一種桁架結(jié)構(gòu)骨架的超高性能混凝土蓋板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于建筑材料領(lǐng)域，具體涉及一種桁架結(jié)構(gòu)骨架的超高性能混凝土蓋板。
【背景技術(shù)】
[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(jī)膠凝材料、連續(xù)級配細(xì)骨料、鋼纖維等混合纖維組成，通過最優(yōu)化級配設(shè)計，使材料內(nèi)部的缺陷(孔隙與微裂縫)減小到最少，具有超高強(qiáng)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(fù)合材料。由于活性粉末混凝土中鋼纖維的存在加強(qiáng)了水泥石的咬合作用，使該材料的抗拉強(qiáng)度得到大幅提高，達(dá)高強(qiáng)混凝土的4~6倍，極限拉伸應(yīng)變更是可達(dá)高強(qiáng)混凝土的70~80倍，斷裂韌性是普通混凝土的250多倍，其力學(xué)性能和變形能力明顯優(yōu)于普通混凝土和高強(qiáng)混凝土。因此該材料適用于對結(jié)構(gòu)有高強(qiáng)、輕質(zhì)、阻裂、耐久性要求的結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)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。同時由于其承載能力的提高，在相同承載能力要求下，蓋板的厚度可以適當(dāng)減小，可以有效解決傳統(tǒng)混凝土蓋板過于厚重的問題。隨著超高性能混凝土蓋板的不斷推廣，涉及的領(lǐng)域越來越廣，對其承載力的要求也越來越高。但在現(xiàn)有超高性能混凝土蓋板的高配筋率的配筋體系下，在保證相同蓋板厚度的前提下，已經(jīng)很難進(jìn)一步提高蓋板的承載能力。例如對于80mm厚的行車電力蓋板，在雙層密集配預(yù)應(yīng)力筋的情況下，其極限承載力仍只能達(dá)到國標(biāo)《鋼纖維混凝土井蓋》中的C250等級。因此必須要對現(xiàn)有的配筋體系作出創(chuàng)新和改變，才能在保證厚度不變的情況下使蓋板的承載能力等級提高。
[0005]把傳統(tǒng)的雙層鋼筋網(wǎng)片改成桁架結(jié)構(gòu)的形式，能夠利用桁架結(jié)構(gòu)優(yōu)異的結(jié)構(gòu)受力形式，提高蓋板的整體剛度和抗剪、抗彎性能，同時能夠充分地發(fā)揮材料的力學(xué)性能，最終提高蓋板的裂縫荷載和極限承載力，使蓋板的承載能力等級得到進(jìn)一步的提高。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型的目的在于提供了一種桁架結(jié)構(gòu)骨架的超高性能混凝土蓋板，能夠利用桁架結(jié)構(gòu)優(yōu)異的結(jié)構(gòu)受力形式，提高蓋板的整體剛度和抗剪、抗彎性能，同時能夠充分地發(fā)揮材料的力學(xué)性能，最終提高蓋板的裂縫荷載和極限承載力，使蓋板的承載能力等級得到進(jìn)一步的提尚。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型可以采取如下技術(shù)方案:
[0008]—種桁架結(jié)構(gòu)骨架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(nèi)設(shè)置有平行于蓋板下端面的桁架結(jié)構(gòu)鋼筋骨架，所述桁架結(jié)構(gòu)鋼筋骨架距蓋板下端面及四側(cè)面10~20_，所述桁架結(jié)構(gòu)鋼筋骨架包括平行與蓋板長度方向設(shè)置的數(shù)榀鋼筋桁架以及平行于蓋板寬度方向焊接在數(shù)榀鋼筋桁架外側(cè)的若干根分布筋，每榀鋼筋桁架包括上下兩根平行設(shè)置的受力筋和多根呈折線狀焊接于兩根受力筋之間的斜腹筋。
[0009]進(jìn)一步地，所述受力筋直徑為6~20mm，且受力筋直徑比分布筋大2mm以上。
[0010]進(jìn)一步地，所述桁架結(jié)構(gòu)鋼筋骨架采用熱乳鋼筋、冷拉鋼筋或PC鋼棒。
[0011]進(jìn)一步地，所述桁架結(jié)構(gòu)骨架的超高性能混凝土蓋板的厚度大于等于80mm。
[0012]進(jìn)一步地，所述超高性能混凝土的抗壓強(qiáng)度大于等于140MPa。
[0013]本實用新型提供的桁架結(jié)構(gòu)骨架的超高性能混凝土蓋板，相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點:把傳統(tǒng)的雙層鋼筋網(wǎng)片改成桁架結(jié)構(gòu)的形式，能夠利用桁架結(jié)構(gòu)優(yōu)異的結(jié)構(gòu)受力形式，提高蓋板的整體剛度和抗剪、抗彎性能，同時能夠充分地發(fā)揮材料的力學(xué)性能，最終提高蓋板的裂縫荷載和極限承載力，使蓋板的承載能力等級得到進(jìn)一步的突破提高，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。
[0014]本實用新型將在建筑、電力領(lǐng)域發(fā)揮巨大作用，應(yīng)用前景廣闊。
【附圖說明】
[0015]圖1為一種桁架結(jié)構(gòu)鋼筋骨架超高性能混凝土蓋板的配筋主視示意圖；
[0016]圖2為一種桁架結(jié)構(gòu)鋼筋骨架超高性能混凝土蓋板的配筋俯視示意圖；
[0017]圖3為一種桁架結(jié)構(gòu)鋼筋骨架超高性能混凝土蓋板的配筋側(cè)視示意圖；
[0018]圖中所示為:1_受力筋；2_分布筋；3_超高性能混凝土層；4_斜腹筋。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型的目的作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，實施例不能在此一一贅述，但本實用新型的實施方式并不因此限定于以下實施例。
[0020]實施例1
[0021]—種桁架結(jié)構(gòu)骨架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(nèi)設(shè)置有平行于蓋板下端面的桁架結(jié)構(gòu)鋼筋骨架，所述桁架結(jié)構(gòu)鋼筋骨架距蓋板上下端面10mm，距離四側(cè)面15mm，所述桁架結(jié)構(gòu)鋼筋骨架包括平行與蓋板長度方向設(shè)置的八榀鋼筋桁架以及平行于蓋板寬度方向焊接在榀鋼筋桁架外側(cè)的若干根分布筋2，每榀鋼筋桁架包括上下兩根平行設(shè)置的受力筋I(lǐng)和多根呈折線狀焊接于兩根受力筋I(lǐng)之間的斜腹筋4。
[0022]本實施例中，所述桁架結(jié)構(gòu)鋼筋骨架采用直徑為10.7mm的PC鋼棒作為受力筋1，直徑為8mm的HPB300鋼筋作為分布筋2和斜腹筋4。所述PC鋼棒的抗拉強(qiáng)度為1400MPa。
[0023]本實施例中，所述桁架結(jié)構(gòu)骨架的超高性能混凝土蓋板的尺寸為1400mmX 500mmX 80mmo
[0024]本實施例中，所述超高性能混凝土的抗壓強(qiáng)度為145.8MPa。
[0025]本實施例中所述的桁架結(jié)構(gòu)骨架的超高性能混凝土蓋板，實測裂縫荷載為159.2kN，破壞荷載為298kN，測試方法參照中國南方電網(wǎng)《電纜溝蓋板標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)標(biāo)書》。
[0026]對于配相同數(shù)量受力筋，但未采用桁架結(jié)構(gòu)形式優(yōu)化的配筋體系，在同時進(jìn)行的對比實驗中，實測裂縫荷載為122.4kN，破壞荷載為234.6kN。
[0027]根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)可以得出:采用桁架結(jié)構(gòu)形式優(yōu)化的超高性能混凝土蓋板，其裂縫荷載和破壞荷載分別提高了 30%和27%，這在原本承載力已經(jīng)很難取得進(jìn)一步提高的情況下確實是一個很大的突破。
[0028]實施例2
[0029]—種桁架結(jié)構(gòu)骨架的超高性能混凝土蓋板的制備方法，包括步驟:
[0030]I)按照蓋板的尺寸和保護(hù)層厚度，加工八榀的鋼筋桁架，在平行豎直放置的多榀鋼筋桁架的之間用分布筋2焊接成一個整體的桁架結(jié)構(gòu)鋼筋骨架；所述蓋板的尺寸為1400mmX 500mmX 80mm ；
[0031]2)將桁架結(jié)構(gòu)鋼筋骨架吊入模具模腔內(nèi)，并使桁架結(jié)構(gòu)鋼筋骨架與蓋板上下面留出保護(hù)層厚度10mm，與模腔四側(cè)面各留出保護(hù)層厚度15mm ;
[0032]3)將拌合好的超高性能混凝土傾倒注入模具模腔中振動60秒，成型后抹平蓋板外表面，桁架結(jié)構(gòu)鋼筋骨架能被控制在蓋板內(nèi)部并留出符合要求的保護(hù)層厚度，將超高性能混凝土中所述膠凝材料、砂子、鋼纖維、水、減水劑混合，攪拌均勻，攪拌制度為先加入砂子和鋼纖維，攪拌3分鐘；再加入膠凝材料，攪拌3分鐘；最后加入水和減水劑，攪拌8分鐘；
[0033]4)將蓋板連同模具送入蒸汽養(yǎng)護(hù)室內(nèi)，環(huán)境溫度保持為40°C養(yǎng)護(hù)24小時，之后取出拆模再在85°C條件下繼續(xù)養(yǎng)護(hù)48小時，得到桁架結(jié)構(gòu)骨架的超高性能混凝土蓋板。
[0034]綜上所述，本實用新型的桁架結(jié)構(gòu)骨架的超高性能混凝土蓋板，利用桁架結(jié)構(gòu)的傳力方式，提高蓋板的抗剪和抗彎性能，而且可以充分地發(fā)揮材料的力學(xué)性能，從而提高蓋板的裂縫荷載和承載力，延長蓋板的使用壽命。
[0035]以上所述，僅為本實用新型專利較佳的實施例，但本實用新型專利的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型專利所公開的范圍內(nèi)，根據(jù)本實用新型專利的技術(shù)方案及其實用新型構(gòu)思加以等同替換或改變，都屬于本實用新型專利的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種桁架結(jié)構(gòu)骨架的超高性能混凝土蓋板，包括超高性能混凝土層(3)，其特征在于:所述超高性能混凝土層(3)內(nèi)設(shè)置有平行于蓋板下端面的桁架結(jié)構(gòu)鋼筋骨架，所述桁架結(jié)構(gòu)鋼筋骨架距蓋板下端面及四側(cè)面10~20mm，所述桁架結(jié)構(gòu)鋼筋骨架包括平行與蓋板長度方向設(shè)置的數(shù)榀鋼筋桁架以及平行于蓋板寬度方向焊接在數(shù)榀鋼筋桁架外側(cè)的若干根分布筋(2)，每榀鋼筋桁架包括上下兩根平行設(shè)置的受力筋(I)和多根呈折線狀焊接于兩根受力筋(I)之間的斜腹筋(4)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的桁架結(jié)構(gòu)骨架的超高性能混凝土蓋板，其特征在于:所述受力筋⑴直徑為6~20臟，且受力筋⑴直徑比分布筋⑵大2mm以上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的桁架結(jié)構(gòu)骨架的超高性能混凝土蓋板，其特征在于:所述桁架結(jié)構(gòu)鋼筋骨架采用熱乳鋼筋、冷拉鋼筋或PC鋼棒。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的桁架結(jié)構(gòu)骨架的超高性能混凝土蓋板，其特征在于:所述桁架結(jié)構(gòu)骨架的超高性能混凝土蓋板的厚度大于等于80mm。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的桁架結(jié)構(gòu)骨架的超高性能混凝土蓋板，其特征在于:所述超高性能混凝土的抗壓強(qiáng)度大于等于140MPa。
【專利摘要】本實用新型公開了一種桁架結(jié)構(gòu)骨架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(nèi)設(shè)置有平行于蓋板下端面的桁架結(jié)構(gòu)鋼筋骨架，所述桁架結(jié)構(gòu)鋼筋骨架距蓋板下端面及四側(cè)面10~20mm，所述桁架結(jié)構(gòu)鋼筋骨架包括平行于蓋板長度方向設(shè)置的數(shù)榀鋼筋桁架以及平行于蓋板寬度方向焊接在數(shù)榀鋼筋桁架外側(cè)的若干根分布筋，每榀鋼筋桁架包括上下兩根平行設(shè)置的受力筋和多根呈折線狀焊接于兩根受力筋之間的斜腹筋。本實用新型能夠利用桁架結(jié)構(gòu)優(yōu)異的結(jié)構(gòu)受力形式，提高蓋板的整體剛度和抗剪、抗彎性能，充分發(fā)揮材料的力學(xué)性能，最終提高蓋板的裂縫荷載和極限承載力。
【IPC分類】E04C2/06
【公開號】CN204850222
【申請?zhí)枴緾N201520323559
【發(fā)明人】楊醫(yī)博, 冼劍華, 鄭福斌, 郭文瑛, 潘文智, 黃鴻浩, 蔡鉉燁, 王恒昌, 譚志健, 劉金濤, 譚穎垚, 郭振海, 廖芮, 巴凌真
【申請人】華南理工大學(xué)
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年5月19日