裝配式空心板橋梁鉸縫用纖維增強(qiáng)聚合物自密實(shí)混凝土的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于新建或維修加固裝配式空心板橋梁鉸縫的纖維增強(qiáng)聚合物自密實(shí)混凝土。本發(fā)明由以下重量份的原料制成：膠凝材料520-650份，細(xì)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(fā)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(qiáng)度高、收縮小、粘結(jié)強(qiáng)度高和抗疲勞性能好等優(yōu)點(diǎn)，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(qiáng)聚合物自密實(shí)混凝土
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，具體涉及一種纖維增強(qiáng)聚合物自密實(shí)混凝土，尤其涉及一種應(yīng)用于新建或維修加固裝配式空心板橋梁鉸縫的纖維增強(qiáng)聚合物自密實(shí)混凝土。
【背景技術(shù)】
[0002]裝配式空心板橋梁是我國橋梁工程中常見的橋型，該橋型由于其便于預(yù)制、安裝快捷、施工工藝簡單、工程造價(jià)較低等優(yōu)點(diǎn)，在中小跨徑橋梁中得到廣泛地應(yīng)用，目前國內(nèi)90%以上跨徑20m以下的公路橋梁采用裝配式空心板結(jié)構(gòu)。鉸縫是將空心板連接成整體的重要構(gòu)造措施，承擔(dān)著橫向荷載傳遞的功能，鉸縫的質(zhì)量決定著空心板整體工作性能。裝配式空心板橋梁的運(yùn)營過程中，空心板橋鉸縫的破壞直接導(dǎo)致橋梁橫向聯(lián)系結(jié)構(gòu)減弱，橫向荷載傳遞能力降低，導(dǎo)致發(fā)生單個(gè)空心板受力現(xiàn)象，影響橋梁結(jié)構(gòu)使用安全。同時(shí)，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(xiàn)開裂、破碎、剝離等現(xiàn)象。嚴(yán)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(jié)構(gòu)的整體承載能力，使橋梁上部主要承重結(jié)構(gòu)處于非常不利的受力狀態(tài)，使作用在單獨(dú)空心板上的荷載比設(shè)計(jì)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)荷載成倍地增加，導(dǎo)致空心板梁撓度大大增加，在車輛荷載的反復(fù)作用下容易發(fā)生板梁開裂，嚴(yán)重時(shí)會斷板坍塌。導(dǎo)致空心板鉸縫產(chǎn)生病害主要有設(shè)計(jì)、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(zhì)量具有直接影響。鉸縫為空心板梁后澆部分，鉸縫形狀窄而深，不利于鉸縫混凝土的澆筑和振搗，混凝土容易出現(xiàn)不密實(shí)現(xiàn)象、強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。目前在橋梁鉸縫施工或維修加固工程中普遍采用普通混凝土或高強(qiáng)無收縮灌漿材料，普通混凝土作為鉸縫材料時(shí)，由于其收縮降低了鉸縫混凝土與空心板梁的粘結(jié)強(qiáng)度，尤其在疲勞荷載作用下新老混凝土間粘結(jié)力弱化嚴(yán)重，削弱了空心板梁的整體工作性能；高強(qiáng)無收縮灌漿材料具有早期強(qiáng)度高、無收縮及自密實(shí)等特點(diǎn)，但是高強(qiáng)無收縮灌漿材料存在強(qiáng)度高脆性大、抗疲勞性能不足等特點(diǎn)。由于鉸縫受力異常復(fù)雜，在長期反復(fù)的車輛荷載作用下，疲勞問題突出，極易發(fā)生疲勞破壞。`
[0003]自密實(shí)混凝土是在自身重力的作用下無需振搗即能密實(shí)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(qiáng)度，解決傳統(tǒng)混凝土施工中的由于漏振、過振等人為因素而造成的麻面、泛漿或因鋼筋稠密、結(jié)構(gòu)復(fù)雜而難以振搗等問題，又有利于資源的綜合利用和生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。在普通混凝土中使用纖維作為增強(qiáng)材料，同時(shí)采用聚合物進(jìn)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(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度及粘結(jié)強(qiáng)度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)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(shí)混凝土進(jìn)行結(jié)合形成纖維增強(qiáng)聚合物自密實(shí)混凝土，具有免振搗、施工方便、早期強(qiáng)度高、收縮小、粘結(jié)強(qiáng)度高和抗疲勞性能好等優(yōu)點(diǎn)，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(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種裝配式空心板橋梁鉸縫用纖維增強(qiáng)聚合物自密實(shí)混凝土，由以下重量份的原料制成:膠凝材料520-650份，細(xì)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(jù)上述的纖維增強(qiáng)聚合物自密實(shí)混凝土，所述膠凝材料由以下重量百分比的原料制成:普通硅酸鹽水泥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(jù)上述的纖維增強(qiáng)聚合物自密實(shí)混凝土，所述普通硅酸鹽水泥強(qiáng)度等級為42.5級，所述快硬硫鋁酸鹽水泥強(qiáng)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(jù)上述的纖維增強(qiáng)聚合物自密實(shí)混凝土，所述細(xì)集料為河砂或機(jī)制砂，細(xì)度模數(shù)為 2.5-2.8。
[0009]根據(jù)上述的纖維增強(qiáng)聚合物自密實(shí)混凝土，所述粗集料為花崗巖碎石、玄武巖碎石或石灰?guī)r碎石，粒徑為5-10 mm。
[0010]根據(jù)上述的纖維增強(qiáng)聚合物自密實(shí)混凝土，所述減水劑為聚羧酸高性能減水劑。
[0011]根據(jù)上述的纖維增強(qiáng)聚合物自密實(shí)混凝土，所述膨脹劑為UEA型混凝土膨脹劑。
[0012]根據(jù)上述的纖維增強(qiáng)聚合物自密實(shí)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(qiáng)度大于1500MPa。
[0013]根據(jù)上述的纖維增強(qiáng)聚合物自密實(shí)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(fā)明的積極有益效果是:
本發(fā)明應(yīng)用于新建或維修加固裝配式空心板橋梁鉸縫的纖維增強(qiáng)聚合物自密實(shí)混凝土( I)具有早期強(qiáng)度高的特點(diǎn)，可以應(yīng)用于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(shí)可以有效地保證鉸縫混凝土的澆筑密實(shí)，Id強(qiáng)度即可達(dá)到施工要求，28d強(qiáng)度能夠滿足設(shè)計(jì)要求；(3)消除鉸縫混凝土的收縮，增強(qiáng)鉸縫混凝土與空心板梁體的粘結(jié)強(qiáng)度，提高空心板梁整體工作性能；(4)同時(shí)施工工藝簡單，減少混凝土的振搗環(huán)節(jié)，節(jié)約施工時(shí)間，具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0016]實(shí)施例1
本實(shí)施例空心板橋梁鉸縫用纖維增強(qiáng)聚合物自密實(shí)混凝土由以下重量份的原料制成:膠凝材料580份、細(xì)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:普通硅酸鹽水泥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(xì)集料為河砂，細(xì)度模數(shù)為2.5-2.8，砂率為45% ;粗集料為石灰?guī)r碎石，粒徑5mnTl0mm ;鋼纖維為鍍銅鋼纖維，直徑0.20mm,長度13mm，抗拉強(qiáng)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(shí)施例采用先干拌后濕拌的制備方法，具體如下:
先將膠凝材料、膨脹劑、細(xì)集料、粗集料投入攪拌機(jī)進(jìn)行干拌1~2分鐘，然后均勻撒入鋼纖維，再干拌1~2分鐘，最后加入拌和均勻的水、減水劑和聚合物乳液，再攪拌2~3分鐘后即可出料使用。
[0019]經(jīng)過測試，所得纖維增強(qiáng)聚合物自密實(shí)混凝土各項(xiàng)性能指標(biāo)見表1。由表1中結(jié)果可知，纖維增強(qiáng)聚合物自密實(shí)混凝土可以實(shí)現(xiàn)自密實(shí)，早期強(qiáng)度高，28d強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求，同時(shí)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(jié)強(qiáng)度。
[0020]表1實(shí)施例1性能檢測結(jié)果
【權(quán)利要求】
1.一種裝配式空心板橋梁鉸縫用纖維增強(qiáng)聚合物自密實(shí)混凝土，其特征在于，由以下重量份的原料制成:膠凝材料520-650份，細(xì)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(jù)權(quán)利要求1所述的纖維增強(qiáng)聚合物自密實(shí)混凝土，其特征在于，所述膠凝材料由以下重量百分比的原料制成:普通硅酸鹽水泥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(jù)權(quán)利要求2所述的纖維增強(qiáng)聚合物自密實(shí)混凝土，其特征在于:所述普通硅酸鹽水泥強(qiáng)度等級為42.5級，所述快硬硫鋁酸鹽水泥強(qiáng)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(jù)權(quán)利要求1所述的纖維增強(qiáng)聚合物自密實(shí)混凝土，其特征在于:所述細(xì)集料為河砂或機(jī)制砂，細(xì)度模數(shù)為2.5-2.8。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維增強(qiáng)聚合物自密實(shí)混凝土，其特征在于:所述粗集料為花崗巖碎石、玄武巖碎石或石灰?guī)r碎石，粒徑為5-10 _。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維增強(qiáng)聚合物自密實(shí)混凝土，其特征在于:所述減水劑為聚羧酸高性能減水劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維增強(qiáng)聚合物自密實(shí)混凝土，其特征在于:所述膨脹劑為UEA型混凝土膨脹劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維增強(qiáng)聚合物自密實(shí)混凝土，其特征在于:所述鋼纖維為鍍銅鋼纖維，直徑為0.20mm，長度為13mm，抗拉強(qiáng)度大于1500MPa。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維增`強(qiáng)聚合物自密實(shí)混凝土，其特征在于: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(yōu)先權(quán)日:2014年2月26日
【發(fā)明者】趙軍, 李光輝 申請人:鄭州大學(xué)