屑中含有一定量的石粉，与黄砂中参杂的泥土相比，是一种较好的惰性掺合料，能够在一定程度上改善混凝土的和易性。尤其是当石质的材料为石灰石时，其石粉的化学成分为CaCO3 微粉, 能够在水泥水化产物的作用下形成水化碳铝酸钙，从而提高混凝土的强度。但值得一提的是，应注意石粉的掺入量，当其掺入量过大时，对混凝土的强度反而会产生不利影响。

（4）碎屑的破碎界面能够为水泥水化产物的形成提供相应的载体，使混凝土获得更高的强度，并且碎屑的细度模数也较大，适当提高砂率对混凝土强度也十分有利。

2粉煤灰在管桩生产中的应用

粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，是燃煤电厂排出的主要固体废物，能够作为具有一定细度的粉质材料。在实际的生产过程中，粉煤灰能够在很大程度上提高管桩成品的整体技术参数与抗渗性能。但就现阶段的管桩生产而言，粉煤灰的使用还处于初级使用阶段，随着管桩生产技术的不断进步与对粉煤灰材料研究的不断深入，相信其在今后的管桩生产过程中能够得到广泛的应用与普及。

使用粉煤灰在提高混凝土的整体技术参数与强度方面，主要表现在以下几点：

2.1提高混凝土强度

在管桩的生产工艺中，压蒸养护是其中一个非常重要的工序。初养脱膜后的管桩在约1.0Mpa饱和蒸汽压力下进行养护，粉煤灰的掺入在经过此工序处理之后对提高混凝土强度十分有利。

2.2提高混凝土的致密性、延展性与韧性

在硅酸盐水泥的产物中， Ca(OH)2的含量占到了25％左右，并且其结晶程度较低，只占到托勃莫来石强度的l～2％，这对混凝土的强度是十分不利的。当在混凝土中加入一定量的粉煤灰之后，会吸收一定量的Ca(OH)2，从其使其含量降低15～30％。同时，经过进一步的水化与晶体转化，水化产物中除含强度较大的托勃莫来石之外，还有一定量的晶体型水化硅酸钙、铁胶等晶体，在提高混凝土强度的同时，也会使其致密性、延展性与韧性得到相应的改善。

2.3提高混凝土的护筋性

粉煤灰含有一定量的K+、Na+离子，能够将混凝土的PH值维持在11．78～12．05之间，能够使钢筋处于碱性环境中而受到相应的保护。管桩一般都是长期埋植于地下的，当地表水位较高时，掺有粉煤灰的管桩密实性、强度与没掺入粉煤灰的管桩相比，都会得到相应的改善。

在管桩生产过程中，掺入一定量的粉煤灰能够提高其多项性能参数，但因其独特的工艺特点，在生产过程中必须注意以下几点：①在掺入粉煤灰之后应进行充分搅拌；②制定合理的离心制度；③制定合理的蒸养制度。为了能够使粉煤灰发挥出更好的功效，应对粉煤灰进行进一步的处理与加工，如进一步碾细处理、搅拌、用化学物质(石膏、石灰)对粉煤灰的碱度进行进一步的激发与调整等，这些工艺都会使粉煤灰在管桩的生产过程中发挥出更好的功效。但考虑到粉煤灰深加工会导致生产成本的增加，在管桩的生产过程中，可在遵循实用性与经济性等原则的同时，对局部的生产工艺进行相应的调整与改善。在今后的工作开展过程中，还应加强对于煤粉灰深处理技术的研究，以在降低生产成本的同时，使粉煤灰管桩生产工艺更加完善，从而也使掺入粉煤灰管桩的技术经济性指标得到相应的提高。

结语

综上所述，大量的试验与实际生产应用表明，在制取管桩的混凝土中加入一定量的碎屑和粉煤灰，不仅能够提高混凝土的强度、抗渗性、抗侵蚀性等性能，还能够使其技术经济性指标得到相应的改善。因此,碎屑在管桩生产中有着非常好的应用前景。在今后的生产过程中，我们应对管桩生产技术进行不断的完善与创新，使管桩生产获得更好的经济效益与社会效益。

参考文献：

[1] 佚名. “利用碎屑生产预应力混凝土管桩技术”科研成果通过鉴定[J]. 特种结构, 2006, 23(3): 111

[2] 蒋元海, 匡红杰. 石屑在PHC管桩生产中的开发应用[J]. 建筑技术, 2002, 33(1): 38

[3] 蒋元海. 硅砂粉与矿渣微粉复掺技术用于PHC管桩生产[J]. 混凝土与水泥制品, 2012(4): 26-29

[4] 李华生. 浅谈矿渣微粉在管桩混凝土中的应用[J]. 广东建材, 2004(9): 30-31

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。