CN107879695A - 一种适用于市政工程中桥梁伸缩缝制作的混凝土 - Google Patents

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Abstract

本发明属于市政工程桥梁技术领域，公开了一种适用于市政工程中桥梁伸缩缝制作的混凝土。由以下重量份数的原料组成：水泥320‑360份、粉煤灰40‑80份、改性橡胶颗粒100‑300份、空心微珠10‑50份、增粘剂0.01‑0.1份、聚乙二醇双硬脂酸酯0.01‑0.05份、复合纤维1‑5份、聚羧酸减水剂1‑4份、砂300‑500份、石子800‑1200份、水150‑180份。本发明的市政桥梁工程收缩缝用混凝土具有一定的弹性和韧性，可以极大的减小桥梁在运行过程中收到的冲击力、热胀冷缩等因素对桥梁的影响。

Description

一种适用于市政工程中桥梁伸缩缝制作的混凝土
技术领域
本发明属于市政工程桥梁技术领域，具体涉及一种适用于市政工程中桥梁伸缩缝制作的混凝土。
背景技术
随着基础建设的快速发展，在城市道路建设中大批的桥梁涌现出来，伸缩缝是桥梁工程中及其重要的组成，伸缩缝的施工质量直接关系到桥梁的运营使用。传统的伸缩缝是钢筋混凝土，后来逐步发展为钢纤维混凝凝土，目前市政桥梁工程使用的钢筋混凝土和钢纤维混凝土普遍存在抗挤压性差，在桥梁运行过程中，由于结构热胀冷缩及梁体位移等因素，伸缩缝均为出现不同程度的裂缝，严重影响桥梁的耐久性。
发明内容
本发明针对上述问题，提供一种具有一定弹性的市政桥梁工程伸缩缝用混凝土，减少因冲击力、结构热胀冷缩等因素引起的裂缝。为达到上述目的，本发明采用以下技术方案，一种适用于市政工程中桥梁伸缩缝制作的混凝土，由以下重量份数的原料组成：水泥320-360份、粉煤灰40-80份、改性橡胶颗粒100-300份、空心微珠10-50份、增粘剂0.01-0.1份、聚乙二醇双硬脂酸酯0.01-0.05份、复合纤维1-5份、聚羧酸减水剂1-4份、砂300-500份、石子800-1200份、水150-180份。
所述水泥为普通硅酸水泥、快硬硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥中的一种。
所述粉煤灰为一级灰。
所述改性橡胶颗粒的制备方法如下：将橡胶颗粒与钢渣粉按重量比5-30:1搅拌混合均匀，用喷壶将硅溶胶溶液喷洒到混合物表面，放置20-24h，使橡胶颗粒与吸附的钢渣粉和硅溶胶发生反应，然后将其置于60-90℃下干燥2-3h，得到改性橡胶颗粒。
优选的，所述橡胶颗粒粒径为2-5mm。
所述空心微珠为塑料空心微珠、陶瓷空心微珠、玻璃空心微珠中的一种
优选的，所述空心微珠为塑料空心微珠。
优选的，所述空心微珠直径在50-1000un之间。
所述增粘剂由磷酸酯淀粉、温轮胶、羟丙基甲基纤维素醚、壳聚糖、聚合硫酸铝中的两种或两种以上组成。
优选的，所述增粘剂由磷酸酯淀粉和温轮胶按重量比1:1组成。
优选的，所述的聚乙二醇双硬脂酸酯分子式为
C17H35COOCH2CH2O(CH2CH2O)n+1CH2CH2OOCC17H35，其中600＜n＜2000。
所述复合纤维由钢纤维、镍铁矿渣纤维、聚氨酯纤维、聚丙烯纤维中的两种组成。
优选的，所述复合纤维由镍铁矿渣纤维和聚氨酯纤维组成。
所述砂为天然河砂。
所述石子为5-25mm连续级配的碎石。
本发明混凝土的配合比进行了优化调整，针对性的添加了空心微珠、改性橡胶颗粒、增粘剂及复合纤维，其中微珠可增加混凝土流动性，改善混凝土的施工性能，还可以减轻混凝土的自重。增粘剂一方面可提高空心微珠、集料与胶凝材料的粘结性能(即内粘聚性提高)，使体系稳定，不分层、不离析，还可增加伸缩缝混凝土与铺筑路面的混凝土和伸缩缝钢板的粘结性能。复合纤维中的镍铁矿渣纤维是由镍铁冶炼矿渣制备的纤维，含有Al2O3、CaO等具有水化反应活性的物质，且表面具有一定的缺陷可以与胶凝材料产生反应，所得水化产物胶凝材料水化产物紧密结合在一起，聚氨酯纤维且有较好的柔韧性，在混凝土搅拌过程中可得到很好的分散，两者相结合，在受到应变时，起到桥接作用，防止混凝土遭到破坏，有效阻止混凝土裂缝的产生和扩展。橡胶颗粒通过改性，改善了其与水泥等胶凝材料的界面粘结性能，添加改性橡胶可增加混凝土变形能力，提高混凝土韧性。聚乙二醇双硬脂酸酯能够显著降低溶液的表面张力，在砂浆搅拌过程中产生大量封闭而微小的气泡，一方面可以改善混凝土的和易性，便于施工，另一方面可以使混凝土具有较大的弹性和不透水性，提高混凝土的抗冻融性能。本发明中各物质相互协同、共同作用，制备的混凝土具有良好的弹性和韧性。
本发明具有以下有益效果：
与现有技术相比，本发明所提供的市政桥梁工程收缩缝用混凝土具有一定的弹性和韧性，可以极大的减小桥梁在运行过程中收到的冲击力、热胀冷缩等因素对桥梁的影响，同时稳定性好，噪音小，过往汽车行驶舒适。
具体实施方式
以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种适用于市政工程中桥梁伸缩缝制作的混凝土，由以下重量份数的原料组成：水泥320份、粉煤灰80份、改性橡胶颗粒100份、空心微珠50份、增粘剂0.01份、聚乙二醇双硬脂酸酯0.05份、复合纤维1份、聚羧酸减水剂4份、砂500份、石子800份、水180份。
所述水泥为普通硅酸水泥。
所述粉煤灰为一级灰。
所述改性橡胶颗粒的制备方法如下：将橡胶颗粒与钢渣粉按重量比5:1搅拌混合均匀，用喷壶将硅溶胶溶液喷洒到混合物表面，放置24h，使橡胶颗粒与吸附的钢渣粉和硅溶胶发生反应，然后将其置于60℃下干燥3h，得到改性橡胶颗粒。
所述空心微珠为玻璃空心微珠。
所述增粘剂由磷酸酯淀粉和温轮胶组成。
所述复合纤维由钢纤维和镍铁矿渣纤维组成。
实施例2
一种适用于市政工程中桥梁伸缩缝制作的混凝土，由以下重量份数的原料组成：水泥360份、粉煤灰40份、改性橡胶颗粒300份、空心微珠10份、增粘剂0.1份、聚乙二醇双硬脂酸酯0.01份、复合纤维5份、聚羧酸减水剂1份、砂300份、石子1200份、水150份。
所述水泥为快硬硅酸盐水泥。
所述改性橡胶颗粒的制备方法如下：将颗粒粒径为2-5mm的橡胶颗粒与钢渣粉按重量比30:1搅拌混合均匀，用喷壶将硅溶胶溶液喷洒到混合物表面，放置20h，使橡胶颗粒与吸附的钢渣粉和硅溶胶发生反应，然后将其置于90℃下干燥2h，得到改性橡胶颗粒。
所述空心微珠为陶瓷空心微珠。
所述增粘剂由磷酸酯淀粉、温轮胶、壳聚糖和聚合硫酸铝组成。
所述的聚乙二醇双硬脂酸酯分子式为
C17H35COOCH2CH2O(CH2CH2O)n+1CH2CH2OOCC17H35，其中600＜n＜2000。
所述复合纤维由镍铁矿渣纤维和聚丙烯纤维组成。
所述砂为天然河砂。
所述石子为5-25mm连续级配的碎石。
实施例3
一种适用于市政工程中桥梁伸缩缝制作的混凝土，由以下重量份数的原料组成：水泥350份、粉煤灰50份、改性橡胶颗粒190份、空心微珠26份、增粘剂0.04份、聚乙二醇双硬脂酸酯0.03份、复合纤维2份、聚羧酸减水剂2份、砂420份、石子950份、水165份。
所述水泥为铁铝酸盐水泥。
所述改性橡胶颗粒的制备方法如下：将颗粒粒径为2-5mm的橡胶颗粒与钢渣粉按重量比20:1搅拌混合均匀，用喷壶将硅溶胶溶液喷洒到混合物表面，放置23h，使橡胶颗粒与吸附的钢渣粉和硅溶胶发生反应，然后将其置于80℃下干燥2.5h，得到改性橡胶颗粒。
所述空心微珠为直径在50-1000un的塑料空心微珠。
所述增粘剂由磷酸酯淀粉和温轮胶按重量比1:1组成。
所述复合纤维由镍铁矿渣纤维和聚氨酯纤维组成。
实施例4
一种适用于市政工程中桥梁伸缩缝制作的混凝土，由以下重量份数的原料组成：水泥330份、粉煤灰60份、改性橡胶颗粒180份、空心微珠30份、增粘剂0.05份、聚乙二醇双硬脂酸酯0.03份、复合纤维3份、聚羧酸减水剂3份、砂350份、石子1000份、水170份。
所述水泥为硫铝酸盐水泥。
所述改性橡胶颗粒的制备方法如下：将橡胶颗粒与比表面积大于500m2/kg的钢渣粉按重量比15:1搅拌混合均匀，用喷壶将硅溶胶溶液喷洒到混合物表面，放置21h，使橡胶颗粒与吸附的钢渣粉和硅溶胶发生反应，然后将其置于70℃下干燥2.2h，得到改性橡胶颗粒。
所述空心微珠为直径在50-1000un之间的塑料空心微珠。
所述增粘剂由羟丙基甲基纤维素醚、壳聚糖和聚合硫酸铝组成。
所述的聚乙二醇双硬脂酸酯分子式为
C17H35COOCH2CH2O(CH2CH2O)n+1CH2CH2OOCC17H35，其中1000＜n＜1800。所述复合纤维由镍铁矿渣纤维和聚氨酯纤维组成。
实施例5
一种适用于市政工程中桥梁伸缩缝制作的混凝土，由以下重量份数的原料组成：水泥350份、粉煤灰60份、改性橡胶颗粒230份、空心微珠40份、增粘剂0.04份、聚乙二醇双硬脂酸酯0.05份、复合纤维4份、聚羧酸减水剂3份、砂410份、石子1100份、水155份。
对比例1
一种适用于市政工程中桥梁伸缩缝制作的混凝土，由以下重量份数的原料组成：水泥350份、粉煤灰50份、橡胶颗粒190份、空心微珠26份、增粘剂0.04份、聚乙二醇双硬脂酸酯0.03份、复合纤维2份、聚羧酸减水剂2份、砂420份、石子950份、水165份。
所述水泥为铁铝酸盐水泥。
所述空心微珠为直径在50-1000un的塑料空心微珠。
所述增粘剂由磷酸酯淀粉和温轮胶按重量比1:1组成。
所述复合纤维由镍铁矿渣纤维和聚氨酯纤维组成。
对比例2
一种适用于市政工程中桥梁伸缩缝制作的混凝土，由以下重量份数的原料组成：水泥350份、粉煤灰50份、改性橡胶颗粒190份、增粘剂0.04份、聚乙二醇双硬脂酸酯0.03份、复合纤维2份、聚羧酸减水剂2份、砂420份、石子950份、水165份。
所述水泥为铁铝酸盐水泥。
所述改性橡胶颗粒的制备方法如下：将颗粒粒径为2-5mm的橡胶颗粒与钢渣粉按重量比20:1搅拌混合均匀，用喷壶将硅溶胶溶液喷洒到混合物表面，放置23h，使橡胶颗粒与吸附的钢渣粉和硅溶胶发生反应，然后将其置于80℃下干燥2.5h，得到改性橡胶颗粒。
所述增粘剂由磷酸酯淀粉和温轮胶按重量比1:1组成。
所述复合纤维由镍铁矿渣纤维和聚氨酯纤维组成。
对比例3
一种适用于市政工程中桥梁伸缩缝制作的混凝土，由以下重量份数的原料组成：水泥350份、粉煤灰50份、改性橡胶颗粒190份、空心微珠26份、增粘剂0.04份、聚乙二醇双硬脂酸酯0.03份、聚羧酸减水剂2份、砂420份、石子950份、水165份。
所述水泥为铁铝酸盐水泥。
所述改性橡胶颗粒的制备方法如下：将颗粒粒径为2-5mm的橡胶颗粒与钢渣粉按重量比20:1搅拌混合均匀，用喷壶将硅溶胶溶液喷洒到混合物表面，放置23h，使橡胶颗粒与吸附的钢渣粉和硅溶胶发生反应，然后将其置于80℃下干燥2.5h，得到改性橡胶颗粒。
所述空心微珠为直径在50-1000un的塑料空心微珠。
所述增粘剂由磷酸酯淀粉和温轮胶按重量比1:1组成。
性能测试
分别测试实施例1-5以及对比例1-3所得的混凝土的28d抗压强度与弹性模量。结果见下表1。
表1试验结果
序号 抗压强度/MPa 弹性模量/GPa
实施例1 40.3 23.8
实施例2 41.9 20.1
实施例3 43.2 21.4
实施例4 40.7 22.0
实施例5 42.6 21.8
对比例1 37.8 25.2
对比例2 42.1 23.9
对比例3 39.0 24.5
以上所述实施例仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种适用于市政工程中桥梁伸缩缝制作的混凝土，由以下重量份数的原料组成：水泥320-360份、粉煤灰40-80份、改性橡胶颗粒100-300份、空心微珠10-50份、增粘剂0.01-0.1份、聚乙二醇双硬脂酸酯0.01-0.05份、复合纤维1-5份、聚羧酸减水剂1-4份、砂300-500份、石子800-1200份、水150-180份。
2.根据权利要求1所述的适用于市政工程中桥梁伸缩缝制作的混凝土，其特征在于，所述水泥为普通硅酸水泥、快硬硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥中的一种。
3.根据权利要求1所述的适用于市政工程中桥梁伸缩缝制作的混凝土，其特征在于，所述改性橡胶颗粒的制备方法如下：将橡胶颗粒与钢渣粉按重量比5-30:1搅拌混合均匀，用喷壶将硅溶胶溶液喷洒到混合物表面，放置20-24h，使橡胶颗粒与吸附的钢渣粉和硅溶胶发生反应，然后将其置于60-90℃下干燥2-3h，得到改性橡胶颗粒。
4.根据权利要求3所述的适用于市政工程中桥梁伸缩缝制作的混凝土，其特征在于，所述橡胶颗粒粒径为2-5mm。
5.根据权利要求1所述的适用于市政工程中桥梁伸缩缝制作的混凝土，其特征在于，所述空心微珠为塑料空心微珠、陶瓷空心微珠、玻璃空心微珠中的一种。
6.根据权利要求1所述的适用于市政工程中桥梁伸缩缝制作的混凝土，其特征在于，所述增粘剂由磷酸酯淀粉、温轮胶、羟丙基甲基纤维素醚、壳聚糖、聚合硫酸铝中的两种或两种以上组成。
7.根据权利要求6所述的适用于市政工程中桥梁伸缩缝制作的混凝土，其特征在于，所述增粘剂由磷酸酯淀粉和温轮胶按重量比1:1组成。
8.根据权利要求1所述的适用于市政工程中桥梁伸缩缝制作的混凝土，其特征在于，所述的聚乙二醇双硬脂酸酯分子式为C17H35COOCH2CH2O(CH2CH2O)n+1CH2CH2OOCC17H35，其中600＜n＜2000。
9.根据权利要求1所述的适用于市政工程中桥梁伸缩缝制作的混凝土，其特征在于，所述复合纤维由钢纤维、镍铁矿渣纤维、聚氨酯纤维、聚丙烯纤维中的两种组成。
10.根据权利要求9所述的适用于市政工程中桥梁伸缩缝制作的混凝土，其特征在于，所述复合纤维由镍铁矿渣纤维和聚氨酯纤维组成。
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