CN102173689A - 一种高铁客运专线rpc沟盖板的制备方法 - Google Patents

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陈友治
宋正林
许闽
李儒光
曹晓梅
陈有书
夏炎金
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本发明涉及一种高铁客运专线RPC沟盖板的制备方法。一种高铁客运专线RPC沟盖板的制备方法,其特征在于它包括如下步骤:1)整模;2)浆料的制备:按各原料所占重量份数为:硅酸盐水泥:100,硅灰:10,石英砂:110,活性矿物掺合料:10,石英粉:35,减水剂:2.5,水:28~31,聚丙烯纤维:0.2;将硅酸盐水泥、硅灰、石英砂、活性矿物掺合料、石英粉和聚丙烯纤维放入搅拌机搅拌;用水溶解减水剂,将减水剂溶液加入到上述搅拌机内;剩余的水加入搅拌机搅拌,得到浆料;3)震动成型;4)初凝;5)脱模;6)养护,得到高铁客运专线RPC沟盖板。该方法可改善RPC沟盖板的力学性能,增强RPC沟盖板的抗裂防渗性能和耐久性能,降低RPC沟盖板的生产成本,制备工艺简单。

Description

一种高铁客运专线RPC沟盖板的制备方法
技术领域
本发明涉及一种高铁客运专线RPC沟盖板的制备方法,属于建筑材料技术领域。
背景技术
随着近代建筑业发展的需要以及材料学相关领域的迅猛发展,水泥基复合材料得到了迅速发展,尤其是在强度方面,各种高强、超高强混凝土不断涌现。主要有:无宏观缺陷水泥(简称MDF)、超细粒聚密水泥(简称DSP)、纤维增强水泥或混凝土(简称FRO),超高强混凝土(简称UHSC),超高强活性粉末混凝土(简称RPC)等。
RPC是在保持其它几种超高强水泥基复合材料优异性能的基础上,为克服其缺陷与不足而发展起来的,因而具有更为优异的性能,也极大地拓宽了超高强水泥基复合材料的应用领域。
硅灰是配置活性粉末混凝土(RPC)必不可少的材料,是冶炼硅铁和硅工业产出的废尘,含SiO2达90%以上,有很高的活性,为制造高强、特高强水泥基材料所必需。但较低产量和高昂价格限制其成为一种广泛应用于混凝土工程之中。另外,其巨大的比表面积(约20万m2/Kg),在搅拌成型过程中需水性大,增大混凝土的黏度,使得RPC成型加工困难,同时因为硅灰的掺入量大,混凝土塑性收缩大,使得RPC的质量降低,得不到保障。
发明内容
本发明的目的是提供一种高铁客运专线RPC沟盖板的制备方法,该方法可改善RPC沟盖板的力学性能,增强RPC沟盖板的抗裂防渗性能和耐久性能,降低RPC沟盖板的生产成本,制备工艺简单。
为实现上述目的,本发明所采取的技术方案是:一种高铁客运专线RPC沟盖板的制备方法,其特征在于它包括如下步骤:
1)、整模:将模具擦拭干净后,打腊、抛光;
2)、浆料的制备:按各原料所占重量份数为:硅酸盐水泥:100,硅灰:10,石英砂:110,活性矿物掺合料:10,石英粉:35,减水剂:2.5,水:28~31,聚丙烯纤维:0.2,选取:硅酸盐水泥、硅灰、石英砂、活性矿物掺合料、石英粉、减水剂、水和聚丙烯纤维,备用;
将硅酸盐水泥、硅灰、石英砂、活性矿物掺合料、石英粉和聚丙烯纤维放入搅拌机搅拌3min;
用水总量的2/3水进行溶解减水剂,均匀搅拌,得到减水剂溶液;将减水剂溶液加入到上述搅拌机内,搅拌3min;剩余的水加入搅拌机,搅拌3min,得到浆料;
3)、震动成型:将整好的模具至于震动台上,开启震动台,将搅拌好的浆料倒入模具中,到模具深度的1/4止,铺设第一层玻璃纤维网格布,并加以滚压;然后继续注浆,达模具深度的1/2止,在纵向方向上均匀铺设钢筋;然后继续注浆料,达模具深度的3/4止,铺设第二层玻璃纤维网格布,并加以滚压,然后继续注浆直至完全成型,得到初步成型的RPC板;
4)、初凝:将初步成型的RPC板放入养护室进行养护24h,养护制度为标准养护(温度20℃,湿度90),得到初凝好的RPC板;
5)、脱模:将初凝好的RPC板从模具中脱离出来,得到脱模的RPC板;
6)、养护:将脱模的RPC板送入养护室进行蒸汽养护,养护温度为80~90℃,养护时间为24h,得到高铁客运专线RPC沟盖板。
所述高铁客运专线RPC沟盖板的长为70cm,宽为50cm,高为5cm。
所述石英砂为粒径为40~70目,SiO2含量为99.5wt%以上的石英砂。
所述石英粉为粒径为大于70目、至小于或等于140目,SiO2含量为99.5wt%以上的石英粉。
所述硅灰为粒径1μm以下,平均粒径0.1μm,SiO2含量为90wt%以上的硅灰。
所述活性矿物掺合料为粒径10μm以下,平均粒径5μm,SiO2含量为90wt%以上的硅微粉。
所述聚丙烯纤维为单丝纤维度为0.5~20dtex,单丝长度为9~11mm的聚丙烯纤维。
所述玻璃纤维网格布为玻璃纤维(耐碱)网布,武汉市北鑫基布有限公司生产,其网目规格为4×4mm。
所述减水剂为萘系高效减水剂FDN(或称萘系FDN高效减水剂、FDN萘系高效减水剂),减水率为20%以上。
本发明的方法引入一种活性矿物掺合料(硅微粉)在RPC中部分取代硅灰,使得能够很好的解决因硅灰掺量太大引起的需水性大,塑性收缩高,成本昂贵等缺点。该硅微粉是一种天然的火山灰矿物掺合料,粒径10μm以下,平均粒径5μm,SiO2含量为90wt%以上;其需水性小,同时和减水剂一起具有很好的减水增塑效果,改善RPC的工作性能,使得RPC沟盖板成型加工容易,硅微粉的粒度大小刚好可以填充在水泥和硅灰空隙中,增强RPC的密实性,提高RPC的力学性能和耐久性能。同时硅微粉的生产成本比硅灰的成本要低很多,在RPC中用硅微粉部分取代硅灰能够在保证RPC沟盖板性能的前提下又可以很好的降低生产成本。总结以上优点,在RPC沟盖板中引入硅微粉具有很高的性能和经济效益。
本发明的有益效果是:该方法可改善RPC沟盖板的力学性能,增强RPC沟盖板的抗裂防渗性能和耐久性能,降低RPC沟盖板的生产成本,制备工艺简单。
本发明利用RPC制成的沟盖板的强度、韧性、耐久性以及原材料组成的环保性能均高于普通或高强混凝土材料;经试验测定,其氯离子渗透性在6~9库仑间波动,说明RPC沟盖板具有良好的抗裂防渗性能;材料断裂韧性达20000~40000J/m2,说明RPC沟盖板的韧性强;其抗压强度为高强混凝土的2~4倍,抗折强度为高强混凝土的4~6倍,说明RPC沟盖板具有优异的力学性能。同等承载力条件下不同混凝土材料的生态性能比较:
1、RPC沟盖板具有高强度、高安全性和高可靠性。
2、RPC沟盖板具有高耐久性,使用过程中无须维护,使用期间维修费用极低。3、RPC沟盖板具有轻质的特点,大大降低了桥面的二期载重。由于掺入活性矿物掺合料的混凝土材料具有的超高强度,同样承载力下,本发明的盖板厚度仅为普通钢筋混凝土盖板厚度的1/2左右,重量也同样仅为普通钢筋混凝土盖板重量的1/2左右。
4、RPC沟盖板易于造型、外形美观,景观效果远好于普通钢筋混凝土盖板。
5、RPC沟盖板造价低,耐久性好,在整个使用寿命期内综合成本显著降低。
附图说明
图1是本发明的生产工艺流程图;
图2是本发明的高铁客运专线RPC沟盖板的结构示意图(局部剖视)。
图2中:1-第一层玻璃纤维网格布,2-钢筋,3-第二层玻璃纤维网格布。
具体实施方式
如图1、图2所示,一种高铁客运专线RPC沟盖板的制备方法,它包括如下步骤:
1)、整模:用抹布将模具仔细擦拭干净,然后均匀打上一层有机腊,如meguiars mirror giaze no 8 maximum mold release wax(美光牌镜面光滑剂8号模具融蜡),并用干绸布进行抛光;
2)、浆料的制备:按各原料所占重量份数为:硅酸盐水泥:100,硅灰:10,石英砂:110,活性矿物掺合料(即硅微粉):10,石英粉:35,减水剂:2.5,水(纯净水):28~31,聚丙烯纤维:0.2,选取:硅酸盐水泥、硅灰、石英砂、活性矿物掺合料、石英粉、减水剂、水和聚丙烯纤维,备用;
将硅酸盐水泥、硅灰、石英砂、活性矿物掺合料、石英粉和聚丙烯纤维放入搅拌机搅拌3min(得到固体物料,位于搅拌机内);
用水总量的2/3水进行溶解减水剂(在容器中进行溶解),均匀搅拌,得到减水剂溶液;将减水剂溶液加入到上述搅拌机内,搅拌3min;用剩余的水清洗容器中减水剂溶液的剩余量并将洗液加入搅拌机,搅拌3min,得到浆料;
3)、震动成型:将整好的模具至于震动台上,开启震动台,将搅拌好的浆料倒入模具中,到模具深度的1/4止,铺设第一层玻璃纤维网格布1,并稍微加以滚压;然后继续注浆,达模具深度的1/2止,在纵向方向(即长度方向)上均匀铺设钢筋2(钢筋的直径为4~6mm,钢筋与钢筋之间的间距为10cm,本实施例采用四根钢筋);然后继续注浆料,达模具深度的3/4止,铺设第二层玻璃纤维网格布3,并稍微加以滚压,然后继续注浆直至完全成型,得到初步成型的RPC板(还在模具中);
4)、初凝:将初步成型的RPC板放入养护室进行养护24h,养护制度为标准养护(温度20℃,湿度90),得到初凝好的RPC板(还在模具中);
5)、脱模:将初凝好的RPC板从模具中脱离出来,得到脱模的RPC板;
6)、养护:将脱模的RPC板送入养护室进行蒸汽养护,养护温度为80~90℃,养护时间为24h,得到高铁客运专线RPC沟盖板。
所述高铁客运专线RPC沟盖板的长为70cm,宽为50cm,高为5cm。
所述石英砂为粒径为40~70目(包含70目),SiO2含量为99.5wt%以上的石英砂。
所述石英粉为粒径为大于70目、至小于或等于140目(即不包含70目),SiO2含量为99.5wt%以上的石英粉。
所述硅灰为粒径1μm以下,平均粒径0.1μm,SiO2含量为90wt%以上的硅灰。
所述活性矿物掺合料为粒径10μm以下,平均粒径5μm,SiO2含量为90wt%以上的硅微粉。
所述聚丙烯纤维为单丝纤维度为0.5~20dtex,单丝长度为9~11mm的聚丙烯纤维。
所述玻璃纤维网格布为玻璃纤维(耐碱)网布,武汉市北鑫基布有限公司生产,其网目规格为4×4mm。
所述减水剂为萘系高效减水剂FDN(或称萘系FDN高效减水剂、FDN萘系高效减水剂),减水率为20%以上。
震动过程中可选择加压震动。
本实施例制成的高铁客运专线RPC沟盖板的强度、韧性、耐久性以及原材料组成的环保性能均高于普通或高强混凝土材料。其氯离子渗透性在6~9库仑间波动,说明RPC沟盖板具有良好的抗裂防渗性能;材料断裂韧性达20000~40000J/m2,说明RPC沟盖板的韧性强;其抗压强度为高强混凝土的2~4倍,抗折强度为高强混凝土的4~6倍,说明RPC沟盖板具有优异的力学性能。

Claims (7)

1.一种高铁客运专线RPC沟盖板的制备方法,其特征在于它包括如下步骤:
1)、整模:将模具擦拭干净后,打腊、抛光;
2)、浆料的制备:按各原料所占重量份数为:硅酸盐水泥:100,硅灰:10,石英砂:110,活性矿物掺合料:10,石英粉:35,减水剂:2.5,水:28~31,聚丙烯纤维:0.2,选取硅酸盐水泥、硅灰、石英砂、活性矿物掺合料、石英粉、减水剂、水和聚丙烯纤维,备用;
将硅酸盐水泥、硅灰、石英砂、活性矿物掺合料、石英粉和聚丙烯纤维放入搅拌机搅拌3min;
用水总量的2/3水进行溶解减水剂,均匀搅拌,得到减水剂溶液;将减水剂溶液加入到上述搅拌机内,搅拌3min;剩余的水加入搅拌机,搅拌3min,得到浆料;
3)、震动成型:将整好的模具至于震动台上,开启震动台,将搅拌好的浆料倒入模具中,到模具深度的1/4止,铺设第一层玻璃纤维网格布,并加以滚压;然后继续注浆,达模具深度的1/2止,在纵向方向上均匀铺设钢筋;然后继续注浆料,达模具深度的3/4止,铺设第二层玻璃纤维网格布,并加以滚压,然后继续注浆直至完全成型,得到初步成型的RPC板;
4)、初凝:将初步成型的RPC板放入养护室进行养护24h,养护制度为标准养护,得到初凝好的RPC板;
5)、脱模:将初凝好的RPC板从模具中脱离出来,得到脱模的RPC板;
6)、养护:将脱模的RPC板送入养护室进行蒸汽养护,养护温度为80~90℃,养护时间为24h,得到高铁客运专线RPC沟盖板。
2.根据权利要求1所述的一种高铁客运专线RPC沟盖板的制备方法,其特征在于:所述石英砂为粒径为40~70目,SiO2含量为99.5wt%以上的石英砂。
3.根据权利要求1所述的一种高铁客运专线RPC沟盖板的制备方法,其特征在于:所述石英粉为粒径为大于70目、至小于或等于140目,SiO2含量为99.5wt%以上的石英粉。
4.根据权利要求1所述的一种高铁客运专线RPC沟盖板的制备方法,其特征在于:所述硅灰为粒径1μm以下,平均粒径0.1μm,SiO2含量为90wt%以上的硅灰。
5.根据权利要求1所述的一种高铁客运专线RPC沟盖板的制备方法,其特征在于:所述活性矿物掺合料为粒径10μm以下,平均粒径5μm,SiO2含量为90wt%以上的硅微粉。
6.根据权利要求1所述的一种高铁客运专线RPC沟盖板的制备方法,其特征在于:所述聚丙烯纤维为单丝纤维度为0.5~20dtex,单丝长度为9~11mm的聚丙烯纤维。
7.根据权利要求1所述的一种高铁客运专线RPC沟盖板的制备方法,其特征在于:所述减水剂为萘系高效减水剂FDN,减水率为20%以上。
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