CN104844037A - 用于混凝土箱体结构抵御温差应力的反膨胀添加剂 - Google Patents

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Abstract

一种用于混凝土箱体结构抵御温差应力的反膨胀添加剂，其创新在于：所述反膨胀添加剂为固体颗粒状物质，单个颗粒为多种材料复合而成的多层囊形结构；所述多层囊形结构由芯层、保护层、反膨胀层和外保护层组成；所述保护层将芯层包裹在内，反膨胀层将保护层包裹在内，外保护层将反膨胀层包裹在内；所述芯层采用石蜡，所述保护层采用高分子材料，所述反膨胀层采用木屑，所述外保护层采用混凝土。本发明的有益技术效果是：能避免较大的温差应力在混凝土构件内部形成，避免混凝土构件出现表面开裂，对结构体起到保护作用。

Description

用于混凝土箱体结构抵御温差应力的反膨胀添加剂
技术领域
    本发明涉及一种混凝土构件保护技术，尤其涉及一种用于混凝土箱体结构抵御温差应力的反膨胀添加剂。
背景技术
混凝土箱体结构是一种在土木工程中应用十分广泛的结构形式，例如，连续刚构桥的主梁、斜拉桥和悬索桥的索塔、大跨桥梁的桥墩等；由于混凝土属于导热性能很差的材料，在日照影响下，箱体截面内、外侧经常存在很大的温差，这就导致结构体上不同部位之间存在较大的温差应力，这种温差应力是不能避免的，也无法随着温差的变化而进行变化和调整，而混凝土结构的抗拉强度仅有2-3Mpa，因此，由温差应力引起的表面开裂现象是混凝土箱体结构上十分常见的病害。对于处于野外环境的混凝土结构而言，混凝土的开裂不但直接引起结构耐久性下降和刚度降低，而且随着雨水及大气中有害物质通过裂缝侵入混凝土结构后，将明显加快结构中的钢筋锈蚀进程，引发进一步的严重开裂，从而导致结构承载力下降，并降低结构使用寿命。
发明内容
针对背景技术中的问题，本发明提出了一种用于混凝土箱体结构抵御温差应力的反膨胀添加剂，其创新在于：所述反膨胀添加剂为固体颗粒状物质，单个颗粒为多种材料复合而成的多层囊形结构；所述多层囊形结构由芯层、保护层、反膨胀层和外保护层组成；所述保护层将芯层包裹在内，反膨胀层将保护层包裹在内，外保护层将反膨胀层包裹在内；所述芯层采用石蜡，所述保护层采用高分子材料，所述反膨胀层采用木屑，所述外保护层采用混凝土。
本发明的原理是：石蜡是一种典型的有机类相变材料，温度变化时，石蜡体积也会随着温度变化而变化，且其体积变化与温度变化呈正相关性；木屑是一种很好的吸水材料，其吸水后体积会出现膨胀，当温度升高使木屑内水分逃逸后，其体积又会缩小；对于混凝土构件而言，混凝土温度较高时，温度较高区域的水分会因蒸发而向外逃逸，结构体上高温区域的含水量相对较低，基于石蜡和木屑的前述性质，发明人考虑将石蜡和木屑封装成囊形结构并作为添加成分混入混凝土中，当温度升高时，囊形结构周围混凝土中的热量就被石蜡吸收，虽然石蜡吸热后体积会膨胀，但木屑的体积会因水分蒸发而缩减，这就抵消了石蜡的体积膨胀作用，使得囊形结构可以在体积几乎无变化的条件下将周围混凝土中的热量吸收掉，避免在混凝土中形成较大的温差，同时也就避免了较大温差应力的形成；当温度下降时，石蜡的体积会缩减，同时，空气中的水气又会富集到木屑上并使木屑体积膨胀，木屑体积的膨胀又对石蜡体积的缩减形成了对冲；采用本发明方案后，可有效避免混凝土上不同部位之间出现较大的温差应力，避免构件在温差应力作用下出现表面开裂。所述高分子材料用于将石蜡封闭在内，同时，高分子材料的形状还能随着石蜡、木屑的体积变化而变化；所述外保护层用于将木屑封闭在内，以维持囊形结构的基本形态，同时，混凝土材质的外保护层与混凝土的亲合性较好，可以更好地与周围的混凝土结合，且水气也能通过外保护层渗入木屑中。
优选地，所述高分子材料为聚乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯吡咯烷酮或环氧树脂。
优选地，所述木屑采用松树屑或柏树屑。
本发明还提出了一种混凝土结构，包括混凝土构件，其创新在于：所述混凝土构件表面设置有温差保护层，所述温差保护层由混凝土和反膨胀添加剂调配而成，所述反膨胀添加剂为固体颗粒状物质，单个颗粒为多种材料复合而成的多层囊形结构；所述多层囊形结构由芯层、保护层、反膨胀层和外保护层组成；所述保护层将芯层包裹在内，反膨胀层将保护层包裹在内，外保护层将反膨胀层包裹在内；所述芯层采用石蜡，所述保护层采用高分子材料，所述反膨胀层采用木屑，所述外保护层采用混凝土。
优选地，所述高分子材料为聚乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯吡咯烷酮或环氧树脂。
优选地，所述木屑采用松树屑或柏树屑。
本发明的有益技术效果是：能避免较大的温差应力在混凝土构件内部形成，避免混凝土构件出现表面开裂，对结构体起到保护作用。
附图说明
图1、囊形结构剖面示意图；
图中各个标记所对应的名称分别为：芯层1、保护层2、反膨胀层3、外保护层4。
具体实施方式
一种用于混凝土箱体结构抵御温差应力的反膨胀添加剂，其创新在于：所述反膨胀添加剂为固体颗粒状物质，单个颗粒为多种材料复合而成的多层囊形结构；所述多层囊形结构由芯层1、保护层2、反膨胀层3和外保护层4组成；所述保护层2将芯层1包裹在内，反膨胀层3将保护层2包裹在内，外保护层4将反膨胀层3包裹在内；所述芯层1采用石蜡，所述保护层2采用高分子材料，所述反膨胀层3采用木屑，所述外保护层4采用混凝土。
进一步地，所述高分子材料为聚乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯吡咯烷酮或环氧树脂。
进一步地，所述木屑采用松树屑或柏树屑。
一种混凝土结构，包括混凝土构件，其创新在于：所述混凝土构件表面设置有温差保护层，所述温差保护层由混凝土和反膨胀添加剂调配而成，所述反膨胀添加剂为固体颗粒状物质，单个颗粒为多种材料复合而成的多层囊形结构；所述多层囊形结构由芯层1、保护层2、反膨胀层3和外保护层4组成；所述保护层2将芯层1包裹在内，反膨胀层3将保护层2包裹在内，外保护层4将反膨胀层3包裹在内；所述芯层1采用石蜡，所述保护层2采用高分子材料，所述反膨胀层3采用木屑，所述外保护层4采用混凝土。
进一步地，所述高分子材料为聚乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯吡咯烷酮或环氧树脂。
进一步地，所述木屑采用松树屑或柏树屑。

Claims (6)

1.一种用于混凝土箱体结构抵御温差应力的反膨胀添加剂，其特征在于：所述反膨胀添加剂为固体颗粒状物质，单个颗粒为多种材料复合而成的多层囊形结构；所述多层囊形结构由芯层（1）、保护层（2）、反膨胀层（3）和外保护层（4）组成；所述保护层（2）将芯层（1）包裹在内，反膨胀层（3）将保护层（2）包裹在内，外保护层（4）将反膨胀层（3）包裹在内；所述芯层（1）采用石蜡，所述保护层（2）采用高分子材料，所述反膨胀层（3）采用木屑，所述外保护层（4）采用混凝土。
2.根据权利要求1所述的用于混凝土箱体结构抵御温差应力的反膨胀添加剂，其特征在于：所述高分子材料为聚乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯吡咯烷酮或环氧树脂。
3.根据权利要求1所述的用于混凝土箱体结构抵御温差应力的反膨胀添加剂，其特征在于：所述木屑采用松树屑或柏树屑。
4.一种混凝土结构，包括混凝土构件，其特征在于：所述混凝土构件表面设置有温差保护层，所述温差保护层由混凝土和反膨胀添加剂调配而成，所述反膨胀添加剂为固体颗粒状物质，单个颗粒为多种材料复合而成的多层囊形结构；所述多层囊形结构由芯层（1）、保护层（2）、反膨胀层（3）和外保护层（4）组成；所述保护层（2）将芯层（1）包裹在内，反膨胀层（3）将保护层（2）包裹在内，外保护层（4）将反膨胀层（3）包裹在内；所述芯层（1）采用石蜡，所述保护层（2）采用高分子材料，所述反膨胀层（3）采用木屑，所述外保护层（4）采用混凝土。
5.根据权利要求4所述的混凝土结构，其特征在于：所述高分子材料为聚乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯吡咯烷酮或环氧树脂。
6.根据权利要求4所述的混凝土结构，其特征在于：所述木屑采用松树屑或柏树屑。
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