针对离心成型工艺的存在问题，提出了用高流态混凝土浇注成型的新工艺，不仅可以解决 严重的污染问题，而且也提高了产品质量，对旧厂改造和新厂建设具有重要的参考价值。
      1 前言
      近十几年来，预应力混凝土管桩在广东迅猛发展， 并在全国推广应用。混凝土管桩具有性能优良、施工快 捷、综合成本较低等一系列优点，已被广为认识，由于需 求量的不断增加，许多地方不断建厂或扩厂。
      从1969年北京丰台桥梁厂生产PC桩以来，已有 40年历史了。管桩的生产设备不断完善，实现了完全国 产化，而且还出口海外。管桩的生产技术也有了一定的 提高，但生产工艺变化不大，仍未改变本身高能耗、高污 染的劳动力密集型行业这一特点。
    混凝土管桩是一种离心成型并施加预应力的预制 桩，离心成型是生产中一个非常重要的工艺环节，也是 管桩厂重污染的根源，很有必要进行整治。
     2 离心成型工艺的存在问题
     2.1噪音污染
     离心成型工艺一般分为低速、中速、高速等几个阶 段，各厂家的工艺参数不同，通常需要10分钟以上，最 长的达15分钟，高速阶段的管模转速为1200～ 1800r/min。由于离心机变形和管模变形等诸多原因，离 心时管模跳动很难避免，因此离心过程中噪音特别大， 长期在这种环境下工作的人听力衰退严重，对人体的身 心健康伤害较大。
     由于噪音污染严重的原因，管桩厂要远离居民区和 工厂密集的区域。
     2.2废浆污染
     离心成型混凝土会分离出大量废浆，每立方管桩混 凝土产生的废浆为90～100Kg，平均含有水泥32.5Kg （还有磨细砂19.5Kg），流失的水泥占总量的10%以上。 一个普通的管桩厂，年产量约有100万米，那么从 废浆中流失的水泥约为3250吨。全国混凝土管桩产量以1.2亿米计，那么每年从废浆中流失的水泥达39万 吨。为了生产这些水泥，就要增加温室气体CO2的排放 量39万吨，消耗石灰石资源45万吨，消耗标准煤9万 吨，这是一个不小的污染和巨大的资源浪费。
管桩厂为了解决废浆的排放问题，有的将废浆集中 起来，待结硬后再清理；有的将废浆制砖或小型混凝土 构件；也有的将废浆稀释后泵送到搅拌站后重复利用， 但都存在着这样或那样的问题。废浆的利用还未很好解 决。
     2.3混凝土匀质性差
     混凝土在离心过程中，由于受到离心力和振动力的 双重作用，混凝土各组分材料分层严重，管桩混凝土由 外层到内层分别为混凝土层、砂浆层和净浆层，在混凝 土层，粗骨料的分离也比较明显。通常φ400mm和 φ500mm管桩的净浆层和砂浆层的总厚度超过15mm，最 厚的达25mm，而这两层的抗压强度远远低于混凝土层 的抗压强度，对混凝土的结构和强度极为不利。
    混凝土的内层净浆层，收缩较大，管桩内壁常见的 纵裂缝也是由收缩裂缝发展起来的。用锤击法施工时， 容易造成内壁裂缝的扩张、加深和延长，严重时会延深 至混凝土层，甚至穿透整个壁厚。
    此外，管桩混凝土的很多缺陷都发生在离心成型工 艺这一阶段，如：端头蜂窝及空洞、合缝漏浆、桩身弯曲、 缺浆露石、内壁浮浆过厚有波浪现象等等。
    2.4离心机具的维修费用高
    离心机投资在整个管桩设备投资中约占8%，虽然 比例不算高，但是因离心机机座的下沉和跑轮的磨损等 原因，要经常维修。在管桩机械中，离心机的维修频率和 费用是最高的，加上管模的维修费用，由离心成型工艺 引起的维修费用甚高，增加了管桩的成本。
    3 浇注成型工艺具有显著的优越性
    3.1 高流态混凝土浇注成型工艺
    由于混凝土技术的发展，尤其是高强混凝土的发 展，现在配制C80以上的混凝土已不是一件困难的事。 北京国家大剧院和沈阳远吉大厦工程采用了C100泵送 混凝土，28天强度达到了120MPa。
    管桩混凝土的中空结构可用抽芯法来解决，用一种 经过改进的由钢管或胶管组成的内模，在装笼时放入， 经合模、张拉后，将高流态混凝土浇入，这个内模在混凝 土终凝后仍能容易拔出，浇注成型可以实现较高的自动 化，大大减少了劳动强度。混凝土的浇注工艺布置如图                 
    3.2 浇注成型混凝土可提高产品质量
    采用高流态混凝土浇注成型，不仅可以改善混凝土 的质量，还可以避免水泥的流失。
    管桩混凝土强度的检测和评定是多年来争论不休 的问题，主要原因还是离心工艺造成混凝土离散性较 大。据统计表明，要使管桩上取芯试样强度达到80MPa， 则生产中取样的100mm×100mm×100mm立方体强度应 达到103MPa以上（150mm×150mm×150mm立方体强度 应达到95MPa以上）。由此可见，离心工艺使混凝土强度 至少损失15%，当然其中也有随废浆水泥流失的原因。 离心工艺造成的混凝土分离，砂浆和净浆层的厚度 占较大比例，由于净浆和砂浆层的强度很低，其弹性模 量又与混凝土的弹性模量相差较大，受负载作用时，承 载力则由混凝土层来承担。由于混凝土的这种分层结 构，事实上减少了混凝土的有效壁厚。
    用高流态混凝土浇注的管桩混凝土，既没有混凝土 的分离现象，也没有水泥流失的问题，确保了混凝土层 的有效厚度和强度。因而可对管桩混凝土的强度指标或 管壁厚度等参数作适当修改。
    以φ400×95mm管桩为例，离心成型的有效混凝土 厚度为80mm（砂浆和净浆层厚度以15mm计），而浇注成 型的混凝土有效厚度为95mm，混凝土的截面积增加了 13%，经验算，桩身混凝土的强度等级可降为C70，或混 凝土的强度等级不变而减少壁厚，管桩的壁厚至少可减 少15mm，仍可达到管桩的承载力指标。这样节约了混凝土，管壁减薄了，吊装时发生中段环裂的现象也会减少， 也有利于降低混凝土的成本。
    3.3 浇注法成型工艺使管桩的生产机具简单化 随着管桩混凝土成型方式的改变，生产机具也要随 之调整，除了不需用离心机外，主要有如下改变：
    3.3.1管模
    管模上无需跑轮，这样管模不必按管桩长度要求整 支生产，可分为单节（如2m）供货，由管桩厂家根据生产 需要随意拼接，但上模结构要作一些改动，管模也可用 废铁铸造，降低成本，甚至上、下管模连接可以采用更为 简单的连接件来替代螺丝。
    这样，管模的制造工艺可以简化，管模的周转利用 率提高了，厂家需要配备的管模数量也大为减少。
    3.3.2蒸压釜
    管桩混凝土的配料如果仍需采用磨细砂，那么蒸压釜仍不可缺少。如果改用能常温参与水化反应的磨细矿渣粉、工业粉煤灰、硅粉等工业废料，掺量达到30%，不仅可以达到混凝土绿色产品标准的要求，生产工艺再作 些适当调整，甚至可以不用压蒸工艺，同样可以达到混凝土C80的强度指标要求。另外，不用压蒸工艺，就可以采用一些聚合物掺合料来改善混凝土的脆性和耐蚀性能，有利于扩大管桩的使用范围。
    高标号混凝土，只要配合比合理，混凝土早期强度高，我们配置的C80高流态混凝土七天强度可达28天 强度的90%，只要有场地堆放，这个方法还是值得考虑的。
    此外，由于新式管模不需要跑轮，养护池的充填密度提高了。采用了高流态混凝土，搅拌机的磨损减少了，维修周期也延长了。由此可见，改革离心成型工艺带来了一系列好处。
    4 结语
    离心成型工艺不仅污染严重，而且也影响了产品质量，阻碍了预应力混凝土管桩技术的发展和提高，用高流态混凝土浇注成型替代目前使用的干硬性混凝土离心成型的工艺，虽然还有待不断完善，但确实是一种比较好的办法，它不仅解决了管桩生产中的噪音和废浆污染问题，还大大简化了管桩的生产工艺，提高了产品质量，降低了生产成本，也减少了建厂投入。
    通过对离心成型工艺的改革，将高能耗、高污染的劳动力密集型的混凝土管桩生产企业改变成低能耗、低污染，符合现代文明生产的先进行业迈出了一大步。

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