一种含有早强型超高性能混凝土的钢筋混凝土结构 |
|||||||
| 申请号 | CN201710516644.X | 申请日 | 2017-06-29 | 公开(公告)号 | CN107245947A | 公开(公告)日 | 2017-10-13 |
| 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; 刘健; 赵正; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种含有早强型超高性能 混凝土 的 钢 筋混凝土结构，包括施工面板和 钢筋 混凝体结构本体， 钢筋混凝土 结构本体包括钢筋骨架和浇注于钢筋骨架中的早强型超高性能混凝土，钢筋混凝土结构本体的上方设置有磨耗层，早强型超高性能混凝土由 水 泥、细掺料、 骨料 、外加剂、 纤维 和水复配而成，其具有如下性能：3h抗压强度不低于30MPa、28d极限抗拉应变不低于3000με。与 现有技术 相比，本发明所述的早强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；钢筋骨架为 钢筋网 抗剪构造，降低了车载作用下施工面板中的 应力 幅，提高其耐久性；钢筋混凝土结构，适用于 桥面 结构的快速维修，将施工对交通的影响降到最低限度。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种含有早强型超高性能混凝土的钢筋混凝土结构，包括施工面板(1)和钢筋混凝体结构本体(2)，其特征在于，所述钢筋混凝土结构本体(2)包括钢筋骨架和浇注于所述钢筋骨架中的早强型超高性能混凝土，所述钢筋混凝土结构本体(2)的上方设置有磨耗层(3)，所述早强型超高性能混凝土由水泥、细掺料、骨料、外加剂、纤维和水复配而成，其具有如下性能：3h抗压强度不低于30MPa、28d极限抗拉应变不低于3000με。 |
||||||
| 说明书全文 | 一种含有早强型超高性能混凝土的钢筋混凝土结构技术领域背景技术[0002] 由于钢筋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，应用此类混凝土的钢筋混凝土结构可使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；而对于交通流量大、封交引起的社会影响差的桥面结构路段，养护48小时将使交通组织难以实施，而这些路段通常要求在夜间7时内完成维修工作，这给施工人员带来极大的不便。 发明内容[0004] 本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种含有早强型超高性能混凝土的钢筋混凝土结构，其结构简单，浇注的混凝土3小时抗压强度不低于 30MPa，适用于桥面结构的快速维修，施工后3～4小时即可开放交通，可将施工对交通的影响降到最低限度。 [0005] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案： [0006] 一种含有早强型超高性能混凝土的钢筋混凝土结构，包括施工面板和钢筋混凝体结构本体，所述钢筋混凝土结构本体包括钢筋骨架和浇注于所述钢筋骨架中的早强型超高性能混凝土，所述钢筋混凝土结构本体的上方设置有磨耗层，所述早强型超高性能混凝土由水泥、细掺料、骨料、外加剂、纤维和水复配而成，其具有如下性能：3h抗压强度不低于30MPa、28d极限抗拉应变不低于3000με。 [0007] 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： [0008] 优选地，所述早强型超高性能混凝土还具有如下性能：28d抗弯拉强度不低于20MPa、28d抗折强度不低于30MPa、28d极限抗拉强度不低于8MPa。 [0009] 优选地，所述钢筋骨架为多层叠加型钢筋组合结构，包括由纵筋组成的纵筋分布层和由横筋组成的横筋分布层，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，所述纵筋和横筋的直径相等。 [0010] 优选地，所述纵筋分布层和横筋分布层的交叉角度为75°～90°。 [0011] 优选地，所述纵筋和横筋中的一部分为加强筋。 [0012] 优选地，所述施工面板上设置剪力钉，所述钢筋骨架与所述施工面板进行固定连接，所述剪力钉与所述施工面板进行固定连接。 [0014] 优选地，所述磨耗层的厚度为10～80mm，更优选10～30mm；所述钢筋混凝体结构本体的厚度为80～120mm，更优选80～100mm。 [0015] 优选地，所述早强型超高性能混凝土包括原料及其体积百分比为： [0016] [0017] 其中，所述细掺料为粉煤灰、磨细矿渣、沸石粉、硅粉中的至少一种；所述骨料为粗砂、碎石中的至少一种；所述外加剂为减水剂、消泡剂、增稠剂、早强剂、缓凝剂和减缩剂中的至少一种；所述纤维为聚丙烯纤维、碳纤维、钢纤维和玻璃纤维中的至少一种。 [0018] 优选地，所述纤维的长径比为为30～80。 [0019] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果： [0020] 本发明所述的早强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,其3小时抗压强度不低于30MPa，养护时间短，尤其适用于桥面结构的快速维修，施工后3～4小时即可开放交通，可将施工对交通的影响降到最低限度； [0021] 本发明所述的早强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，因此早强型超高性能混凝土延展性能好，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； [0022] 采用本发明所述的含有早强型超高性能混凝土的钢筋混凝土结构来铺装桥面，解决了常规钢桥面沥青铺装易损坏的问题；同时本发明所述的钢筋骨架为钢筋网抗剪构造，施工面板与早强型超高性能混凝土层的结合面具有可靠的抗剪连接，能够大幅度降低车载作用下施工面板结构中的应力幅，延长其抗疲劳寿命，提高其耐久性；还设置钢板层以用于加固，提高钢筋混凝土结构的承载力性能和耐久性能，同时保证较好的延性，且其不需开槽、操作简单。附图说明 [0023] 图1为含有早强型超高性能混凝土的钢筋混凝土结构的示意图(横截面图)； [0024] 图2为本发明一实施例中含有早强型超高性能混凝土的钢筋混凝土结构俯视方向的局部透视图； [0025] 图3为28天早强型超高性能混凝土的轴拉应力-应变曲线图； [0026] 图中的附图标记为： [0027] 1、施工面板；2、钢筋混凝体结构本体；3、磨耗层；4、横筋；5、纵筋；6、剪力钉；7、钢板层；8、粘结剂层。 具体实施方式[0028] 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。 [0029] 实施例1 [0030] 本实施例为早强型超高性能混凝土的制备。 [0031] 所述早强型超高性能混凝土包括原料及其体积百分比为： [0032] [0033] 其中，钢纤维的长径比为50，将上述原料混合均匀即可得早强型超高性能混凝土。 [0034] 实施例2 [0035] 本实施例为实施1制备的早强型超高性能混凝土的性能检测结果。 [0036] 抗拉弯强度采用GB/T 31387规定的测试方法，抗折强度采用GB/T 17671 规定的测试方法，抗压强度分别采用GB/T 17671和GB/T 31387规定的测试方法，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。 [0037] 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)。 [0038] 本发明所述的早强型超高性能混凝土的性能检测结果如下表所示： [0039] [0040] [0041] 上述早强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。 [0042] 实施例3 [0043] 本实施例为一种含有实施例1所述的早强型超高性能混凝土的钢筋混凝土结构，如图1和图2所示，其包括施工面板1和钢筋混凝体结构本体2，所述钢筋混凝土结构本体2包括钢筋骨架和浇注于所述钢筋骨架中的早强型超高性能混凝土，所述钢筋混凝土结构本体2的上方设置有磨耗层3；所述钢筋骨架为多层叠加型钢筋组合结构，其包括由纵筋5组成的纵筋分布层和由横筋4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5和横筋4的直径相等，上述多层叠加型钢筋组合结构，所述施工面板1上设置剪力钉6，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6与所述施工面板1进行固定连接。 [0044] 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早强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，早强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。 [0045] 实施例4 [0046] 本实施例为在实施例3的基础上的设置钢板加固层的钢筋混凝土结构。 [0047] 如图1所示，所述钢筋混凝土结构本体2上方的加固区域表面设置钢板层7，优选在钢筋混凝土结构本体2上方的两侧设置钢板层7，所述钢板层7和所述钢筋混凝土结构本体2之间设置粘结剂层8，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。 [0048] 实施例5 [0049] 本实施例为实施例3所述的钢筋混凝土结构的桥面结构的施工过程。 [0050] 本实施例中施工面板为钢桥面板层，其含有早强型超高性能混凝土的钢筋混凝土结构的桥面结构的施工步骤如下： [0051] (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； [0052] (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； [0053] (3)浇注早强型超高性能混凝土：在经过步骤(2)施工后的钢桥面板层上浇注早强型超高性能混凝土，并保证所述剪力钉、钢筋网埋于超高性能混凝土中，早强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； [0054] (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，完成早强型超高性能混凝土-钢组合桥面结构的施工。 [0055] 如若需要增设钢板增强层，需增设以下步骤：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。 [0056] 由上述实施例可知，本发明所述的早强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；本发明所述的钢筋骨架采用钢筋网抗剪构造，大幅度降低车载作用下施工面板结构中的应力幅，延长其抗疲劳寿命，提高其耐久性；含有早强型超高性能混凝土的钢筋混凝土结构，其结构简单，养护时间短，适用于桥面结构的快速维修，将施工对交通的影响降到最低限度。 [0057] 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。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈