1、管樁離心工藝優化一、前言離心成形對于預應力混凝土管樁制造是一個十分重要的工序， 是確保管樁混凝土達 到良好密實度的關鍵工序， 它會影響管樁混凝土強度和沿整根管樁長度上的混凝土均勻 性。國內外對離心工藝中的離心加速度、 離心時間與不同坍落度混凝土料離心后混凝土 的強度、密度、剩余水灰比等之間的關系的研究已相當成熟，為各管樁生產廠家離心工 藝的編制提供了理論基礎，但各生產廠家的混凝土配比、減水劑品種與用量、摻與不摻 磨細礦物質、離心機與模具工作狀態不同，很難有一個規定的離心工藝，而要獲得最佳 管樁離心工藝，關鍵是在離心工藝相關理論指導下根據生產實際條件通過試驗確定。離心工藝與每臺離心機都有一定的適

2、應性， 而離心工藝是否適應則直接影響著管樁 質量。現實當中部分管樁生產廠家的離心工藝中普遍存在下列現象： 高速離心速度較高， 離心時間較長， 管樁離心后內壁比較光滑， 外觀美觀，但當管樁在錘擊過程中被擊碎時， 往往發現混凝土分層較明顯。 我們認為其主要原因是離心工藝不佳， 沒有經過生產實踐 的系統試驗，優化得出相對應的合理的離心工藝。隨著我公司的快速發展，生產規模日 漸擴大，公司已經擁有 41 臺離心機，離心機臺數的增加也意味著離心工藝優化更加迫 切，因為對于離心機設備來說，就算是同一廠家生產，其在性能上也同樣有差異，而這 些差異直接導致離心機設備在運行過程中影響到設定工藝差數在實際生產中的執

3、行情 況。為了盡可能的消除這些差異所帶來的影響，本次試驗對每臺離心機做長期跟蹤，詳 細記錄其設備的運行狀態， 依據大量的數據進行統計分析， 定制出每臺離心機對應合理 的工藝要求，從而達到優化離心工藝的目的。二、試驗1、評價指標眾所周知，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 過離心工藝成型的混凝土密實度遠比普通插入式振動棒等振搗成型的混凝土密實度大， 但離心工藝因混凝土組成原材料的顆粒質量不同， 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層，造成混凝土分層，且離心加速度越大，時間越長， 分層越厲害。所以本試驗確定評價混凝土密實度好壞的指標從

4、兩方面綜合考慮：混凝土分層情況： 本指標沒有量的概念， 故采用多名技術人員對管樁芯樣通過觀 察評比，最后將評比分數（滿分 10 分）作為分層情況量的評價。混凝土抗壓強度： 通過對芯樣按照鉆芯法檢測混凝土強度的有關要求進行試驗得出混凝土的抗壓強度。2、試驗依據和條件本試驗是在參考了大量有關管樁制作及混凝土理論方面文獻基礎上并針對上述兩 個評價指標，依據以下兩個可變量因素原理進行的：2.1 離心工藝對管樁混凝土強度影響的原理：產生混凝土強度最大值的原因：一、 雖然混凝土混合物原始水灰比相同，但最佳轉速下，剩余水灰比最小；二、由于最佳離 心轉速時產生分離現象比較小，故混凝土強度最大。可見調整好了離心

5、轉速，確定最佳 離心轉速不但可以保證和提高混凝土強度，同時還可以有效減小管樁內分層現象。2.2 離心工藝對管樁內分層的影響：如果離心高速轉度過大，或離心時間過長，混 凝土混合物中的固相顆粒已搭成固定骨架， 此時外分層已形成， 而粗集料間的水泥砂漿 仍在離心力的作用下能夠繼續離心沉降，大砂粒向外沉，中間是中細砂粒，最里邊是水 泥漿層和水膜，形成粗砂漿層、細砂漿層、水泥漿和水膜。此時，粗集料（石子）的向 外表面與砂漿粘結強度就低。 在離心制品上取下試體作劈力抗拉試驗時， 荷載徑向作用 時劈力抗拉強度高，而荷載切向作用時劈力抗拉強度低，這就是內分層引起的緣故。可 見適當調整離心時間對管樁內分層現象有

6、較大改善作用。影響管樁混凝土分層及混凝土抗壓強度的因素很多， 但關鍵因素有混凝土級配、 混 凝土原材料、混凝土坍落度、拌和至離心時間、慢速離心時間、中速離心時間、高速離 心時間、高速離心速度、蒸汽養護等，因本試驗是通過實測設備運行狀態得出的數據來 定制定制出每臺離心機對應合理的工藝要求， 所以本試驗綜上兩個試驗依據確定其他工 藝中的參數不變及改變離心轉速與時間參數作為試驗因素， 兩項試驗對比離心工藝參數 調整前和調整后管樁的評價指標來確定得出最佳的離心工藝參數， 以達到優化我廠離心 工藝的目的。3、試驗過程與結果對比在不增加任何設備與生產成本的前提下， 為了通過優化我廠離心工藝從而達到改善 管

7、樁混凝土強度與減小內分層狀況，我們進行了如下調整離心工藝試驗：3.1 、調整前：在按照目前離心工藝生產的成品管樁樁身上鉆取管樁芯樣，觀察混 凝土分層情況進行對比并作詳細記錄， 得出所生產管樁混凝土分層情況和混凝土抗壓強 度，結果如表 1、表 2 所示：表 1：調整前的離心工藝參數表規格低速過程低速過程1低速過程2中速過程高速過程管模轉速(r/min)時 間(min)管模轉速(r/min)時間(min)管模轉速(r/min )時間(min)管模轉速(r/min )時間(min)管模轉速(r/min)時 間(min) 300 X 7C752' 30"12530"2201

8、 '3133'4915' 400 X 9!i752' 30"15030"22550"3222' 50"4935' 500 X 10)763'1501 '2402'3001 '4505' 500 X 125763'1681 '2502'3401 '4685' 600 X30753'1721 '2652'3521 '4106'表2:工藝調整前的管樁成型情況規格抗壓強度Mpa內分層情 況備注 3

9、00*7091.24內分層較嚴重 400*9590.25內分層較嚴重 500*10091.75內分層較嚴重 500*12593.17 600*13092.26內分層較嚴重3.2、調整后：在按照調整后離心工藝生產的成品管樁樁身上鉆取管樁芯樣，觀察混凝 土分層情況進行對比并作詳細記錄，得出所生產管樁混凝土分層情況和混凝土抗壓強 度，結果如表3、表4所示：表3:調整后的離心工藝參數表低速過程低速過程1低速過程2中速過程高速過程規格管模時管模時管模時管模時管模時轉速(r/min)間(min)轉速(r/min)間(min)轉速(r/min)間(min)轉速(r/min)間(min)轉速(r/min)間(

10、min) 300 X 70802' 20"1281'2101 ' 10"3302' 30"4804' 30" 400 X 95802' 20"1351'2151'3382' 50"4804' 30" 500 X 10()783'1751'2752'3201'4305' 500 X215783'1751'2852'3401'4455' 550 X125783'1751'2852'3451'4505'0600 X10803'1751'2522'3301'4056' 600 X30803'1751'2522'3301'4056'表四：工藝調整后管樁成型情況規格抗壓強度Mpa內分層情況備注 300*7093.