一種墩頭增強的超高性能混凝土蓋板及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑材料領域，具體涉及一種墩頭增強的超高性能混凝土蓋板及其制備方法。
【背景技術】
[0002]超高性能混凝土，簡稱UHPC (Ultra-High Performance Concrete)，是過去三十年中最具創(chuàng)新性的水泥基工程材料，實現(xiàn)了工程材料性能的大跨越，它的其中一個代表是活性粉末混凝土。
[0003]活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete，簡寫為RPC):是由多元活性粉末摻合料、無機膠凝材料、連續(xù)級配細骨料、鋼纖維等混合纖維組成，通過最優(yōu)化級配設計，使材料內部的缺陷(孔隙與微裂縫)減小到最少，具有超高強度、高韌性、高耐久性、高阻裂性和體積穩(wěn)定性良好的新型水泥基復合材料。由于活性粉末混凝土中鋼纖維的存在加強了水泥石的咬合作用，使該材料的抗拉強度得到大幅提高，達高強混凝土的4~6倍，極限拉伸應變更是可達高強混凝土的70~80倍，斷裂韌性是普通混凝土的250多倍，其力學性能和變形能力明顯優(yōu)于普通混凝土和高強混凝土。因此該材料適用于對結構有高強、輕質、阻裂、耐久性要求的結構工程領域。
[0004]超高性能混凝土蓋板，相對于傳統(tǒng)的混凝土蓋板，其承載能力和耐久性能都有了較大的提高。但是在偶然較大的沖擊荷載或者長期荷載作用下，蓋板依然會較早開裂，造成內部鋼筋腐蝕的問題，這將對蓋板的耐久性能造成很大的不利影響，大大縮短蓋板的使用壽命。雖然目前有通過施加預應力提高蓋板裂縫荷載的做法，但是由于其工序復雜和施工成本高而不被廣泛采用，因此如何簡單有效地延遲蓋板的開裂成為一個亟需探索的問題。
[0005]在鋼筋骨架的受力筋兩端加設墩頭，有利于加強鋼筋與超高性能混凝土之間的粘結力和錨固力，進而提高鋼筋的抗滑移能力，延遲裂縫的出現(xiàn)，從而提高蓋板的裂縫荷載，有效地解決了傳統(tǒng)蓋板底部因過早開裂而造成的內部鋼筋腐蝕問題，具有很好的經(jīng)濟效益。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供了一種墩頭增強的超高性能混凝土蓋板及其制備方法，加強鋼筋與超高性能混凝土之間的粘結力和錨固力，進而提高鋼筋的抗滑移能力，延遲裂縫的出現(xiàn)，最終提高蓋板的裂縫荷載和耐久性能。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明可以采取如下技術方案:
一種墩頭增強的超高性能混凝土蓋板，包括超高性能混凝土層，所述超高性能混凝土層內距離蓋板下端面10~20mm、距離蓋板四側邊10~20mm的位置設置有平行于蓋板下端面的鋼筋骨架，所述鋼筋骨架包括縱向設置的受力筋、橫向設置的分布筋，所述受力筋的兩端設置有墩頭，所述墩頭的外徑為受力筋直徑的1.3-2.0倍。
[0008]進一步地，所述受力筋直徑為6~20mm，受力筋直徑比分布筋大2mm以上。
[0009]進一步地，所述鋼筋骨架采用熱軋鋼筋、冷拉鋼筋或PC鋼棒。
[0010]進一步地，所述超高性能混凝土的抗壓強度大于等于140MPa。
[0011]本發(fā)明另一方面還提供了一種墩頭增強的超高性能混凝土蓋板的制備方法，包括步驟:
O按照墩頭的樣式，在各受力筋兩端加設墩頭；
2)按照蓋板尺寸和保護層厚度加工鋼筋骨架；
3)將鋼筋骨架吊入模具模腔內，放置時受力筋朝上，下端面和四邊各留出10~20mm的保護層厚度；
4)將拌合好的超高性能混凝土傾倒注入模具模腔中，振動成型后抹平蓋板外表面；
5)將蓋板連同模具進行養(yǎng)護，脫模后繼續(xù)養(yǎng)護至性能滿足要求，得到墩頭增強的超高性能混凝土蓋板。
[0012]進一步地，所述步驟5)具體包括:將蓋板連同模具進行蒸汽養(yǎng)護，環(huán)境溫度保持為40°C養(yǎng)護24小時，之后取出拆模再在85°C條件下繼續(xù)養(yǎng)護48小時，得到墩頭增強的超高性能混凝土蓋板。
[0013]進一步地，所述步驟I)中墩頭加設時先通過冷墩機將受力筋兩端墩粗，然后再利用專用機床對墩粗段進行套絲而成。
[0014]所述超高性能混凝土均用優(yōu)選配合比制備而成，抗壓強度不應低于140MPa ;
本發(fā)明提供的墩頭增強的超高性能混凝土蓋板，相對于現(xiàn)有技術具有如下優(yōu)點:受力筋兩端墩頭的存在可以加強鋼筋與超高性能混凝土之間的粘結力和錨固力，進而提高鋼筋的抗滑移能力，延遲裂縫的出現(xiàn)，提高蓋板的裂縫荷載，從而提高蓋板的抗開裂性能與抗?jié)B水能力，降低鋼筋骨架銹蝕的可能性，最終提高蓋板的耐久性能，具有很好的經(jīng)濟效益。
[0015]本發(fā)明將在建筑、電力領域發(fā)揮巨大作用，應用前景廣闊。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明實施例的墩頭樣式示意圖。
[0017]圖2本發(fā)明實施例的配筋俯視示意圖。
[0018]圖3為圖2中A-A向剖視示意圖。
[0019]圖4為圖2中B-B向剖視示意圖。
[0020]圖中所示為:1-受力筋；2_分布筋；3_超高性能混凝土層；4_架立筋；5_墩頭。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明的目的作進一步的詳細描述，實施例不能在此一一贅述，但本發(fā)明的實施方式并不因此限定于以下實施例。
[0022]實施例1
如圖1至圖4所示，一種墩頭增強的超高性能混凝土蓋板，包括超高性能混凝土層3，所述超高性能混凝土層3內距離蓋板下端面10mm、距離蓋板四側邊15mm的位置設置有平行于蓋板下端面的鋼筋骨架，本實施例的鋼筋骨架為雙層網(wǎng)架，包括縱向設置的受力筋1、橫向設置的分布筋2，架立筋4連接兩層網(wǎng)架并起支承上層網(wǎng)架的作用。
[0023]本實施例中，所述蓋板的尺寸為1400mmX 500mm X 80mm。
[0024]本實施例中，所述受力筋I采用直徑為10.7mm的PC鋼棒，抗拉強度值為1400MPa，分布筋2及架立筋4采用直徑為8mm的HPB300鋼筋。
[0025]本實施例所述受力筋I的兩端設置有墩頭5，所述墩頭5的外徑為受力筋I直徑的1.3 倍，即 13.9_。
[0026]本實施例所述超高性能混凝土實測抗壓強度為152.6MPa。
[0027]本實施例的實測蓋板裂縫荷載為130.4kN，破壞荷載為240.8kN，測試方法參照中國南方電網(wǎng)《電纜溝蓋板標準技術標書》。
[0028]在未進行墩頭增強的對比實驗中，實測裂縫荷載117.6kN，破壞荷載為232.6kN。
[0029]與未加壤頭增強的超尚性能混凝土蓋板相比，