裝配式空心板橋梁鉸縫用纖維增強聚合物自密實混凝土的製作方法
2023-05-29 02:24:51
裝配式空心板橋梁鉸縫用纖維增強聚合物自密實混凝土的製作方法
【專利摘要】本發明屬於建築材料領域，具體涉及一種應用於新建或維修加固裝配式空心板橋梁鉸縫的纖維增強聚合物自密實混凝土。本發明由以下重量份的原料製成：膠凝材料520-650份，細集料650-800份，粗集料750-900份，水170-185份，鋼纖維50-100份，聚合物乳液用量為膠凝材料的5%-10%，減水劑用量為膠凝材料的0.8%-1.2%，膨脹劑用量為膠凝材料的4%-8%。本發明針對裝配式空心板橋梁鉸縫存在的問題，具有免振搗、施工方便、早期強度高、收縮小、粘結強度高和抗疲勞性能好等優點，可以有效地提高裝配式空心板橋梁的整體性能，延長橋梁的使用年限。
【專利說明】裝配式空心板橋梁鉸縫用纖維增強聚合物自密實混凝土
【技術領域】
[0001]本發明屬於建築材料領域，具體涉及一種纖維增強聚合物自密實混凝土，尤其涉及一種應用於新建或維修加固裝配式空心板橋梁鉸縫的纖維增強聚合物自密實混凝土。
【背景技術】
[0002]裝配式空心板橋梁是我國橋梁工程中常見的橋型，該橋型由於其便於預製、安裝快捷、施工工藝簡單、工程造價較低等優點，在中小跨徑橋梁中得到廣泛地應用，目前國內90%以上跨徑20m以下的公路橋梁採用裝配式空心板結構。鉸縫是將空心板連接成整體的重要構造措施，承擔著橫向荷載傳遞的功能，鉸縫的質量決定著空心板整體工作性能。裝配式空心板橋梁的運營過程中，空心板橋鉸縫的破壞直接導致橋梁橫向聯繫結構減弱，橫向荷載傳遞能力降低，導致發生單個空心板受力現象，影響橋梁結構使用安全。同時，還可引起橋面鋪裝、伸縮裝置、橋梁支座、橋臺墩等的破壞，降低橋面平整度，甚至引起橋面鋪裝層出現開裂、破碎、剝離等現象。嚴重地影響了行車的舒適性，增加了行車的安全隱患，降低了橋梁結構的整體承載能力，使橋梁上部主要承重結構處於非常不利的受力狀態，使作用在單獨空心板上的荷載比設計時的標準荷載成倍地增加，導致空心板梁撓度大大增加，在車輛荷載的反覆作用下容易發生板梁開裂，嚴重時會斷板坍塌。導致空心板鉸縫產生病害主要有設計、施工及鉸縫材料等方面的原因，其中施工工藝和鉸縫材料性能對空心板鉸縫質量具有直接影響。鉸縫為空心板梁後澆部分，鉸縫形狀窄而深，不利於鉸縫混凝土的澆築和振搗，混凝土容易出現不密實現象、強度達不到設計要求。目前在橋梁鉸縫施工或維修加固工程中普遍採用普通混凝土或高強無收縮灌漿材料，普通混凝土作為鉸縫材料時，由於其收縮降低了鉸縫混凝土與空心板梁的粘結強度，尤其在疲勞荷載作用下新老混凝土間粘結力弱化嚴重，削弱了空心板梁的整體工作性能；高強無收縮灌漿材料具有早期強度高、無收縮及自密實等特點，但是高強無收縮灌漿材料存在強度高脆性大、抗疲勞性能不足等特點。由於鉸縫受力異常複雜，在長期反覆的車輛荷載作用下，疲勞問題突出，極易發生疲勞破壞。`
[0003]自密實混凝土是在自身重力的作用下無需振搗即能密實成型的高性能混凝土。它既能顯著降低混凝土施工中的噪音、減輕工人的勞動強度，解決傳統混凝土施工中的由於漏振、過振等人為因素而造成的麻面、泛漿或因鋼筋稠密、結構複雜而難以振搗等問題，又有利於資源的綜合利用和生態環境的保護。在普通混凝土中使用纖維作為增強材料，同時採用聚合物進行改性可以有效減小混凝土的收縮，提高普通混凝土的抗裂性能、抗拉強度、疲勞強度及粘結強度。
【發明內容】
[0004]本發明針對裝配式空心板橋梁鉸縫存在的問題，將纖維和聚合物與自密實混凝土進行結合形成纖維增強聚合物自密實混凝土，具有免振搗、施工方便、早期強度高、收縮小、粘結強度高和抗疲勞性能好等優點，作為一種新型鉸縫材料，可以有效地提高裝配式空心板橋梁的整體性能，延長橋梁的使用年限。
[0005]為實現上述目的，本發明採用的技術方案是:
一種裝配式空心板橋梁鉸縫用纖維增強聚合物自密實混凝土，由以下重量份的原料製成:膠凝材料520-650份，細集料650-800份，粗集料750-900份，水170-185份，鋼纖維50-100份，聚合物乳液用量為膠凝材料的5%-10%，減水劑用量為膠凝材料的0.8%-1.2%，膨脹劑用量為膠凝材料的4%-8%。
[0006]根據上述的纖維增強聚合物自密實混凝土，所述膠凝材料由以下重量百分比的原料製成:普通矽酸鹽水泥50%-70%、快硬硫鋁酸鹽水泥10%-20%、粉煤灰10%-20%和礦渣粉10%-20%。
[0007]根據上述的纖維增強聚合物自密實混凝土，所述普通矽酸鹽水泥強度等級為42.5級，所述快硬硫鋁酸鹽水泥強度等級為42.5級，所述粉煤灰為一級粉煤灰；所述礦渣粉為S95級礦渣粉。[0008]根據上述的纖維增強聚合物自密實混凝土，所述細集料為河砂或機制砂，細度模數為 2.5-2.8。
[0009]根據上述的纖維增強聚合物自密實混凝土，所述粗集料為花崗巖碎石、玄武巖碎石或石灰巖碎石，粒徑為5-10 mm。
[0010]根據上述的纖維增強聚合物自密實混凝土，所述減水劑為聚羧酸高性能減水劑。
[0011]根據上述的纖維增強聚合物自密實混凝土，所述膨脹劑為UEA型混凝土膨脹劑。
[0012]根據上述的纖維增強聚合物自密實混凝土，所述鋼纖維為鍍銅鋼纖維，直徑為
0.20mm,長度為13mm,抗拉強度大於1500MPa。
[0013]根據上述的纖維增強聚合物自密實混凝土，所述聚合物乳液為丁苯乳液、丙烯酸酯乳液、醋酸乙烯乳液或乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液。
[0014]本發明的積極有益效果是:
本發明應用於新建或維修加固裝配式空心板橋梁鉸縫的纖維增強聚合物自密實混凝土( I)具有早期強度高的特點，可以應用於裝配式空心板橋梁鉸縫的維修加固，以縮短施工工期；(2)同時可以有效地保證鉸縫混凝土的澆築密實，Id強度即可達到施工要求，28d強度能夠滿足設計要求；(3)消除鉸縫混凝土的收縮，增強鉸縫混凝土與空心板梁體的粘結強度，提高空心板梁整體工作性能；(4)同時施工工藝簡單，減少混凝土的振搗環節，節約施工時間，具有顯著的經濟和社會效益。
【具體實施方式】
[0015]下面結合具體實施例對本發明作進一步的說明。
[0016]實施例1
本實施例空心板橋梁鉸縫用纖維增強聚合物自密實混凝土由以下重量份的原料製成:膠凝材料580份、細集料734份、粗集料898份、水174份、鋼纖維50份、聚合物乳液29份、減水劑5.8份和膨脹劑29份。
[0017]其中，膠凝材料又由以下重量份的原料組成:普通矽酸鹽水泥290份、硫鋁酸鹽水泥58份、一級粉煤灰116份和S95級礦渣粉116份；細集料為河砂，細度模數為2.5-2.8，砂率為45% ;粗集料為石灰巖碎石，粒徑5mnTl0mm ;鋼纖維為鍍銅鋼纖維，直徑0.20mm,長度13mm，抗拉強度2200MPa ;聚合物乳液為丁苯乳液；減水劑為聚羧酸高性能減水劑；膨脹劑為UEA混凝土膨脹劑。
[0018]本實施例採用先幹拌後溼拌的製備方法，具體如下:
先將膠凝材料、膨脹劑、細集料、粗集料投入攪拌機進行幹拌1~2分鐘，然後均勻撒入鋼纖維，再幹拌1~2分鐘，最後加入拌和均勻的水、減水劑和聚合物乳液，再攪拌2~3分鐘後即可出料使用。
[0019]經過測試，所得纖維增強聚合物自密實混凝土各項性能指標見表1。由表1中結果可知，纖維增強聚合物自密實混凝土可以實現自密實，早期強度高，28d強度滿足設計要求，同時24d齡期微膨脹，鉸縫混凝土可與空心板梁體形成較高的粘結強度。
[0020]表1實施例1性能檢測結果
【權利要求】
1.一種裝配式空心板橋梁鉸縫用纖維增強聚合物自密實混凝土，其特徵在於，由以下重量份的原料製成:膠凝材料520-650份，細集料650-800份，粗集料750-900份，水170-185份，鋼纖維50-100份，聚合物乳液用量為膠凝材料的5%_10%，減水劑用量為膠凝材料的0.8%-1.2%，膨脹劑用量為膠凝材料的4%-8%。
2.根據權利要求1所述的纖維增強聚合物自密實混凝土，其特徵在於，所述膠凝材料由以下重量百分比的原料製成:普通矽酸鹽水泥50%-70%、快硬硫鋁酸鹽水泥10%-20%、粉煤灰10%-20%和礦渣粉10%-20%。
3.根據權利要求2所述的纖維增強聚合物自密實混凝土，其特徵在於:所述普通矽酸鹽水泥強度等級為42.5級，所述快硬硫鋁酸鹽水泥強度等級為42.5級，所述粉煤灰為一級粉煤灰，所述礦渣粉為S95級礦渣粉。
4.根據權利要求1所述的纖維增強聚合物自密實混凝土，其特徵在於:所述細集料為河砂或機制砂，細度模數為2.5-2.8。
5.根據權利要求1所述的纖維增強聚合物自密實混凝土，其特徵在於:所述粗集料為花崗巖碎石、玄武巖碎石或石灰巖碎石，粒徑為5-10 _。
6.根據權利要求1所述的纖維增強聚合物自密實混凝土，其特徵在於:所述減水劑為聚羧酸高性能減水劑。
7.根據權利要求1所述的纖維增強聚合物自密實混凝土，其特徵在於:所述膨脹劑為UEA型混凝土膨脹劑。
8.根據權利要求1所述的纖維增強聚合物自密實混凝土，其特徵在於:所述鋼纖維為鍍銅鋼纖維，直徑為0.20mm，長度為13mm，抗拉強度大於1500MPa。
9.根據權利要求1所述的纖維增`強聚合物自密實混凝土，其特徵在於:所述聚合物乳液為丁苯乳液、丙烯酸酯乳液、醋酸乙烯乳液或乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液。
【文檔編號】C04B14/02GK103864385SQ201410065623
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年2月26日 優先權日:2014年2月26日
【發明者】趙軍, 李光輝 申請人:鄭州大學