1推广硬石膏粉生产免压蒸PHC管桩的背景

 

　　国内硬石膏资源非常丰富，皖北煤电集团恒泰公司的储量最大。2012年新上3.2Φ﹡13米磨机，硬石膏粉年产能30万吨以上，现没有达产。

 

　　蒋元海教授对管桩的发展情况有详细的介绍，我国自1987年从日本引进PHC管桩生产线开始，至今已有500多家企业生产管桩，全年生产管桩3亿米以上。我国PHC管桩经过20多年的飞速发展，现已成为世界上最大的生产基地。

 

　　在传统的PHC管桩生产工艺中，须经过二次压蒸才能使管桩达到出厂要求。二次高压蒸养能耗大，增加CO2排放，造成环境污染。2013年8月份上旬长江中下游流域出现罕见的40℃以上持续高温天气与工业排放CO2量增加是有关系的。

 

　　研究如何利用恒泰公司无需煅烧的硬石膏资源与PHC管桩免压蒸，给企业和社会都带来效益成为了笔者的课题。从掌握的资料看，国内已经有几家管桩厂开始稳定使用硬石膏做免压蒸PHC管桩，所以把此项利国利民的技术推广开来必须提上日程。

 

　　2国内对免压蒸PHC管桩技术的研究现状

 

　　何有林介绍了国内免压蒸PHC管桩技术路线及使用材料如下：

 

　　2.1使用活性掺合料

 

　　何有林引用蒋元海的专利《预应力高强混凝土管桩免压蒸生产制作方法》中使用磨细粒化高炉矿渣和磨细石膏两种活性掺合料；卢迪芬研制的掺合料是粉煤灰、矿渣和少量激发剂以30%替代水泥，常温蒸养14小时可生产PHC管桩；马国宁的专利《一种PHC管桩水泥及其制造方法》，其中做水泥的功能性材料中说明使用硬石膏。

 

　　2.2使用高性能减水剂

 

　　介绍童常荣发明了一种管桩塑化剂，也可省去压蒸工艺生产PHC管桩。

 

　　2.3同时使用活性掺合料和高性能减水剂

 

　　介绍冯乃谦使用复合超细粉和复配减水剂生产免压蒸PHC管桩；笔者加上一条张建钢开发了具有早强功能预构件专用的聚羧酸减水剂，也使用矿物掺和料，在90℃下养护5h，可生产PHC管桩。

 

　　3生产免压蒸PHC管桩可行技术推荐

 

　　笔者推荐使用矿渣微粉和天然硬石膏粉复配活性掺和料；再使用一般的聚羧酸减水剂（减水剂下面不做论述）即可配制PHC管桩混凝土，经一次常温蒸养管桩强度即可达到C80级别。下面阐述复配搀和料的特点和使用依据。

 

　　掺合料使用材料之一是粒化高炉矿渣，矿渣微粉（以下简称矿粉）是高炉水渣经过研磨得到的粉末。其化学成分主要是SiO2、Al2O3、CaO等；含有95%以上的玻璃体和硅酸二钙等矿物。

 

　　矿粉具有潜在水化活性和水硬性。当与水泥混用时，活性SiO2、Al2O3、与水泥中C3S和C2S水化产生的Ca（OH）2反应，形成水化硅酸钙产物，填充混凝土孔隙，大幅度提高混凝土的致密度，同时将低强度的Ca（OH）2晶体转化成高强度的水化硅酸钙凝胶，显著改善了水泥和混凝土的性能。矿渣中含有硅酸盐、铝酸盐及大量含钙的玻璃质（如C2S、CAS2、C2AS、C3A、C2F等），具有独立的水硬性，在CaO与CaSO4的激发作用下，遇到水就能硬化。

 

　　掺合料的另一原料天然硬石膏（以下简称硬石膏）是Ⅱ型无水石膏，主要化学成分是CaSO4。硬石膏是一种比较致密坚硬的岩石，比重为2.9～3.1g/cm3，莫氏硬度3.0～3.5。

 

　　以皖北煤电集团恒泰公司生产的硬石膏粉为例，其化学成分（%）见下表