超高性能水泥基h型型材的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種裝配式水泥基H型型材，更具體的說(shuō)，設(shè)及一種由超高性能水泥 基復(fù)合材料誘筑的超高性能水泥基H型型材。
【背景技術(shù)】
[0002] 普通混凝±由于強(qiáng)度低脆性大，制成的結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面大，施工便捷性差，所W尚未 出現(xiàn)類似于鋼結(jié)構(gòu)型材運(yùn)樣輕巧便捷的裝配式型材構(gòu)件。超高性能水泥基復(fù)合材料的出現(xiàn) 使裝配式水泥基型材成為可能。超高性能水泥基復(fù)合材料通過(guò)纖維增強(qiáng)配筋等技術(shù)，使超 高性能水泥基型材取得類似型鋼的材料構(gòu)件性能，應(yīng)用于裝配式建筑的梁、柱、粧等結(jié)構(gòu)， 使建筑物具有類似于鋼結(jié)構(gòu)的輕便性和建造速度，但擁有高于鋼結(jié)構(gòu)型材的耐腐蝕耐火性 能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種由超高性能水泥基復(fù)合材料誘筑的超高性能水泥基H 型型材，具有腹板和翼緣，該水泥基H型型材的高度尺寸設(shè)為H、將上述翼緣的寬度尺寸設(shè) 為B、將腹板的厚度設(shè)為ti、將翼緣的厚度設(shè)為t2、將腹板和翼緣交接處用圓弧進(jìn)行倒角 處理，半徑設(shè)為Ri、將翼緣靠近腹板的的直角邊用圓弧進(jìn)行倒角處理，半徑設(shè)為R2、將翼緣 的上下表面的直角邊用圓弧進(jìn)行倒角處理，半徑設(shè)為Rs時(shí)，滿足：H/B= 0. 8~3;ti/B= 0. 03 ~0. 2 !tz/H= 0. 03 ~0. 2 ;Ri/B= 0. 05 ~0. 5 化八2二 0.I~0. 5 ;尺3/尺2《1。
[0004] 如上所述的超高性能水泥基H型型材，其特征在于橫截面H可W隨著型材長(zhǎng)度L 發(fā)生變化，滿足H=k?L+H。，成為變截面型材，其中，k《0. 5,H。為型材的初始高度。
[0005] 如上所述的超高性能水泥基H型型材，其特征在于超高性能水泥基復(fù)合材料包含 膠凝材料、外加劑和水，所述膠凝材料為水泥和礦物滲合料，所述水泥為強(qiáng)度等級(jí)為42. 5 及W上的P?I、P?II或P? 0代號(hào)水泥，本發(fā)明不排除在特殊情況下，使用其他類型的水泥 依照本發(fā)明所述的方法進(jìn)行制備高性能水泥基材料。所述礦物滲合料為娃灰、粉煤灰或礦 粉的兩種或=種；
[0006]其中，水泥用量占超局性能水泥基復(fù)合材料體積的20~70%，所述礦物滲合料占 超高性能水泥基復(fù)合材料體積的10~60%;
[0007] 所述膠凝材料各組分的配比分?jǐn)?shù)通過(guò)理想堆積曲線和膠凝材料各組分的粒徑累 計(jì)分布曲線進(jìn)行數(shù)值分析計(jì)算；
[0008] 1)所述理想堆積曲線公式為：
[000引 Psd= A+(IOO-A) ? (d/D max)。瓜；
[0010] 其中，Pgd為顆粒通過(guò)篩孔的百分比，A為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，d為篩孔直徑，Dm。、為顆粒的最 大粒徑；
[0011] 經(jīng)驗(yàn)常數(shù)A的取值根據(jù)超高性能水泥基復(fù)合材料的設(shè)計(jì)巧落度或設(shè)計(jì)擴(kuò)展度要 求通過(guò)公式確定：
[001引 當(dāng)h《220mm時(shí)，A= 5 ?h/h0，
[001 引 當(dāng)h> 220mm時(shí)，A= 5 ?Q-h)A0，
[0014]I為擴(kuò)展度設(shè)計(jì)值，h為巧落度設(shè)計(jì)值，h。為巧落度桶的高度300mm;
[0015] 2)膠凝材料各組分的粒徑累計(jì)分布曲線：
[0016] 對(duì)膠凝材料中所需的組分水泥、娃灰、粉煤灰和礦粉經(jīng)測(cè)試的得到各自累計(jì)分布 曲線f。(d)、fsf(d)、ffa(d)和fbs(d);
[0017] 3)數(shù)值分析計(jì)算如下：
[0018] 設(shè)水泥占膠凝材料總量的體積分?jǐn)?shù)為X。、娃灰占膠凝材料總量的體積分?jǐn)?shù)為Xgf、 粉煤灰占膠凝材料總量的體積分?jǐn)?shù)為Xf。和礦粉占膠凝材料總量的體積分?jǐn)?shù)為Xb.，且滿足 XcG[0. 250, 0. 875]、狂Sf巧fa+XjG[0. 125, 0. 750]、Xc巧Sf巧fa+Xbs= 1 ;
[0019] 設(shè)定混合后膠凝材料的粒徑累計(jì)分布曲線為：
[0020] P = Xcf。(d) +Xsff Sf (d) +Xfaf fa (d) +Xbs fbs (d)，
[0021] 對(duì)各組分的體積分?jǐn)?shù)Xc、Xsf、Xfa和XbsW0.OOl~0.Ol為步長(zhǎng)，在各自的取值范圍 內(nèi)窮舉計(jì)算P，比較曲線P和Psd,計(jì)算相同縱坐標(biāo)所對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)粒徑d的標(biāo)準(zhǔn)差，取標(biāo)準(zhǔn) 差最小的X。、Xgf、Xf。和XJt作為膠凝材料的各組分配比分?jǐn)?shù)；當(dāng)使用兩種礦物滲合料時(shí)， 則需要略去沒(méi)有使用的滲合料對(duì)應(yīng)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和分布曲線；
[0022] 對(duì)應(yīng)無(wú)膠凝活性的填料，如石粉，由于其粒徑基本落在滲合料的粒徑區(qū)間，在某些 場(chǎng)合需要使用時(shí)，可W按照上述礦物滲合料的計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算體積分?jǐn)?shù)；
[0023] 水的用量與膠凝材料的質(zhì)量比W/B為0. 1~0. 4,其中W表不水的用量，B表不膠 凝材料質(zhì)量；
[0024] 按計(jì)算所得配比配制的超高性能水泥基復(fù)合材料拌和后，流動(dòng)性性能如下：
[00巧]巧落度GB/T50080 : >IOmm;
[0026]或擴(kuò)展度GB/T50080 450mm;
[0027] 擴(kuò)展度的值只有在高流動(dòng)度即巧落度> 220mm時(shí)才測(cè)試，此時(shí)混凝±流動(dòng)性W擴(kuò) 展度為準(zhǔn)；
[002引材料硬化后性能如下：
[0029] 抗壓強(qiáng)度，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d:> 170MPa。
[0030] 進(jìn)行熱處理養(yǎng)護(hù)時(shí)，可W提高材料的抗壓強(qiáng)度。熱處理方法為：凝固后在20±2°C 下靜置2~24小時(shí)，然后在85±5°C下靜置24~48小時(shí)。進(jìn)行熱處理后材料的抗壓強(qiáng)度 達(dá)到220MPaW上。
[0031] 根據(jù)權(quán)利要求3所述的超高性能水泥基復(fù)合材料，其特征在于，所述縱坐標(biāo)依最 大值100%等分選取，至少取5個(gè)值。
[0032] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案：
[0033] 如上所述的超高性能水泥基復(fù)合材料，其特征在于，所述的W/B為0. 12至0. 28。
[0034] 如上所述的超高性能水泥基復(fù)合材料，其特征在于，所述水泥符合國(guó)標(biāo)《通用娃酸 鹽水泥》GB175 ;所述娃灰符合《砂漿和混凝±用娃灰》GB/T27690 ;所述粉煤灰符合《用于 水泥和混凝±的粉煤灰》GB/T1596 ;所述礦粉符合《用于水泥和混凝±中的?；郀t礦渣 粉》GB/T18046;水符合《混凝±用水標(biāo)準(zhǔn)》JGJ63。
[0035] 如上所述的超高性能水泥基復(fù)合材料，其特征在于，所述超所述外加劑為減水劑、 消泡劑、增稠劑、早強(qiáng)劑、緩凝劑或減縮劑一種或者幾種的組合，減水劑選用減水率25%W上的減水劑，滲量為所述膠凝材料質(zhì)量的0. 5%~5%，消泡劑滲量為膠凝材料的0. 08%~ 2 %，增稠劑滲量為膠凝材料的0. 005 %~0. 5 %，緩凝劑滲量為水泥材料0. 005 %~1. 5 %， 減縮劑滲量為膠凝材料的0. 1 %~5 %。
[0036] 如上所述的超高性能水泥基復(fù)合材料，其特征在于，所述減水劑的減水率為30% W上，滲量為所述膠凝材料質(zhì)量的0. 8%~3%。
[0037] 如上所述的超高性能水泥基復(fù)合材料，其特征在于，所述超高性能水泥基復(fù)合材 料中還添加骨料，為細(xì)骨料或者細(xì)骨料和粗骨料的混合物；所述骨料與所述膠凝材料的體 積比為0. 5~2. 5。
[0038] 細(xì)骨料為天然砂或人工砂，細(xì)度模數(shù)為1. 2~3. 5,堆積密度為1. 1~2. Ig/cm3; 表觀密度為1. 8~3. Og/cm3。
[0039] 粗骨料為碎石或卵石，粒徑為5~15mm ;堆積密度為1. 1~2. Ig/cm3;表觀密度為 1. 8~3. Og/cm];
[0040] 對(duì)于使用連續(xù)級(jí)配的骨料，配制細(xì)骨料和粗骨料的混合物時(shí)，計(jì)算出細(xì)骨料正好 填充粗骨料空隙的砂率值，W此砂率值確定粗骨料和細(xì)骨料的比例；
[0041] 對(duì)于使用間斷級(jí)配的骨料，骨料的比例通過(guò)理想堆積曲線和各種骨料的累計(jì)分布 曲線進(jìn)行數(shù)值分析計(jì)算；
[0042] 1)所述堆積曲線公式為：
[004引PsdA=b+(l00-b) ?(CUzKJ"瓜；
[0044] 其中，為骨料顆粒通過(guò)篩孔的百分比，b為骨料經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，CU為骨料篩孔直徑， Da"。、為骨料顆粒的最大粒徑；
[0045] 經(jīng)驗(yàn)常數(shù)b的取值根據(jù)超高性能水泥基復(fù)合材料的巧落度或擴(kuò)展度要求通過(guò)公 式確定：
[0046]當(dāng)h《220mm時(shí)，b= 5 ?h/h〇，
[0047]當(dāng)h> 220mm時(shí)，b= 5 ?G-h)/h〇，
[0048]I為擴(kuò)展度設(shè)計(jì)值，h為巧落度設(shè)計(jì)值，h。為巧落度桶的高度300mm;
[0049] 2)各種骨料的顆粒累計(jì)分布曲線：
[0050] 對(duì)骨料中所需的砂和石子經(jīng)篩分測(cè)試得到各自的累計(jì)分布曲線f.m(d)和t"(d); [005dfsm(d)為m# 級(jí)配砂，m=I~5 ;
[005引fm(d)為n#級(jí)配石子，n=1~5 ;當(dāng)不需要石子時(shí)，則不考慮石子的累計(jì)分布曲 線；
[0053] 3)數(shù)值分析計(jì)算如下：
[0054] 設(shè)m#級(jí)配砂占骨料總量的體積分?jǐn)?shù)為X,m、和n#級(jí)配石子占骨料總量的體積分?jǐn)?shù) 為XfD,且滿足E Xsm+E Xrn= 1;
[00巧]設(shè)定混合后骨料的粒徑累計(jì)分布曲線為：
[0056]Pa=E Xsmfsm(d) +E Xrnfrn(d);
[0057] 對(duì)各組分的體積分?jǐn)?shù)X,m和Xf。W0.OOl~0. 05為步長(zhǎng)，在各自的取值范圍內(nèi)窮舉 計(jì)算Pa,比較曲線Pa和PgdA，計(jì)算相同縱坐標(biāo)所對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)粒徑dA的標(biāo)準(zhǔn)差，取標(biāo)準(zhǔn)差最 小的Xgm和X f。值作為骨料的各組分配比分?jǐn)?shù)。
[0058]如上所述的超高性能水泥基復(fù)合材料，所述縱坐標(biāo)依最大值100%等分選取，至少 取5個(gè)值。
[0059]如上所述的超高性能水泥基復(fù)合材料，所述細(xì)骨料的細(xì)度模數(shù)為2. 4~2. 8。
[0060]如上所述的超高性能水泥基復(fù)合材料，所述碎石為玄武巖或花崗巖。
[0061]如上所述的超高性能水泥基復(fù)合材料