引言

预应力高强管桩是采用高标号品种水泥等原料作为原材料，经离心工艺成型后，再通过蒸汽或蒸压养护而成的一种空心圆筒体的等截面混凝土构件，具有脱模快、强度高、施工方便、适用范围广、生产成本低等优点，广泛应用于建筑、港口、码头、铁路、桥梁等基础设施建设工程中。管桩制品厂家一般对水泥强度要求高，尤其是早期强度，另外因操作时间不长和对产品外观质量要求较高，相比普通的混凝土，对流动性要求更高。某公司长期向荆州、荆门等地的管桩生产企业供应管桩专用水泥，为更好地满足客户需求，提升公司管桩水泥产品的强度与工作流动性能，开展相关试验研究。

01试验原料

1.1熟料

试验所用的水泥熟料为ZS公司#1线(CA)及#2线(CB)生产的熟料，其化学成分分析结果见表1。熟料率值及矿物组成见表2。

表1熟料的化学成分（%）

表2熟料率值及矿物组成

1.2其他原料

助磨剂采用三乙醇胺为主要组分的助磨剂。所采用的的混合材品种有石灰石粉末、粉煤灰和电炉渣，化学成分分析结果见表3。

表3混合材化学成分分析结果（%）

02熟料对管桩水泥性能的影响

SO?含量按管桩日常生产控制，比表按m2/kg控制，管桩水泥试样检测结果见表4。

表4不同熟料对管桩水泥性能的影响

从数据中可以看出CA熟料中C?S+C?S为76.58％，少于CB熟料的77.51％，且C?A含量也相对较低，在相同助磨剂掺量和比表面积的情况下，凝结时间长，3d及出磨强度低。C?S和C?S是硅酸盐水泥矿物中的主要矿物，其水化产物都是水化硅酸钙C?S?H?和消石灰Ca(OH)?。C?S?H?是水泥石中主要的强度构成部分，而消石灰当有二氧化硅SiO?存在时，在一定条件下也能生成水化硅酸钙，甚至转化成托勃莫来石，可见C?S和C?S的含量高对混凝土的强度有利。

03助磨剂掺量对管桩水泥性能的影响

助磨剂掺量从0‰增加到0.5‰，管桩水泥试样检测结果见表5。

表5不同助磨剂掺量对管桩水泥性能的影响

在相同种类的熟料及比表面积控制指标的情况下，随着助磨剂掺量的逐步提高(0～0.5％。)，3d及出磨强度逐步提高，但水泥标准稠度也随之增高。这是由于助磨剂除了导致水泥粉体性质的物理改性外，还间接影响了水泥颗粒的水化性能及水化产物的性质。作为表面活性剂的助磨剂在颗粒表面吸附后，改善了拌合水在颗粒表面的润湿与吸附过程，从而加速了各矿物相在水中的溶解与水化进程。

04比表面积对管桩水泥性能的影响

比表面积的控制指标由m2/kg提升至m2/kg，管桩水泥试样检测结果见表6。

表6比表面积控制指标对管桩水泥性能的影响

从试验结果可以看出：在相同配比及助磨剂掺量的条件下，随着比表面积的增大，水泥标准稠度变化不大；凝结时间先延长再缩短；抗压抗折强度增大；胶砂扩展度缩小。

05混合材品种对管桩水泥性能的影响

将CB熟料同一批次混匀备用，与生产用的石膏(天然石膏或脱硫石膏)，添加0.3％。助磨剂，粉磨至m2/kg，SO?含量按管桩日常生产控制，进行物理性能检测。小磨试验方案见表7，检测结果见表8。

表7混合材品种配置管桩水泥试样方案

表8混合材品种对管桩水泥性能的影响

从实验结果可以看出，管桩水泥掺加混合材后，水泥的稠度和凝结时间的变化不大，但3d、28d强度均有不同程度的提升。其中，掺加石灰石粉末后的强度提升最为明显。因此在管桩水泥中掺入石灰石粉末能够在保障减水剂适应性的前提下，提升强度。

06结语

(1)采用高硅酸盐矿物含量的熟料生产出的管桩水泥性能较好。

(2)在相同种类的熟料及比表面积控制指标的情况下，随着助磨剂掺量的逐步提高，3d及出釜强度逐步提高，但水泥标准稠度也随之增高，助磨剂掺量按0.5‰控制。

(3)在相同配比及助磨剂掺量的条件下，随着比表面积的增大，水泥标准稠度变化不大；凝结时间先延长再缩短；抗压抗折强度增大；胶砂扩展度缩小。比表面积按m2/kg控制。

(4)管桩水泥掺加混合材后，水泥的稠度和凝结时间变化不大，3d强度略有提升，其中掺加石灰石粉末强度提升更为明显。在胶砂扩展度方面，掺加石灰石粉末与粉煤灰对胶砂扩展度的影响不大。

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作者：黄凯，向丛阳，郑志龙，王刚，方达来源：《中国葛洲坝集团水泥有限公司》如有侵权，请与我们联系！如果您有想与大家分享的文章，欢迎大家踊跃投稿投稿邮箱：chongzhang

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