用于混凝土箱體結(jié)構(gòu)抵御溫差應(yīng)力的反膨脹添加劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種混凝土構(gòu)件保護(hù)技術(shù)，尤其涉及一種用于混凝土箱體結(jié)構(gòu)抵御溫差應(yīng)力的反膨脹添加劑。
【背景技術(shù)】
[0002]混凝土箱體結(jié)構(gòu)是一種在土木工程中應(yīng)用十分廣泛的結(jié)構(gòu)形式，例如，連續(xù)剛構(gòu)橋的主梁、斜拉橋和懸索橋的索塔、大跨橋梁的橋墩等；由于混凝土屬于導(dǎo)熱性能很差的材料，在日照影響下，箱體截面內(nèi)、外側(cè)經(jīng)常存在很大的溫差，這就導(dǎo)致結(jié)構(gòu)體上不同部位之間存在較大的溫差應(yīng)力，這種溫差應(yīng)力是不能避免的，也無法隨著溫差的變化而進(jìn)行變化和調(diào)整，而混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉強(qiáng)度僅有2_3Mpa，因此，由溫差應(yīng)力引起的表面開裂現(xiàn)象是混凝土箱體結(jié)構(gòu)上十分常見的病害。對于處于野外環(huán)境的混凝土結(jié)構(gòu)而言，混凝土的開裂不但直接引起結(jié)構(gòu)耐久性下降和剛度降低，而且隨著雨水及大氣中有害物質(zhì)通過裂縫侵入混凝土結(jié)構(gòu)后，將明顯加快結(jié)構(gòu)中的鋼筋銹蝕進(jìn)程，引發(fā)進(jìn)一步的嚴(yán)重開裂，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載力下降，并降低結(jié)構(gòu)使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對【背景技術(shù)】中的問題，本發(fā)明提出了一種用于混凝土箱體結(jié)構(gòu)抵御溫差應(yīng)力的反膨脹添加劑，其創(chuàng)新在于:所述反膨脹添加劑為固體顆粒狀物質(zhì)，單個顆粒為多種材料復(fù)合而成的多層囊形結(jié)構(gòu)；所述多層囊形結(jié)構(gòu)由芯層、保護(hù)層、反膨脹層和外保護(hù)層組成；所述保護(hù)層將芯層包裹在內(nèi)，反膨脹層將保護(hù)層包裹在內(nèi)，外保護(hù)層將反膨脹層包裹在內(nèi)；所述芯層采用石蠟，所述保護(hù)層采用高分子材料，所述反膨脹層采用木肩，所述外保護(hù)層采用混凝土。
[0004]本發(fā)明的原理是:石蠟是一種典型的有機(jī)類相變材料，溫度變化時，石蠟體積也會隨著溫度變化而變化，且其體積變化與溫度變化呈正相關(guān)性；木肩是一種很好的吸水材料，其吸水后體積會出現(xiàn)膨脹，當(dāng)溫度升高使木肩內(nèi)水分逃逸后，其體積又會縮??；對于混凝土構(gòu)件而言，混凝土溫度較高時，溫度較高區(qū)域的水分會因蒸發(fā)而向外逃逸，結(jié)構(gòu)體上高溫區(qū)域的含水量相對較低，基于石蠟和木肩的前述性質(zhì)，發(fā)明人考慮將石蠟和木肩封裝成囊形結(jié)構(gòu)并作為添加成分混入混凝土中，當(dāng)溫度升高時，囊形結(jié)構(gòu)周圍混凝土中的熱量就被石蠟吸收，雖然石蠟吸熱后體積會膨脹，但木肩的體積會因水分蒸發(fā)而縮減，這就抵消了石蠟的體積膨脹作用，使得囊形結(jié)構(gòu)可以在體積幾乎無變化的條件下將周圍混凝土中的熱量吸收掉，避免在混凝土中形成較大的溫差，同時也就避免了較大溫差應(yīng)力的形成；當(dāng)溫度下降時，石蠟的體積會縮減，同時，空氣中的水氣又會富集到木肩上并使木肩體積膨脹，木肩體積的膨脹又對石蠟體積的縮減形成了對沖；采用本發(fā)明方案后，可有效避免混凝土上不同部位之間出現(xiàn)較大的溫差應(yīng)力，避免構(gòu)件在溫差應(yīng)力作用下出現(xiàn)表面開裂。所述高分子材料用于將石蠟封閉在內(nèi)，同時，高分子材料的形狀還能隨著石蠟、木肩的體積變化而變化；所述外保護(hù)層用于將木肩封閉在內(nèi)，以維持囊形結(jié)構(gòu)的基本形態(tài)，同時，混凝土材質(zhì)的外保護(hù)層與混凝土的親合性較好，可以更好地與周圍的混凝土結(jié)合，且水氣也能通過外保護(hù)層滲入木肩中。
[0005]優(yōu)選地，所述高分子材料為聚乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯吡咯烷酮或環(huán)氧樹脂。
[0006]優(yōu)選地，所述木肩采用松樹肩或柏樹肩。
[0007]本發(fā)明還提出了一種混凝土結(jié)構(gòu)，包括混凝土構(gòu)件，其創(chuàng)新在于:所述混凝土構(gòu)件表面設(shè)置有溫差保護(hù)層，所述溫差保護(hù)層由混凝土和反膨脹添加劑調(diào)配而成，所述反膨脹添加劑為固體顆粒狀物質(zhì)，單個顆粒為多種材料復(fù)合而成的多層囊形結(jié)構(gòu)；所述多層囊形結(jié)構(gòu)由芯層、保護(hù)層、反膨脹層和外保護(hù)層組成；所述保護(hù)層將芯層包裹在內(nèi)，反膨脹層將保護(hù)層包裹在內(nèi)，外保護(hù)層將反膨脹層包裹在內(nèi)；所述芯層采用石蠟，所述保護(hù)層采用高分子材料，所述反膨脹層采用木肩，所述外保護(hù)層采用混凝土。
[0008]優(yōu)選地，所述高分子材料為聚乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯吡咯烷酮或環(huán)氧樹脂。
[0009]優(yōu)選地，所述木肩采用松樹肩或柏樹肩。
[0010]本發(fā)明的有益技術(shù)效果是:能避免較大的溫差應(yīng)力在混凝土構(gòu)件內(nèi)部形成，避免混凝土構(gòu)件出現(xiàn)表面開裂，對結(jié)構(gòu)體起到保護(hù)作用。
【附圖說明】
[0011]圖1、囊形結(jié)構(gòu)剖面示意圖；
圖中各個標(biāo)記所對應(yīng)的名稱分別為:芯層1、保護(hù)層2、反膨脹層3、外保護(hù)層4。
【具體實(shí)施方式】
[0012]一種用于混凝土箱體結(jié)構(gòu)抵御溫差應(yīng)力的反膨脹添加劑，其創(chuàng)新在于:所述反膨脹添加劑為固體顆粒狀物質(zhì)，單個顆粒為多種材料復(fù)合而成的多層囊形結(jié)構(gòu)；所述多層囊形結(jié)構(gòu)由芯層1、保護(hù)層2、反膨脹層3和外保護(hù)層4組成；所述保護(hù)層2將芯層I包裹在內(nèi)，反膨脹層3將保護(hù)層2包裹在內(nèi)，外保護(hù)層4將反膨脹層3包裹在內(nèi)；所述芯層I采用石蠟，所述保護(hù)層2采用高分子材料，所述反膨脹層3采用木肩，所述外保護(hù)層4采用混凝土。
[0013]進(jìn)一步地，所述高分子材料為聚乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯吡咯烷酮或環(huán)氧樹脂。
[0014]進(jìn)一步地，所述木肩采用松樹肩或柏樹肩。
[0015]一種混凝土結(jié)構(gòu)，包括混凝土構(gòu)件，其創(chuàng)新在于:所述混凝土構(gòu)件表面設(shè)置有溫差保護(hù)層，所述溫差保護(hù)層由混凝土和反膨脹添加劑調(diào)配而成，所述反膨脹添加劑為固體顆粒狀物質(zhì)，單個顆粒為多種材料復(fù)合而成的多層囊形結(jié)構(gòu)；所述多層囊形結(jié)構(gòu)由芯層1、保護(hù)層2、反膨脹層3和外保護(hù)層4組成；所述保護(hù)層2將芯層I包裹在內(nèi)，反膨脹層3將保護(hù)層2包裹在內(nèi)，外保護(hù)層4將反膨脹層3包裹在內(nèi)；所述芯層I采用石蠟，所述保護(hù)層2采用高分子材料，所述反膨脹層3采用木肩，所述外保護(hù)層4采用混凝土。
[0016]進(jìn)一步地，所述高分子材料為聚乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯吡咯烷酮或環(huán)氧樹脂。
[0017]進(jìn)一步地，所述木肩采用松樹肩或柏樹肩。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于混凝土箱體結(jié)構(gòu)抵御溫差應(yīng)力的反膨脹添加劑，其特征在于:所述反膨脹添加劑為固體顆粒狀物質(zhì)，單個顆粒為多種材料復(fù)合而成的多層囊形結(jié)構(gòu)；所述多層囊形結(jié)構(gòu)由芯層(1)、保護(hù)層(2)、反膨脹層(3)和外保護(hù)層(4)組成；所述保護(hù)層(2)將芯層(I)包裹在內(nèi)，反膨脹層(3)將保護(hù)層(2)包裹在內(nèi)，外保護(hù)層(4)將反膨脹層(3)包裹在內(nèi)；所述芯層(I)采用石蠟，所述保護(hù)層(2 )采用高分子材料，所述反膨脹層(3 )采用木肩，所述外保護(hù)層(4)采用混凝土。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于混凝土箱體結(jié)構(gòu)抵御溫差應(yīng)力的反膨脹添加劑，其特征在于:所述高分子材料為聚乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯吡咯烷酮或環(huán)氧樹脂。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于混凝土箱體結(jié)構(gòu)抵御溫差應(yīng)力的反膨脹添加劑，其特征在于:所述木肩采用松樹肩或柏樹肩。
4.一種混凝土結(jié)構(gòu)，包括混凝土構(gòu)件，其特征在于:所述混凝土構(gòu)件表面設(shè)置有溫差保護(hù)層，所述溫差保護(hù)層由混凝土和反膨脹添加劑調(diào)配而成，所述反膨脹添加劑為固體顆粒狀物質(zhì)，單個顆粒為多種材料復(fù)合而成的多層囊形結(jié)構(gòu)；所述多層囊形結(jié)構(gòu)由芯層(I)、保護(hù)層(2)、反膨脹層(3)和外保護(hù)層(4)組成；所述保護(hù)層(2)將芯層(I)包裹在內(nèi)，反膨脹層(3)將保護(hù)層(2)包裹在內(nèi)，外保護(hù)層(4)將反膨脹層(3)包裹在內(nèi)；所述芯層(I)采用石蠟，所述保護(hù)層(2 )采用高分子材料，所述反膨脹層(3 )采用木肩，所述外保護(hù)層(4 )采用混凝土。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的混凝土結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述高分子材料為聚乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯吡咯烷酮或環(huán)氧樹脂。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的混凝土結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述木肩采用松樹肩或柏樹肩。
【專利摘要】一種用于混凝土箱體結(jié)構(gòu)抵御溫差應(yīng)力的反膨脹添加劑，其創(chuàng)新在于：所述反膨脹添加劑為固體顆粒狀物質(zhì)，單個顆粒為多種材料復(fù)合而成的多層囊形結(jié)構(gòu)；所述多層囊形結(jié)構(gòu)由芯層、保護(hù)層、反膨脹層和外保護(hù)層組成；所述保護(hù)層將芯層包裹在內(nèi)，反膨脹層將保護(hù)層包裹在內(nèi)，外保護(hù)層將反膨脹層包裹在內(nèi)；所述芯層采用石蠟，所述保護(hù)層采用高分子材料，所述反膨脹層采用木屑，所述外保護(hù)層采用混凝土。本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：能避免較大的溫差應(yīng)力在混凝土構(gòu)件內(nèi)部形成，避免混凝土構(gòu)件出現(xiàn)表面開裂，對結(jié)構(gòu)體起到保護(hù)作用。
【IPC分類】C04B18-26, C04B16-04, C04B24-36, C04B18-02
【公開號】CN104844037
【申請?zhí)枴緾N201510138736
【發(fā)明人】周建庭, 吳旻, 楊娟, 郭增偉, 肖陽劍, 陳悅, 張洪, 李曼菲, 王宇
【申請人】重慶交通大學(xué)
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年3月27日