管樁離心工藝優(yōu)化

1、管樁離心工藝優(yōu)化一、前言離心成形對(duì)于預(yù)應(yīng)力混凝土管樁制造是一個(gè)十分重要的工序， 是確保管樁混凝土達(dá) 到良好密實(shí)度的關(guān)鍵工序， 它會(huì)影響管樁混凝土強(qiáng)度和沿整根管樁長(zhǎng)度上的混凝土均勻 性。國(guó)內(nèi)外對(duì)離心工藝中的離心加速度、 離心時(shí)間與不同坍落度混凝土料離心后混凝土 的強(qiáng)度、密度、剩余水灰比等之間的關(guān)系的研究已相當(dāng)成熟，為各管樁生產(chǎn)廠家離心工 藝的編制提供了理論基礎(chǔ)，但各生產(chǎn)廠家的混凝土配比、減水劑品種與用量、摻與不摻 磨細(xì)礦物質(zhì)、離心機(jī)與模具工作狀態(tài)不同，很難有一個(gè)規(guī)定的離心工藝，而要獲得最佳 管樁離心工藝，關(guān)鍵是在離心工藝相關(guān)理論指導(dǎo)下根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際條件通過(guò)試驗(yàn)確定。離心工藝與每臺(tái)離心機(jī)都有一定的適

2、應(yīng)性， 而離心工藝是否適應(yīng)則直接影響著管樁 質(zhì)量?，F(xiàn)實(shí)當(dāng)中部分管樁生產(chǎn)廠家的離心工藝中普遍存在下列現(xiàn)象： 高速離心速度較高， 離心時(shí)間較長(zhǎng)， 管樁離心后內(nèi)壁比較光滑， 外觀美觀，但當(dāng)管樁在錘擊過(guò)程中被擊碎時(shí)， 往往發(fā)現(xiàn)混凝土分層較明顯。 我們認(rèn)為其主要原因是離心工藝不佳， 沒(méi)有經(jīng)過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐 的系統(tǒng)試驗(yàn)，優(yōu)化得出相對(duì)應(yīng)的合理的離心工藝。隨著我公司的快速發(fā)展，生產(chǎn)規(guī)模日 漸擴(kuò)大，公司已經(jīng)擁有 41 臺(tái)離心機(jī)，離心機(jī)臺(tái)數(shù)的增加也意味著離心工藝優(yōu)化更加迫 切，因?yàn)閷?duì)于離心機(jī)設(shè)備來(lái)說(shuō)，就算是同一廠家生產(chǎn)，其在性能上也同樣有差異，而這 些差異直接導(dǎo)致離心機(jī)設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中影響到設(shè)定工藝差數(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中的執(zhí)

3、行情 況。為了盡可能的消除這些差異所帶來(lái)的影響，本次試驗(yàn)對(duì)每臺(tái)離心機(jī)做長(zhǎng)期跟蹤，詳 細(xì)記錄其設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)， 依據(jù)大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析， 定制出每臺(tái)離心機(jī)對(duì)應(yīng)合理 的工藝要求，從而達(dá)到優(yōu)化離心工藝的目的。二、試驗(yàn)1、評(píng)價(jià)指標(biāo)眾所周知，混凝土離心成型工藝既有利又有弊。 在大于 20g 的離心加速度作用下通 過(guò)離心工藝成型的混凝土密實(shí)度遠(yuǎn)比普通插入式振動(dòng)棒等振搗成型的混凝土密實(shí)度大， 但離心工藝因混凝土組成原材料的顆粒質(zhì)量不同， 離心力不同， 離心力大的粗骨料往外 擠，離心力小的粉料則分布在內(nèi)層，造成混凝土分層，且離心加速度越大，時(shí)間越長(zhǎng)， 分層越厲害。所以本試驗(yàn)確定評(píng)價(jià)混凝土密實(shí)度好壞的指標(biāo)從

4、兩方面綜合考慮：混凝土分層情況： 本指標(biāo)沒(méi)有量的概念， 故采用多名技術(shù)人員對(duì)管樁芯樣通過(guò)觀 察評(píng)比，最后將評(píng)比分?jǐn)?shù)（滿分 10 分）作為分層情況量的評(píng)價(jià)?；炷量箟簭?qiáng)度： 通過(guò)對(duì)芯樣按照鉆芯法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度的有關(guān)要求進(jìn)行試驗(yàn)得出混凝土的抗壓強(qiáng)度。2、試驗(yàn)依據(jù)和條件本試驗(yàn)是在參考了大量有關(guān)管樁制作及混凝土理論方面文獻(xiàn)基礎(chǔ)上并針對(duì)上述兩 個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，依據(jù)以下兩個(gè)可變量因素原理進(jìn)行的：2.1 離心工藝對(duì)管樁混凝土強(qiáng)度影響的原理：產(chǎn)生混凝土強(qiáng)度最大值的原因：一、 雖然混凝土混合物原始水灰比相同，但最佳轉(zhuǎn)速下，剩余水灰比最??；二、由于最佳離 心轉(zhuǎn)速時(shí)產(chǎn)生分離現(xiàn)象比較小，故混凝土強(qiáng)度最大?？梢?jiàn)調(diào)整好了離心

5、轉(zhuǎn)速，確定最佳 離心轉(zhuǎn)速不但可以保證和提高混凝土強(qiáng)度，同時(shí)還可以有效減小管樁內(nèi)分層現(xiàn)象。2.2 離心工藝對(duì)管樁內(nèi)分層的影響：如果離心高速轉(zhuǎn)度過(guò)大，或離心時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，混 凝土混合物中的固相顆粒已搭成固定骨架， 此時(shí)外分層已形成， 而粗集料間的水泥砂漿 仍在離心力的作用下能夠繼續(xù)離心沉降，大砂粒向外沉，中間是中細(xì)砂粒，最里邊是水 泥漿層和水膜，形成粗砂漿層、細(xì)砂漿層、水泥漿和水膜。此時(shí)，粗集料（石子）的向 外表面與砂漿粘結(jié)強(qiáng)度就低。 在離心制品上取下試體作劈力抗拉試驗(yàn)時(shí)， 荷載徑向作用 時(shí)劈力抗拉強(qiáng)度高，而荷載切向作用時(shí)劈力抗拉強(qiáng)度低，這就是內(nèi)分層引起的緣故?？?見(jiàn)適當(dāng)調(diào)整離心時(shí)間對(duì)管樁內(nèi)分層現(xiàn)象有

6、較大改善作用。影響管樁混凝土分層及混凝土抗壓強(qiáng)度的因素很多， 但關(guān)鍵因素有混凝土級(jí)配、 混 凝土原材料、混凝土坍落度、拌和至離心時(shí)間、慢速離心時(shí)間、中速離心時(shí)間、高速離 心時(shí)間、高速離心速度、蒸汽養(yǎng)護(hù)等，因本試驗(yàn)是通過(guò)實(shí)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)得出的數(shù)據(jù)來(lái) 定制定制出每臺(tái)離心機(jī)對(duì)應(yīng)合理的工藝要求， 所以本試驗(yàn)綜上兩個(gè)試驗(yàn)依據(jù)確定其他工 藝中的參數(shù)不變及改變離心轉(zhuǎn)速與時(shí)間參數(shù)作為試驗(yàn)因素， 兩項(xiàng)試驗(yàn)對(duì)比離心工藝參數(shù) 調(diào)整前和調(diào)整后管樁的評(píng)價(jià)指標(biāo)來(lái)確定得出最佳的離心工藝參數(shù)， 以達(dá)到優(yōu)化我廠離心 工藝的目的。3、試驗(yàn)過(guò)程與結(jié)果對(duì)比在不增加任何設(shè)備與生產(chǎn)成本的前提下， 為了通過(guò)優(yōu)化我廠離心工藝從而達(dá)到改善 管

7、樁混凝土強(qiáng)度與減小內(nèi)分層狀況，我們進(jìn)行了如下調(diào)整離心工藝試驗(yàn)：3.1 、調(diào)整前：在按照目前離心工藝生產(chǎn)的成品管樁樁身上鉆取管樁芯樣，觀察混 凝土分層情況進(jìn)行對(duì)比并作詳細(xì)記錄， 得出所生產(chǎn)管樁混凝土分層情況和混凝土抗壓強(qiáng) 度，結(jié)果如表 1、表 2 所示：表 1：調(diào)整前的離心工藝參數(shù)表規(guī)格低速過(guò)程低速過(guò)程1低速過(guò)程2中速過(guò)程高速過(guò)程管模轉(zhuǎn)速(r/min)時(shí) 間(min)管模轉(zhuǎn)速(r/min)時(shí)間(min)管模轉(zhuǎn)速(r/min )時(shí)間(min)管模轉(zhuǎn)速(r/min )時(shí)間(min)管模轉(zhuǎn)速(r/min)時(shí) 間(min) 300 X 7C752 30125302201 31334915 400 X 9

8、!i752 3015030225503222 504935 500 X 10)7631501 24023001 4505 500 X 1257631681 25023401 4685 600 X307531721 26523521 4106表2:工藝調(diào)整前的管樁成型情況規(guī)格抗壓強(qiáng)度Mpa內(nèi)分層情 況備注 300*7091.24內(nèi)分層較嚴(yán)重 400*9590.25內(nèi)分層較嚴(yán)重 500*10091.75內(nèi)分層較嚴(yán)重 500*12593.17 600*13092.26內(nèi)分層較嚴(yán)重3.2、調(diào)整后：在按照調(diào)整后離心工藝生產(chǎn)的成品管樁樁身上鉆取管樁芯樣，觀察混凝 土分層情況進(jìn)行對(duì)比并作詳細(xì)記錄，得出所生產(chǎn)

9、管樁混凝土分層情況和混凝土抗壓強(qiáng) 度，結(jié)果如表3、表4所示：表3:調(diào)整后的離心工藝參數(shù)表低速過(guò)程低速過(guò)程1低速過(guò)程2中速過(guò)程高速過(guò)程規(guī)格管模時(shí)管模時(shí)管模時(shí)管模時(shí)管模時(shí)轉(zhuǎn)速(r/min)間(min)轉(zhuǎn)速(r/min)間(min)轉(zhuǎn)速(r/min)間(min)轉(zhuǎn)速(r/min)間(min)轉(zhuǎn)速(r/min)間(min) 300 X 70802 2012812101 103302 304804 30 400 X 95802 20135121513382 504804 30 500 X 10()7831751275232014305 500 X2157831751285234014455 550 X12578317512852345145050600 X108031751252233014056 600 X308031751252233014056表四：工藝調(diào)整后管樁成型情況規(guī)格抗壓強(qiáng)度Mpa內(nèi)分層情況備注 300*7093.17內(nèi)分層改善較大 400*9596