CN104805963B - 一种超高性能水泥垫块制备方法 - Google Patents

一种超高性能水泥垫块制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种超高性能水泥垫块,所述垫块包括一体式的平板状平面体和支撑腿,所述支撑腿均匀设置于所述平面体下部。垫块本身是用超高性能混凝土来制备,得到的桌子形垫块;本发明还提供了一种超高性能水泥垫块的制备方法。本发明混凝土抗压强度可达100~180MPa;抗渗等级超过P20、电通量≤500C、氯离子扩散系数≤1.5×10‑12m2/s、抗硫酸盐等级超过KS150,抗冻等级超过F400,具备优异的力学性能和超高的耐久性,可适用于超高层建筑、腐蚀性环境下的建筑或特殊结构等工程中。

Description

一种超高性能水泥垫块制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料领域,特别涉及一种超高性能水泥垫块制备方法。
背景技术
垫块是一种在钢筋混凝土结构中常用的构件;在浇筑混凝土前,放置在钢筋与模板之间,用来固定钢筋的位置,从而确保混凝土保护层厚度符合设计及施工要求。由于垫块最后形成保护层的一部分,因此垫块性能也是影响钢筋混凝土结构耐久性的重要因素。
国内常见的垫块品种主要包括塑料垫块、水泥垫块;与水泥垫块相比,塑料垫块的耐久性、耐火性较差,且热膨胀系数与钢筋相差较大,直接影响到结构的质量及使用。因此塑料垫块从2013年开始使用受到限制,并全面推广水泥垫块。
现有水泥垫块主要存在的问题有:
(1)现有垫块对强度关注较多,对耐久性关注较少,其耐久性较差。当结构处于氯盐等腐蚀性环境中时,氯离子容易侵入,致使钢筋发生锈蚀,造成混凝土结构耐久性和安全性问题.
(2)现有垫块与浇筑混凝土的接触面大,界面容易形成贯通孔隙,成为混凝土结构的薄弱环节,不利于结构的耐久性。
(3)现有垫块基本为实心块体。在浇筑完混凝土后,垫块容易外露,形成疤痕,影响清水混凝土结构整体的美观性。
发明内容
为了解决上述问题,本发明的目的在于提供一种耐久性强、与浇筑混凝土界面少、对混凝土外观影响小的超高性能混凝土垫块。
本发明的目的主要通过以下的技术方案来实现。
一种超高性能水泥垫块,所述垫块包括一体式的平板状平面体和支撑腿,所述支撑腿均匀设置于所述平面体下部,所述垫块底部被挖空,其外观形状为桌子形。
进一步地,所述平面体轮廓为方形或圆形。
进一步地,所述支撑腿的数量为2个以上。
进一步地,所述平面体的厚度为10-30mm。
进一步地,所述支撑腿的高度为25~70mm。
进一步地,所述平面体的中心区沿其任一对称轴对称地贯穿地设置有2~4个直径小于等于5mm的孔洞,
或者,
所述平面体的中心区,沿其任一对称轴水平设置有凹槽。
本发明还提供了一种超高性能水泥垫块的制备方法,包括步骤:
步骤1、根据垫块的外观尺寸,计算出所需超高性能混凝土的用量;
步骤2、制备超高性能混凝土,所制备的超高性能混凝土流动度高于180mm,将所制备的混凝土布入模具中,接着振动成型垫块;
步骤3、对所述垫块的平面体上表面进行平整处理;
步骤4、在超高性能混凝土凝结硬化前,在平面体中心区沿任一中轴线,对称地扎取2个孔洞或压制出凹槽,以备后续现场绑扎钢筋时穿插绑丝。
进一步地,所述步骤2具体包括:
步骤201、制备超高性能混凝土,其中,胶凝材料与石英砂的质量比为1:0.8~2.0,水与胶凝材料的质量比为0.14~0.25:1,减水剂用量为胶凝材料质量的1.0~3.0%,微细钢纤维质量为胶凝材料用量的3%~15%,胶凝材料中水泥质量百分比为90%~40%,余量为矿物掺合料,
或者,
所述超高性能混凝土中胶凝材料与石英砂的质量比为1:0.8~2.0,水与胶凝材料的质量比为0.14~0.25:1,减水剂用量为胶凝材料质量的1.0~3.0%,有机纤维质量为胶凝材料用量的0.1%~0.5%,胶凝材料中水泥质量百分比为90%~40%,余量为矿物掺合料。
步骤202、将制备的超高性能混凝土布入模具中,振动直到超高性能混凝土将模具的支撑腿浇注腔填满;
步骤203、继续振动,直到成型。本方案的混凝土抗压强度不低于100MPa;抗渗等级不低于P20、电通量≤500C、氯离子扩散系数≤1.5×10-12m2/s、抗硫酸盐等级不低于KS150,抗冻等级不低于F400。
进一步地,所述步骤2具体包括:
步骤211、制备用于浇注平面体一半厚度部分及支撑腿的第一混凝土,其中,所述第一混凝土胶凝材料与石英砂的质量比为1:0.8~2.0,水与胶凝材料的质量比为0.14~0.25:1,减水剂用量为胶凝材料质量的1.0~3.0%,微细钢纤维质量为胶凝材料用量的3%~15%。胶凝材料中水泥质量百分比为90%~40%,余量为矿物掺合料。
步骤212、将制备的第一混凝土按需要量进行第一次布料,布料结束后,振动让第一混凝土将模具的支撑腿浇注腔填满;
步骤213、在第一次布料的同时,制备用于浇注平面体另一半厚度部分的第二混凝土,其中,所述第二混凝土中胶凝材料与石英砂的质量比为1:0.8~2.0,水与胶凝材料的质量比为0.14~0.25:1,减水剂用量为胶凝材料质量的1.0~3.0%,有机纤维质量为胶凝材料用量的0.1%~0.5%。胶凝材料中水泥质量百分比为90%~40%,余量为矿物掺合料;
步骤214、将第二混凝土均匀摊铺在第一混凝土上,再振动成型,本方案掺有机纤维的混凝土厚度不超过垫块平面体厚度的50%,同时混凝土抗压强度不低于100MPa;抗渗等级不低于P20、电通量≤500C、氯离子扩散系数≤1.5×10-12m2/s、抗硫酸盐等级不低于KS150,抗冻等级不低于F400。
进一步地,所述的有机纤维为PVA纤维或超高分子量聚乙烯纤维。
与现有技术相比,本发明的垫块及其制备工艺的优点有:
(1)本发明的垫块,采用了超高性能混凝土来制备,垫块的耐久性得到了大幅度的提高,能满足绝大多数环境要求。
(2)本发明的混凝土垫块,由于超高性能混凝土的抗压强度高,且掺有纤维,能够采用下部掏空的结构形式。结构形式采用下部掏空,与实心垫块相比,可减少30%~70%的混凝土用量,降低垫块成本。
(3)本发明的混凝土垫块,下部掏空,现场浇筑过程中,混凝土可以将垫块包在中间,从而减少垫块与浇筑混凝土的界面;同时能够尽可能的减少垫块在混凝土表面的外露,提高混凝土结构的美观程度。
(4)为了防止钢纤维外漏影响施工人员的安全,本发明对混凝土的流动度加以严格的控制,其中流动度值不低于180mm;并可采用分层布料的工艺,进一步减少钢纤维的外露。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图。
图2为本发明实施例2的结构示意图。
图3为本发明实施例3的结构示意图。
图中所示为:1-平面体;2-支撑腿;3-孔洞;4-凹槽。
具体实施方法
下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细描述,但本发明的实施方式不限于此,对于未特别注明的工艺参数,可参照常规技术进行。
实施例1
如图1所示,一种超高性能水泥垫块,包括一体式的方形平板状平面体1和支撑腿2,所述支撑腿2均匀设置于所述平面体1下部,所述垫块外观形状为“方形桌子”,所述平面体1的中心区沿其任一对称轴对称地贯穿地设置有2个直径4mm的孔洞3,其中上部的平面体1的长度和宽度均为650mm,厚度为30mm;支撑腿2为四条,高度为70mm,宽度为20mm,位于平面体1的四个角下方。
本实施例的超高性能水泥垫块的制备方法,包括步骤:
步骤S101、根据垫块的外观尺寸,计算出用于浇注所述平面体1一半厚度部分及四条支撑腿2的第一混凝土和用于浇注平面体1另一半厚度部分的第二混凝土用量;
步骤S102、制备第一混凝土,其中,所述第一混凝土中胶凝材料质量为10kg,胶凝材料与石英砂的质量比为1:0.80,水与胶凝材料质量比为0.14,胶凝材料中水泥质量百分比为70%,余量为矿物掺合料,减水剂用量为胶凝材料质量的3.0%,微细钢纤维质量为胶凝材料用量的15%。所制备的第一混凝土流动度为186mm;
步骤S103、将所制备的第一混凝土布入模具中,接着将模具放在振动台上振动1-2min,让混凝土将四个支撑腿2填满;
步骤S104、在第一次布料的同时,制备用于浇注平面体1另一半厚度部分的第二混凝土,其中,所述第二混凝土中胶凝材料质量为10kg,胶凝材料与石英砂的质量比为1:0.80,水与胶凝材料的质量比比为0.14,胶凝材料中水泥质量百分比为70%,余量为矿物掺合料,减水剂用量为胶凝材料质量的为3.0%,PVA纤维质量为胶凝材料用量的0.1%,所制备的第二混凝土流动度为218mm;
步骤S105、将制备的第二混凝土均匀摊铺在第一混凝土上,再振动2~3min;
步骤S106、对所述垫块的平面体1上表面用灰刀进行平整处理;
步骤S107、在混凝土凝结硬化前,在平面体1中心区沿任一中轴线,用直径为4mm的钢丝对称地扎取2个孔洞3,以备后续现场绑扎钢筋时穿插绑丝。
本实施例制备的垫块在硬化后,第一混凝土和第二混凝土为超高性能混凝土,其3d抗压强度分别能达到180MPa、168MPa,具有超高耐久性、较高抗冲击能力,重量轻,用料少。
实施例2
如图2所示,一种超高性能水泥垫块,包括一体式的方形平板状平面体1和支撑腿2,所述支撑腿2均匀设置于所述平面体1下部,所述垫块外观形状为“方形桌子”,所述平面体1的中心区沿其对称轴水平地设置直径为25mm的凹槽4,以便安放钢筋,其中上部的平面体1的长度和宽度均为650mm,厚度为30mm;支撑腿2为两条,对称地设置于平面体1两相对边的下方,其高度为40mm,长度和宽度分别为650mm和15mm,
本实施例的超高性能水泥垫块的制备方法,包括步骤:
步骤S201、根据垫块的外观尺寸,计算出用于浇注所述平面体1及两条支撑腿2的混凝土用量;
步骤S202、制备混凝土,其中,所述混凝土中胶凝材料质量为10kg,胶凝材料与石英砂的质量比为1:1.05,水与胶凝材料的质量比为0.16,胶凝材料中水泥质量百分比为40%,余量为矿物掺合料,减水剂用量为胶凝材料质量的2.5%,超高分子量聚乙烯纤维质量为胶凝材料用量的0.5%,所制备的混凝土流动度为196mm;
步骤S203、将所制备的混凝土布入模具中,接着将模具放在振动台上振动1-2min,让混凝土将两条支撑腿2填满;
步骤S204、继续振动2~3min,直到成型;
步骤S205、对所述垫块的平面体1上表面用灰刀进行平整处理;
步骤S206、在混凝土凝结硬化前,用直径为25mm的圆钢在平面体1的中心区,沿对称轴压制出凹槽4,以便安放钢筋。
本实施例制备的垫块在硬化后,混凝土为超高性能混凝土,其3d抗压强度能达到142MPa,具有超高耐久性、较高抗冲击能力,重量轻,用料少。
实施例3
如图3所示,一种超高性能水泥垫块,包括一体式的圆形平板状平面体1和支撑腿2,所述支撑腿2均匀设置于所述平面体1下部,所述垫块外观形状为“圆形桌子”,所述平面体1的中心区沿其对称轴对称地贯穿地设置有2个直径4mm的孔洞3,所述平面体1的直径为650mm,厚度为10mm;支撑腿2为三条,其高度为25mm,宽度为15mm,均匀设置于平面体1的下方。
本实施例的超高性能水泥垫块的制备方法,包括步骤:
步骤S301、根据垫块的外观尺寸,计算出用于浇注所述平面体1及三条支撑腿2的混凝土用量;
步骤S302、制备混凝土,其中,所述混凝土中胶凝材料质量为10kg,胶凝材料与石英砂的质量比为1:2.00,水与胶凝材料的质量比为0.25,胶凝材料中水泥质量百分比为90%,余量为矿物掺合料,减水剂用量为胶凝材料质量的1.0%,微细钢纤维质量为胶凝材料用量的3%,所制备的混凝土流动度为210mm;
步骤S303、将所制备的混凝土布入模具中,接着将模具放在振动台上振动1-2min,让混凝土将三条支撑腿2填满;
步骤S304、继续振动2~3min,直到成型;
步骤S305、对所述垫块的平面体1上表面用灰刀进行平整处理,剔除表面的微细钢纤维;
步骤S306、在混凝土凝结硬化前,在平面体1中心区沿任一中轴线,用直径为4mm的钢丝对称地扎取2个孔洞3,以备后续现场绑扎钢筋时穿插绑丝。
本实施例制备的垫块在硬化后,混凝土为超高性能混凝土,其3d抗压强度能达到101MPa,具有超高耐久性、较高抗冲击能力,重量轻,用料少。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种超高性能水泥垫块的制备方法,所述垫块包括一体式的平板状平面体(1)和支撑腿(2),所述支撑腿(2)均匀设置于所述平面体(1)下部,所述平面体 (1)轮廓为方形或圆形;所述支撑腿(2)的数量为2个以上;所述平面体(1)的厚度为10-30mm;所述支撑腿 (2)的高度为25~70mm;
所述平面体 (1)的中心区沿其任一对称轴对称地贯穿地设置有2~4个直径小于等于5mm的孔洞(3),
或者,
所述平面体(1)的中心区,沿其任一对称轴水平设置有凹槽(4);
包括步骤:
步骤1、根据垫块的外观尺寸,计算出所需超高性能混凝土的用量;
步骤2、制备超高性能混凝土,所制备的超高性能混凝土流动度高于180mm,将所制备的超高性能混凝土布入模具中,接着振动成型垫块;
步骤3、对所述垫块的平面体(1)上表面进行平整处理;
步骤4、在超高性能混凝土凝结硬化前,在平面体(1)中心区沿任一中轴线,对称地扎取2个孔洞或压制出凹槽(4);
所述步骤2具体包括:
步骤211、制备用于浇注平面体(1)一半厚度部分及支撑腿(2)的第一混凝土,其中,所述第一混凝土胶凝材料与石英砂的质量比为1:0.8~2.0,水与胶凝材料的质量比为0.14~0.25:1,减水剂用量为胶凝材料质量的1.0~3.0%,微细钢纤维质量为胶凝材料用量的3%~15%,胶凝材料中水泥质量百分比为90%~40%,余量为矿物掺合料;
步骤212、将制备的第一混凝土按需要量进行第一次布料,布料结束后,振动让第一混凝土将模具的支撑腿浇注腔填满;
步骤213、在第一次布料的同时,制备用于浇注平面体(1)另一半厚度部分的第二混凝土,其中,所述第二混凝土中胶凝材料与石英砂的质量比为1:0.8~2.0,水与胶凝材料的质量比为0.14~0.25:1,减水剂用量为胶凝材料质量的1.0~3.0%,有机纤维质量为胶凝材料用量的0.1%~0.5%,胶凝材料中水泥质量百分比为90%~40%,余量为矿物掺合料;
步骤214、将第二混凝土均匀摊铺在第一混凝土上,再振动成型。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述的有机纤维为PVA纤维或超高分子量聚乙烯纤维。
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