CN106565160A - 一种用于桥梁的混凝土制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于桥梁的混凝土制备方法，包括以下步骤：(1)制备改性竹纤维；(2)混料：将水泥、细砂、碎石、粉煤灰、甲基纤维素醚及茶皂素搅拌混合均匀，再加入聚羧酸高性能减水剂和改性竹纤维搅拌混合均匀，最后加入水搅拌均匀即得用于桥梁的混凝土。本发明工艺步骤简单，可操作性强，对设备要求低，原料混合均匀性好，制得的用于桥梁的混凝土抗裂性与抗渗性等性能显著提高，能完全满足桥梁混凝土对强度和耐久性的使用需求。

Description

一种用于桥梁的混凝土制备方法
技术领域
本发明涉及混凝土技术领域，尤其是涉及一种用于桥梁的混凝土制备方法。
背景技术
桥梁结构在公路建设中应用广泛，是交通工程的枢纽。加之我国幅员辽阔，江河湖泊纵横交错，因此至20世纪末我国的桥梁建造技术得到了迅猛的发展。目前的混凝土通常由骨料、水泥、外加剂和掺合料组成，根据使用和施工性能可对混凝土配料进行调整。
混凝土的碳化、氯离子侵蚀等均会导致混凝土桥梁发生结构损伤，使得桥梁耐久性不足，造成了很大的损失。超过了人们的预期。因此桥梁混凝土的推广运用对其配制工艺提出了更高的要求。
例如，申请公布号CN104591628A，申请公布日2015.05.06的中国专利公开了一种用于建筑桥梁的混凝土，其组成原料的重量份为：水泥55-60、铬铁矿砂20-30、回用砂10-12、硅酸镁3-4、改性轻钙粉6-8、陶土2-4、丙烯酸甲酯0.4-0.6、聚甲基丙烯酸甲酯0.2-0.4、二氧化钛4-5、磷酸钙2-3、玻璃纤维0.4-0.6、棉纤维0.3-0.5、三乙醇胺0.8-1.0、聚酰亚胺0.2-0.5、水玻璃2-4、十二烷基苯磺酸钠1.0-1.2和水适量。该混凝土成本高，且抗渗性能较差，易造成混凝土强度等的损失，影响其耐久性。
发明内容
本发明是为了解决现有技术的桥梁混凝土配制工艺所存在的上述问题，提供了一种工艺步骤简单，可操作性强，对设备要求低，原料混合均匀性好的用于桥梁的混凝土制备方法，制得的用于桥梁的混凝土抗裂性与抗渗性等性能显著提高，能完全满足桥梁混凝土对强度和耐久性的使用需求。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的一种用于桥梁的混凝土制备方法，包括以下步骤：
（1）制备改性竹纤维：将竹纤维加入氯磺酸中，加热至80～100℃溶胀1～3h，冷却，过滤，将过滤物用水洗至pH呈中性，真空干燥，再加入浸润剂中进行浸泡30～60min后于95～105℃下烘干，即得改性竹纤维。氯磺酸能使竹纤维集束充分溶胀，使其充分分散，有利于提高其分散性，同时有利于浸润剂充分、均匀浸润竹纤维，浸润剂可使得烘干后的竹纤维表面能形成一层保护膜，尽量保证竹纤维的保留长度，并在表面形成较多的官能团有利于改善其分散性，另外，经浸泡过的竹纤维表面粗糙度也变大，可增加其余混凝土其他成分之间的兼容性，使界面剪切强度增加，提高了混凝土的机械强度与韧性。
（2）混料：按480～500份水泥，700～710份细砂，1000～1050份碎石，65～70份粉煤灰，85～90份甲基纤维素醚，11～13份聚羧酸高性能减水剂，20～25份茶皂素，38～50份改性竹纤维，180～200份水的重量份配比计量各原料后，先将水泥、细砂、碎石、粉煤灰、甲基纤维素醚及茶皂素搅拌混合均匀，再加入聚羧酸高性能减水剂和改性竹纤维搅拌混合均匀，最后加入水搅拌均匀即得用于桥梁的混凝土。本发明中对混凝土的配合比进行了优化调整，针对性地添加了甲基纤维素醚、茶皂素及改性竹纤维，其中甲基纤维素醚可改善混凝土的施工性能；茶皂素通过表面活性吸附可提高粗集料（碎石）与基体的粘结性能（即内粘聚性提高），从而提高混凝土的混凝土强度；改性竹纤维可阻止混凝土基体缺陷裂缝的扩展，并有效阻止和延缓新裂缝的出现，同时能改善混凝土基体的密实性，阻止外界水分的侵入，提高耐水性和抗渗性，并增加混凝土基体的韧性，减少脆性，大大提高混凝土的抗冲击性和耐久性。本发明中的用于桥梁的混凝土配比合理，各组分协同配合，成本低，混凝土的抗冲击性和耐久性大大提高；本发明严格限定了混料及搅拌顺序，通过控制调配工艺以保证桥梁混凝土的质量性能，工艺步骤简单，可操作性强，对设备要求低，原料混合均匀性好。
作为优选，所述碎石采用5～10mm和10～20mm两个级配，级配比例为30：70。本发明中严格限定碎石的级配，防止混凝土内部出现较大空隙，能增大混凝土的密实度，对其耐久性的提高有很大作用。
作为优选，所述浸润剂由以下质量百分比的组分制成：40～50%聚四氟乙烯分散乳液，0.1～0.2%季铵盐，0.3～0.5%硬脂酸聚氧乙烯酯，0.1～0.3%硅烷偶联剂KH-550，余量为水。聚四氟乙烯分散乳液为主成膜剂，硬脂酸聚氧乙烯酯为辅成膜剂，季铵盐为抗静电剂，硅烷偶联剂KH-550为分散、乳化剂。
作为优选，所述竹纤维长度10～15mm，直径为0.03～0.05mm。
因此，本发明具有如下有益效果：
（1）本发明提供了一种用于桥梁的混凝土制备方法，严格限定了混料及搅拌顺序，通过控制调配工艺以保证桥梁混凝土的质量性能，工艺步骤简单，可操作性强，对设备要求低，原料混合均匀性好；
（2）对混凝土的配合比进行了优化调整，各组分协同配合，成本低，混凝土的抗冲击性和耐久性大大提高，能完全满足桥梁混凝土对强度和耐久性的使用需求。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明做进一步的描述。
实施例1
（1）制备改性竹纤维：将长度12mm，直径为0.04mm的竹纤维加入氯磺酸中，加热至90℃溶胀2h，冷却，过滤，将过滤物用水洗至pH呈中性，真空干燥，再加入浸润剂中进行浸泡40min后于100℃下烘干，即得改性竹纤维；
（2）混料：按490kg水泥，705kg细砂，1020kg碎石，68kg粉煤灰，87kg甲基纤维素醚，12kg聚羧酸高性能减水剂，22kg茶皂素，40kg改性竹纤维，190kg水的重量配比计量各原料后，先将水泥、细砂、碎石、粉煤灰、甲基纤维素醚及茶皂素搅拌混合均匀，再加入聚羧酸高性能减水剂和改性竹纤维搅拌混合均匀，最后加入水搅拌均匀即得用于桥梁的混凝土，其中，碎石采用7mm和15mm两个级配，级配比例为30：70，浸润剂由以下质量百分比的组分制成：45%聚四氟乙烯分散乳液，0.15%季铵盐，0.4%硬脂酸聚氧乙烯酯，0.2%硅烷偶联剂KH-550，余量为水。
实施例2
（1）制备改性竹纤维：将长度10mm，直径为0.03mm的竹纤维加入氯磺酸中，加热至80℃溶胀1h，冷却，过滤，将过滤物用水洗至pH呈中性，真空干燥，再加入浸润剂中进行浸泡30min后于95℃下烘干，即得改性竹纤维；
（2）混料：按480kg水泥，700kg细砂，1000kg碎石，65kg粉煤灰，85kg甲基纤维素醚，11kg聚羧酸高性能减水剂，20kg茶皂素，38kg改性竹纤维，180kg水的重量配比计量各原料后，先将水泥、细砂、碎石、粉煤灰、甲基纤维素醚及茶皂素搅拌混合均匀，再加入聚羧酸高性能减水剂和改性竹纤维搅拌混合均匀，最后加入水搅拌均匀即得用于桥梁的混凝土，其中，碎石采用5mm和10mm两个级配，级配比例为30：70，浸润剂由以下质量百分比的组分制成：40%聚四氟乙烯分散乳液，0.1%季铵盐，0.3%硬脂酸聚氧乙烯酯，0.1%硅烷偶联剂KH-550，余量为水。
实施例3
（1）制备改性竹纤维：将长度15mm，直径为0.05mm的竹纤维加入氯磺酸中，加热至100℃溶胀3h，冷却，过滤，将过滤物用水洗至pH呈中性，真空干燥，再加入浸润剂中进行浸泡60min后于105℃下烘干，即得改性竹纤维；
（2）混料：按500kg水泥，710kg细砂，1050kg碎石，70kg粉煤灰，90kg甲基纤维素醚，13kg聚羧酸高性能减水剂，25kg茶皂素，50kg改性竹纤维，200kg水的重量配比计量各原料后，先将水泥、细砂、碎石、粉煤灰、甲基纤维素醚及茶皂素搅拌混合均匀，再加入聚羧酸高性能减水剂和改性竹纤维搅拌混合均匀，最后加入水搅拌均匀即得用于桥梁的混凝土，其中，碎石采用10mm和20mm两个级配，级配比例为30：70，浸润剂由以下质量百分比的组分制成：50%聚四氟乙烯分散乳液，0.2%季铵盐，0.5%硬脂酸聚氧乙烯酯，0.3%硅烷偶联剂KH-550，余量为水。
本发明严格限定了混料及搅拌顺序，通过控制调配工艺以保证桥梁混凝土的质量性能，工艺步骤简单，可操作性强，对设备要求低，原料混合均匀性好，并对混凝土的配合比进行了优化调整，各组分协同配合，成本低，混凝土的抗冲击性和耐久性大大提高，能完全满足桥梁混凝土对强度和耐久性的使用需求，具有较大的推广价值。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (4)

1.一种用于桥梁的混凝土制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备改性竹纤维：将竹纤维加入氯磺酸中，加热至80～100℃溶胀1～3h，冷却，过滤，将过滤物用水洗至pH呈中性，真空干燥，再加入浸润剂中进行浸泡30～60min后于95～105℃下烘干，即得改性竹纤维；
(2)混料：按480～500份水泥，700～710份细砂，1000～1050份碎石，65～70份粉煤灰，85～90份甲基纤维素醚，11～13份聚羧酸高性能减水剂，20～25份茶皂素，38～50份改性竹纤维，180～200份水的重量份配比计量各原料后，先将水泥、细砂、碎石、粉煤灰、甲基纤维素醚及茶皂素搅拌混合均匀，再加入聚羧酸高性能减水剂和改性竹纤维搅拌混合均匀，最后加入水搅拌均匀即得用于桥梁的混凝土。
2.根据权利要求1所述的一种用于桥梁的混凝土制备方法，其特征在于，所述碎石采用5～10mm和10～20mm两个级配，级配比例为30：70。
3.根据权利要求1所述的一种用于桥梁的混凝土制备方法，其特征在于，所述浸润剂由以下质量百分比的组分制成：40～50％聚四氟乙烯分散乳液，0.1～0.2％季铵盐，0.3～0.5％硬脂酸聚氧乙烯酯，0.1～0.3％硅烷偶联剂KH-550，余量为水。
4.根据权利要求1所述的一种用于桥梁的混凝土制备方法，其特征在于，所述竹纤维长度10～15mm，直径为0.03～0.05mm。
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