專利名稱：一種用于預制聲屏障的混雜纖維粉煤灰自密實混凝土的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于土木工程中的混凝土技術領域，涉及自密實混凝土、纖維混凝土和粉煤灰混凝土，特別涉及到對具有優(yōu)良工作性能和抗收縮開裂性能的混雜纖維粉煤灰自密實混凝土的配置與應用。
背景技術：
目前，穿越城鎮(zhèn)的公路、高速公路或鐵路上的汽車和火車噪音對臨近居民區(qū)的干擾越來越大。為有效減小噪音污染，聲屏障的建造日益普及。
聲屏障按材料可分為混凝土類、金屬板類、塑料有機玻璃類和綠化帶類。其中，金屬板聲屏障容易遭受腐蝕，在氯鹽的環(huán)境下金屬板聲屏障與基礎連接的部位往往會遭致破壞，必須定期對其進行檢查，而且金屬結(jié)構(gòu)的聲屏單元連接比較困難，整體性較差，容易產(chǎn)生噪聲泄漏，受外力作用時自身會產(chǎn)生噪音；塑料聲屏障因受陽光照射易老化、褪色一般不被使用；鋼化玻璃、丙烯酸玻璃或卡普隆聚碳酸酷制成的透明聲屏障價格昂貴，且易被環(huán)境臟物所污染，須經(jīng)常清洗金屬框架結(jié)構(gòu)孔網(wǎng)罩面，所以僅用于某些需要透明度的地方。綠化帶類聲屏障有明顯的季節(jié)特征。
混凝土類聲屏障多用于公路、高速公路和鐵路上的車輛噪音防治，具有較高的強度，可以承受車輛與路面或鐵軌劇烈磨擦或撞擊引起的振動作用及車輛運行帶動的強烈氣流沖擊作用，同時自身不會因此產(chǎn)生噪音?；炷令惵暺琳现饕ㄆ胀ɑ炷谅暺琳稀⑤p質(zhì)混凝土聲屏障、鋼筋混凝土聲屏障及玻璃纖維增強水泥(GRC)聲屏障等。
混凝土聲屏障砌塊正逐漸被淘汰，混凝土聲屏障正向著輕質(zhì)、多孔、預制的方向發(fā)展。現(xiàn)在有些預制的聲屏障空心板長達5m，寬達1m，而且板面帶有柵格。使用傳統(tǒng)的混凝土或輕質(zhì)混凝土澆筑這種聲屏障時，需要強烈的振搗密實，生產(chǎn)效率低，而且生產(chǎn)噪音污染較嚴重；如果骨料粒徑偏大，澆筑表面帶吸音孔洞的空心聲屏障就更困難?；炷谅暺琳系奈艨锥词潜∪醐h(huán)節(jié)，容易形成應力集中，產(chǎn)生裂縫，為限制裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展，并承受振動作用和氣流沖擊作用，這種混凝土制品需要具有良好的韌性和延性。玻璃纖維增強水泥(GRC)聲屏障需要噴漿設備，其價格昂貴，對原材料要求高，而且生產(chǎn)效率有待提高。
目前，纖維混凝土技術不斷完善，粉煤灰混凝土已經(jīng)在實際工程中得到了較普遍的應用，自密實混凝土技術的日趨成熟。已公開的研究表明，自密實混凝土僅靠自重即可填充到模板各個角落，無需振搗，可節(jié)省人力，提高生產(chǎn)效率，減少生產(chǎn)噪音污染，并且所得混凝土具有良好的均質(zhì)性和密實性?；炷猎鰪娎w維可有效限制混凝土結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。纖維通過與混凝土之間的界面粘結(jié)傳遞應力，減弱或避免出現(xiàn)應力集中，從而實現(xiàn)應力重分布，達到限裂和增韌的效果。改性聚丙烯纖維(PPF)在混凝土中易分散，與基體握裹力強，耐腐蝕，能阻止、減少和延緩基體早齡期的塑性開裂。高耐堿玻璃纖維(HARGF)具有抗拉強度高、彈性模量大、耐堿性能好等特點，可以限制硬化后基體的干燥收縮開裂。使用粉煤灰部分取代水泥，可以減少水泥水化放熱量，減緩水化放熱速度，避免早期溫度應力集中，減少混凝土內(nèi)部缺陷；能夠改善混凝土拌和物的工作性能，抑制泌水；可以擴展粉煤灰的應用范圍，減少粉煤灰對環(huán)境的污染；能夠節(jié)約水泥，減少水泥生產(chǎn)對資源和能源的消耗和對環(huán)境的破壞，并且降低生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種具有優(yōu)良工作性能、抗收縮開裂性能及韌性，可有效抵抗風荷載和溫度應力的新型結(jié)構(gòu)材料，用以制備聲屏障，以解決傳統(tǒng)混凝土類、金屬板類和塑料有機玻璃類等聲屏障存在的問題。
本發(fā)明的技術方案是這種混雜纖維粉煤灰自密實混凝土的拌合物包括水泥、粉煤灰、水、骨料、聚羧酸類高效減水劑、高耐堿玻璃纖維、改性聚丙烯纖維。其特征在于，各組分用量分別為水泥，用量為400～600kg/m3；粉煤灰，用量為200～300kg/m3；聚羧酸類高效減水劑，用量為膠凝材料質(zhì)量的0.6～1.0％；針對隔聲屏障柵格尺寸和肋間距小的特點，所用骨料粒徑≤5mm，用量為700～900kg/m3；高耐堿玻璃纖維用量為5～10kg/m3，其抗拉強度為1800MPa，彈性模量為80.4GPa，密度2700kg/m3，長度6～12mm；改性聚丙烯纖維用量為1～4kg/m3，其抗拉強度＞400MPa，彈性模量＞3.5GPa，密度910kg/m3，等效直徑20～48μm，長度8～15mm。
新拌的混雜纖維自密實混凝土的工作必須度滿足歐洲EFNARC標準關于自密實混凝土的規(guī)定，即坍落流動度≥650mm，且＜800mm，2sec≤T50cm≤5sec；J環(huán)高差≤10mm；U型管高差≤30mm。
所述的水泥為混凝土技術中通常采用的任何水泥，包括硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥等。
所述的粉煤灰等級為一級或二級。
本發(fā)明的效果和益處是新拌的混雜纖維自密實混凝土依靠自身重力即可填充到模板各個角落，不需振搗，且具有良好的均質(zhì)性和密實性；聲屏障的生產(chǎn)流程簡單，無需復雜的設備；混雜使用改性聚丙烯纖維和高耐堿玻璃纖維，可以有效的增加基體材料的韌性、延性和抗收縮開裂的能力；使用工業(yè)廢料粉煤灰部分取代水泥，環(huán)保節(jié)能，并能降低成本。
本發(fā)明的混雜纖維粉煤灰自密實混凝土，適用于澆筑公路、高速公路和鐵路兩側(cè)防噪的聲屏障，也可用于制備工業(yè)廠房降噪的聲屏障，具有顯著的技術優(yōu)勢和良好的社會效益。


附圖1是混雜纖維粉煤灰自密實混凝土聲屏障生產(chǎn)流程圖。
附圖2是混雜纖維粉煤灰自密實混凝土J-型環(huán)流動度圖。
附圖3是混雜纖維粉煤灰自密實混凝土J-型環(huán)內(nèi)外高差圖。
附圖4是混雜纖維粉煤灰自密實混凝土梁彎曲韌性試驗的荷載－位移曲線圖。圖中橫坐標表示梁跨中位移，單位是mm；縱坐標表示對梁施加的集中荷載，單位是kN。1表示普通粉煤灰自密實混凝土；2表示單摻高耐堿玻璃纖維的粉煤灰自密實混凝土；3表示單摻改性聚丙烯的粉煤灰自密實混凝土；4表示混雜使用高耐堿玻璃纖維和改性聚丙烯纖維的粉煤灰自密實混凝土。
具體實施例方式
以下結(jié)合技術方案和附圖詳細說明本發(fā)明的具體實施例。
實施例
使用本發(fā)明的混雜纖粉煤灰自密實混凝土澆筑了帶有柵格的空心吸聲屏障。為了對比研究不同性能，還配置了不摻纖維的普通粉煤灰自密實混凝土、單摻玻璃纖維的粉煤灰自密實混凝土和單摻聚丙烯纖維的粉煤灰自密實混凝土。表1是四種混凝土的配合比，表中數(shù)據(jù)單位是kg/m3。表2是實施例混凝土各組成材料的參數(shù)說明。
表1混凝土的配合比

表2材料參數(shù)說明

試驗采用先干拌后濕拌的方法。干拌時先將水泥、粉煤灰和砂投入攪拌機進行干拌2.5分鐘左右，然后均勻撒入玻璃纖維或/和聚丙烯纖維，再干拌2.5分鐘左右。濕拌時先加入80％的拌和水，再加入聚羧酸類高效減水劑，然后加入剩余的水攪拌2～3分鐘后出料。
四種自密實混凝土28天抗壓強度和工作度試驗結(jié)果如表3所示；按照德國纖維混凝土標準(DBV1998)進行四種混凝土梁的彎曲韌性曲線，其荷載-位移曲線如圖4所示。表3是四種混凝土的坍落流動度、J-環(huán)及U-型管抗壓強度及含氣量的試驗結(jié)果，表中數(shù)值均為平均值。
表3坍落流動度、J-環(huán)、U-型管、抗壓強度和含氣量試驗結(jié)果

權利要求
1.一種用于預制聲屏障的混雜纖維粉煤灰自密實混凝土，其特征在于，各組分用量如下水泥400～600kg/m3；粉煤灰200～300kg/m3；骨料700～900kg/m3；高耐堿玻璃纖維5～10kg/m3；改性聚丙烯纖維1～4kg/m3；聚羧酸類高效減水劑。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種用于預制聲屏障的混雜纖維粉煤灰自密實混凝土，其特征在于所用水泥包括硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種用于預制聲屏障的混雜纖維粉煤灰自密實混凝土，其特征在于粉煤灰等級為一級或二級。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種用于預制聲屏障的混雜纖維粉煤灰自密實混凝土，其特征在于所用骨料粒徑≤5mm。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種用于預制聲屏障的混雜纖維粉煤灰自密實混凝土，其特征在于混雜使用高耐堿玻璃纖維和改性聚丙烯纖維，高耐堿玻璃纖維抗拉強度為1800MPa，彈性模量為80.4GPa，密度2700kg/m3，長度6～12mm；改性聚丙烯纖維抗拉強度＞400MPa，彈性模量＞3.5GPa，密度910kg/m3，等效直徑20～48μm，長度8～15mm。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種用于預制聲屏障的混雜纖維粉煤灰自密實混凝土，其特征在于聚羧酸類高效減水劑用量為膠凝材料質(zhì)量的0.6～1.0％。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種用于預制聲屏障的混雜纖維粉煤灰自密實混凝土，其特征在于配制的混雜纖維自密實粉煤灰混凝土的工作度滿足歐洲EFNARC標準的規(guī)定坍落流動度≥650mm，且＜800mm，2sec≤T50cm≤5sec；J環(huán)高差≤10mm；U型管高差≤30mm。
全文摘要
本發(fā)明屬于土木工程中的混凝土技術領域，涉及自密實混凝土、纖維混凝土和粉煤灰混凝土，特別涉及到對具有優(yōu)良工作性能和抗收縮開裂性能的混雜纖維粉煤灰自密實混凝土的配置與應用。其特征是用粉煤灰部分取代水泥，用高耐堿玻璃纖維和改性聚丙烯纖維作為混凝土增強材料，用適量的高效減水劑改善拌和物工作度，配制出一種具有優(yōu)良工作性能和抗收縮開裂性能的混雜纖維粉煤灰自密實混凝土。使用混雜纖維粉煤灰自密實混凝土制備聲屏障生產(chǎn)流程簡單，無需復雜的設備。本發(fā)明的效果和益處是與傳統(tǒng)混凝土、金屬板和塑料有機玻璃等隔、吸聲屏障材料相比，具有顯著的技術優(yōu)勢、良好的社會效益。
文檔編號C04B24/24GK1915890SQ20061004767
公開日2007年2月21日 申請日期2006年9月4日 優(yōu)先權日2006年9月4日
發(fā)明者丁一寧, 劉思國, 劉岳鑫, 陳劍, 于洪濤 申請人:大連理工大學