一种常温养护型超高性能混凝土及其应用 |
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| 申请号 | CN201710516645.4 | 申请日 | 2017-06-29 | 公开(公告)号 | CN107129237A | 公开(公告)日 | 2017-09-05 |
| 申请人 | 上海罗洋新材料科技有限公司; | 发明人 | 王俊颜; 刘国平; 赵正; 刘健; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种常温养护型超高性能 混凝土 及其应用，每立方米的混凝土包括如下原料及其 质量 ： 水 泥600‑1200kg；矿物掺合料50‑200kg；细 骨料 800‑1200kg； 钢 纤维 78‑300kg； 减水剂 (固含量)3‑15kg；消泡剂0.6‑5kg；膨胀剂60‑129kg；水100‑250kg。与 现有技术 相比，本发明所述的常温养护型超高性能混凝土延展性能好，不易开裂，其与施工面板能够协调 变形 ，改善结构受 力 性能；本发明所述的常温养护型超高性能混凝土延展性能好，不易开裂，其与施工面板能够协调变形，改善结构受力性能；常温养护型超高性能混凝土养护时间短，3h即可养护完成，可有效降低施工时间同时其抗压强度不低于120Mpa，增加了超高性能混凝土的使用寿命。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种常温养护型超高性能混凝土，其特征在于，每立方米的混凝土包括如下原料及其质量： |
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| 说明书全文 | 一种常温养护型超高性能混凝土及其应用技术领域背景技术[0002] 由于混凝土具有就地取材、施工简便、可模性强、良好的耐久性和耐火性、造价低廉等优点，其目前已广泛应用于建筑和桥梁结构。超高性能混凝土具有优良的力学性能，其使建筑结构的发展趋向于大跨化、轻型化，应用此类混凝土的可使各类结构中混凝土层的厚度减少，提高建筑结构的耐久性。 [0003] 超高性能混凝土与施工面板存在同步变形，若超高性能混凝土极限拉伸应变小，将导致超高性能混凝土过早开裂，影响超高性能混凝土的使用寿命，裂缝会造成渗水从而使钢结构锈蚀，影响建筑结构的安全；同时超高性能混凝土养护一般均采用高温蒸汽养护，其养护时间不小于48小时，养护时间较长，高温蒸养施工繁琐，蒸养时间久，费用高，蒸养效果并不理想，因此质量难以控制。 发明内容[0005] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案： [0006] 一方面，本发明提供一种常温养护型超高性能混凝土，每立方米的混凝土包括如下原料及其质量： [0007] [0008] [0009] 为了进一步优化上述技术方案，本发明所采取的技术措施还包括： [0011] 优选地，所述细骨料的粒径不大于5mm，粒径在1mm及其以下的细骨料占细骨料总质量的42-100％；所述细骨料选自石英砂、河砂、海砂、石灰石骨料、高炉矿渣细骨料、铜矿渣细骨料和电气炉酸化矿渣细骨料中的至少两种。 [0012] 优选地，所述矿物掺合料包括如下组分及其质量百分比，以矿物掺合料的总量计： [0013] [0014] 其中，所述矿物掺和料的平均粒径为0.1-8.0μm，所述矿物掺和料为水泥质量的10-40％。 [0019] 优选地，所述常温养护型超高性能混凝土的抗压强度不低于120MPa、抗拉强度不低于8MPa、极限拉伸应变不小于3000με；其中，抗拉强度和极限拉伸应变的测试试件的横截面为50*100mm，拉伸段标距不低于100mm。 [0020] 另一方面，本发明还提供一种如上所述的常温养护型超高性能混凝土的应用，包括浇筑此混凝土的建筑板材、路面结构、桥面结构等。 [0021] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果： [0022] 本发明所述的常温养护型超高性能混凝土解决了目前现有技术中的超高性能混凝土高温蒸养养护时间长的问题，常温养护3h即可，养护时间短，其抗压强度不低于120MPa、抗拉强度不低于8Mpa，增加了超高性能混凝土的使用寿命，适用于各类建筑结构的快速维修，可有效降低施工时间； [0023] 本发明所述的常温养护型超高性能混凝土对极限拉伸应变提出明确要求，28天极限抗拉应变不低于3000με，此极限抗拉应变大于钢筋、钢板的屈服应变，因此该混凝土延展性能好，不易开裂，并且超高性能混凝土与施工面板能够协调变形，改善结构受力性能。附图说明 [0024] 图1为含有常温养护型超高性能混凝土的建筑板材的结构示意图； [0025] 图2为含有常温养护型钢筋混凝土的桥面结构的结构示意图； [0026] 图3为28天常温养护型超高性能混凝土的轴拉应力-应变曲线图； [0027] 图中的附图标记为： [0028] 11、第一混凝土层；12、玻璃纤维网；13、保温层；14、钢纤维层；15、防水层；16、第二混凝土层； [0029] 21、施工面板；22、钢筋混凝体结构本体；23、磨耗层；24、横筋；25、纵筋；26、剪力钉；27、钢板层；28、粘结剂层；28、钢板加强筋。 具体实施方式[0030] 下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。 [0031] 实施例1 [0032] 本实施例为常温养护型超高性能混凝土的制备。 [0033] 每立方常温养护型超高性能混凝土包括如下原料及质量： [0034] [0035] [0036] 将上述原料混合均匀即可得常温养护型超高性能混凝土。 [0037] 实施例2 [0038] 本实施例为常温养护型超高性能混凝土的制备。 [0039] 每立方常温养护型超高性能混凝土包括如下原料及质量： [0040] [0041] 将上述原料混合均匀即可得常温养护型超高性能混凝土。 [0042] 实施例3 [0043] 本实施例为常温养护型超高性能混凝土的制备。 [0044] 每立方常温养护型超高性能混凝土包括如下原料及质量： [0045] [0046] 其中，所述硅酸盐水泥为等级42.5及以上的硅酸盐水泥。 [0047] 将上述原料混合均匀即可得常温养护型超高性能混凝土。 [0048] 实施例4 [0049] 本实施例为常温养护型超高性能混凝土的制备。 [0050] 每立方常温养护型超高性能混凝土包括如下原料及质量： [0051] [0052] [0053] 其中，所述硅酸盐水泥为等级42.5及以上的硅酸盐水泥。 [0054] 将上述原料混合均匀即可得常温养护型超高性能混凝土。 [0055] 实施例5 [0056] 本实施例为实施4制备的常温养护型超高性能混凝土的性能检测结果。 [0057] 抗压强度按照GB/T 17671的规定进行检测，极限抗拉强度和极限抗拉应变委托上海市建筑科学研究院进行检测，其试验方法均按照CECS 13的规定。 [0058] 如图3所示，上海市建筑科学研究院的检测结果显示28d极限抗拉强度为11.9MPa，28d极限抗拉应变为0.35％(即3500με)。 [0059] 本发明所述的常温养护型超高性能混凝土的性能检测结果如下表所示： [0060]材料性能 龄期 测试依据 指标 极限抗拉强度/MPa 28d CECS 13 ≥8 极限抗拉应变/με 28d CECS 13 ≥3000 40mm×40mm试件抗压强度/MPa 28d GB/T 17671 ≥120 [0061] 上述常温养护型超高性能混凝土的优异性能使得其养护时间短，尤其适用于桥面结构的快速维修。 [0062] 实施例6 [0063] 本实施例为一种含有实施例3所述的常温养护型超高性能混凝土的建筑板材，具体为保温板材，如图1所示，其包括依次从下至上设置的第一混凝土层11、玻璃纤维网12、保温层13、钢纤维层14、防水层15、第二混凝土层16。 [0064] 其施工步骤为：制作底模，然后浇灌含有胶黏剂的混凝土，再铺设玻璃纤维，在玻璃纤维上设置保温层，然后再铺设钢纤维，在钢纤维上铺设防水层，最后在最上方浇灌含有胶黏剂的混凝土作为保护层，脱膜即可制得性能优异的保温板材。 [0065] 其施工步骤也可为：制作底模，然后浇灌混凝土，再施加粘结剂层以铺设玻璃纤维，在玻璃纤维上设置保温层，然后再施加粘结剂层以铺设钢纤维，在钢纤维上铺设防水层，最后在最上方浇灌含有胶黏剂的混凝土作为保护层，脱膜即可 制得性能优异的保温板材。 [0066] 上述保温板材，其保温效果好，板材强度高，且其厚度远小于目前的保温板材[0067] 实施例7 [0068] 本实施例为一种含有实施例3所述的常温养护型超高性能混凝土的桥面结构，如图2所示，其包括施工面板21和钢筋混凝体结构本体22，所述钢筋混凝土结构本体22包括钢筋骨架和浇注于所述钢筋骨架中的常温养护型超高性能混凝土，所述钢筋混凝土结构本体22的上方设置有磨耗层23；所述钢筋骨架为多层叠加型钢筋组合结构，其包括由纵筋25组成的纵筋分布层和由横筋24组成的横筋分布层，所述纵筋分布层和横筋分布层交叉呈钢筋网状结构，所述纵筋分布层位于所述横筋分布层的下方，所述纵筋25和横筋24的直径相等，上述多层叠加型钢筋组合结构，所述施工面板21上设置剪力钉26，所述钢筋骨架与所述施工面板1进行固定连接，所述剪力钉26与所述施工面板21进行固定连接。 [0069] 上述桥面结构的钢筋混凝土结构本体22上方的加固区域表面还设置钢板层27，优选在钢筋混凝土结构本体22上方的两侧设置钢板层27，所述钢板层27和所述钢筋混凝土结构本体22之间设置粘结剂层28，在粘结剂层28下方设置钢板加强筋29。 [0070] 上述桥面结构的施工步骤如下： [0071] (1)架设钢梁：按照常规钢桥桥梁施工方法依次进行钢梁的预制、现场拼接工序，直至完成钢梁架设得到钢桥面板层； [0072] (2)施工焊接钢筋网：对已架设的钢桥面板层进行喷砂除锈，然后将剪力钉焊接在钢桥面板层上，所述剪力钉采用矩阵式排列；接着将纵向钢筋沿桥梁纵向焊接在钢桥面板层上形成纵筋分布层；再将横向钢筋沿桥梁横向焊接在纵向钢筋上形成横筋分布层； [0073] (3)浇注常温养护型超高性能混凝土：在经过步骤(2)施工后的钢桥面板层上浇注常温养护型超高性能混凝土，并保证所述剪力钉、钢筋网埋于超高性能混凝土中，常温养护型超高性能混凝土采用常温养护，形成一定厚度的钢筋混凝土结构本体； [0074] (4)铺筑磨耗层：在所述的超高性能混凝土层顶面进行糙化处理，并在其 上方铺筑一定厚度的磨耗层，完成常温养护型超高性能混凝土-钢组合桥面结构的施工。 [0075] 如若需要增设钢板增强层，需增设以下步骤：在步骤3中新增焊接钢板加强筋，在步骤3之后在钢筋混凝土结构本体上方的加固区域表面打磨清理平整；将粘结剂涂抹在钢筋混凝土结构本体的加固区域表面及钢板表面，将钢板粘贴在所述钢筋混凝土结构本体的加固区域表面，然后实施步骤4，使得钢板层埋于磨耗层内。 [0076] 上述的多层叠加型钢筋组合结构具有优良的抗剪性能，通过焊接钢筋网抗剪构造为常温养护型超高性能混凝土层与施工面板之间提供抗剪连接，其构造高度小、抗剪强度大，是一种稳定可靠的抗剪构造方式。通过同时设置焊接钢筋网和剪力钉，常温养护型超高性能混凝土与施工面板形成共同受力的整体式组合桥面结构，这将显著降低反复车载作用下施工面板结构中的应力幅，提高其抗疲劳寿命，同时采用钢板层作为进一步的加固措施，能够明显提高钢筋混凝土结构的抗裂弯矩，增大结构的负载能力和延性抗震能力，能够抑制裂缝的发展速度，显著减小裂缝宽度，有效提高钢筋混凝土结构的安全性和耐久性。 [0077] 由上述实施例可知，本发明所述的常温养护型超高性能混凝土采用水泥颗粒、矿物掺合料和细骨料形成良好的颗粒级配，并大量添加了超细钢纤维及外加剂，使其具备工作性能良好、超早强、高延性和高耐久性的优点，用于结构的快速维修，如高速路、桥面板、机场跑道等重要交通工程的抢修，在将施工影响降到最低限度的同时，实现安全可靠、更持久的抢修效果延展性能好，不易开裂，其与施工面板能够协调变形，改善结构受力性能；常温养护型超高性能混凝土养护时间短，3h即可养护完成，可有效降低施工时间同时其抗压强度不低于120Mpa，增加了超高性能混凝土的使用寿命。 [0078] 以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。 |
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