裝配式空心板橋梁鉸縫用纖維增強聚合物自密實混凝土的制作方法
【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聚合物自密實混凝土。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、早期強度高、收縮小、粘結(jié)強度高和抗疲勞性能好等優(yōu)點，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聚合物自密實混凝土
【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聚合物自密實混凝土，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聚合物自密實混凝土。
【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、工程造價較低等優(yōu)點，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)生單個空心板受力現(xiàn)象，影響橋梁結(jié)構(gòu)使用安全。同時，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)，使作用在單獨空心板上的荷載比設(shè)計時的標(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)重時會斷板坍塌。導(dǎo)致空心板鉸縫產(chǎn)生病害主要有設(shè)計、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)不密實現(xiàn)象、強度達(dá)不到設(shè)計要求。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無收縮灌漿材料，普通混凝土作為鉸縫材料時，由于其收縮降低了鉸縫混凝土與空心板梁的粘結(jié)強度，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；高強無收縮灌漿材料具有早期強度高、無收縮及自密實等特點，但是高強無收縮灌漿材料存在強度高脆性大、抗疲勞性能不足等特點。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]自密實混凝土是在自身重力的作用下無需振搗即能密實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。在普通混凝土中使用纖維作為增強材料，同時采用聚合物進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、抗拉強度、疲勞強度及粘結(jié)強度。

【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混凝土進行結(jié)合形成纖維增強聚合物自密實混凝土，具有免振搗、施工方便、早期強度高、收縮小、粘結(jié)強度高和抗疲勞性能好等優(yōu)點，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聚合物自密實混凝土，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)上述的纖維增強聚合物自密實混凝土，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)上述的纖維增強聚合物自密實混凝土，所述普通硅酸鹽水泥強度等級為42.5級，所述快硬硫鋁酸鹽水泥強度等級為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)上述的纖維增強聚合物自密實混凝土，所述細(xì)集料為河砂或機制砂，細(xì)度模數(shù)為 2.5-2.8。
[0009]根據(jù)上述的纖維增強聚合物自密實混凝土，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)上述的纖維增強聚合物自密實混凝土，所述減水劑為聚羧酸高性能減水劑。
[0011]根據(jù)上述的纖維增強聚合物自密實混凝土，所述膨脹劑為UEA型混凝土膨脹劑。
[0012]根據(jù)上述的纖維增強聚合物自密實混凝土，所述鋼纖維為鍍銅鋼纖維，直徑為
0.20mm,長度為13mm,抗拉強度大于1500MPa。
[0013]根據(jù)上述的纖維增強聚合物自密實混凝土，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聚合物自密實混凝土( I)具有早期強度高的特點，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)同時可以有效地保證鉸縫混凝土的澆筑密實，Id強度即可達(dá)到施工要求，28d強度能夠滿足設(shè)計要求；(3)消除鉸縫混凝土的收縮，增強鉸縫混凝土與空心板梁體的粘結(jié)強度，提高空心板梁整體工作性能；(4)同時施工工藝簡單，減少混凝土的振搗環(huán)節(jié)，節(jié)約施工時間，具有顯著的經(jīng)濟和社會效益。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0016]實施例1
本實施例空心板橋梁鉸縫用纖維增強聚合物自密實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、粗集料投入攪拌機進行干拌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，所得纖維增強聚合物自密實混凝土各項性能指標(biāo)見表1。由表1中結(jié)果可知，纖維增強聚合物自密實混凝土可以實現(xiàn)自密實，早期強度高，28d強度滿足設(shè)計要求，同時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)強度。
[0020]表1實施例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聚合物自密實混凝土，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所述的纖維增強聚合物自密實混凝土，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所述的纖維增強聚合物自密實混凝土，其特征在于:所述普通硅酸鹽水泥強度等級為42.5級，所述快硬硫鋁酸鹽水泥強度等級為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所述的纖維增強聚合物自密實混凝土，其特征在于:所述細(xì)集料為河砂或機制砂，細(xì)度模數(shù)為2.5-2.8。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維增強聚合物自密實混凝土，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所述的纖維增強聚合物自密實混凝土，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所述的纖維增強聚合物自密實混凝土，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所述的纖維增強聚合物自密實混凝土，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，抗拉強度大于1500MPa。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維增`強聚合物自密實混凝土，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)