CN110304867A - 一种干硬性混凝土及其在钢筋混凝土排水管中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种干硬性混凝土，按重量份计，包括有以下组分：水160‑170份、水泥380‑400份、砂660‑675份、石665‑680份、粉煤灰65‑75份、聚乙烯纤维6‑10份、玻璃纤维5‑8份、碳纤维5‑8份、无水硅酸铝8‑12份、磷酸盐4‑6份，其中，聚乙烯纤维、玻璃纤维、碳纤维均为化学改性纤维，提高了干硬性混凝土的密实度、耐久性，由此制得的钢筋混凝土排水管具有良好的抗裂缝、抗破坏和抗内水压力性能。

Description

一种干硬性混凝土及其在钢筋混凝土排水管中的应用
技术领域
本发明涉及混凝土管材技术领域，特别涉及一种干硬性混凝土及其在钢筋混凝土排水管中的应用。
背景技术
钢筋混凝土排水管具有抗外压强度高、耐久性好、使用寿命长、生产成本低、制作方便、价格便宜等不可替代的优势,在国内外城镇建设、市政公路建设、农田水利建设、电力和铁路工程建设及综合管廊建设中应用广泛。
现有的可参考公开号为CN101664961A的中国专利申请，其公开了一种钢筋混凝土排水管的制造工艺，工艺步骤为：先根据钢筋混凝土排水管的大小制作钢筋骨架，并制作F钢圈，将F钢圈放置在底模上，并将制作好的钢筋骨架与F钢圈连接，然后，底模连同钢筋骨架套入外模，并将外模与底模连接，接着将外模套于池坑中的内膜外，并在外模的上端面安装插口模，灌入混凝土，并采用气动制动器震动，灌好混凝土后，分别脱除插口模、内模和外模，将脱模的钢筋混凝土排水管套上蒸汽罩进行蒸养定型，最后脱去底模。
排水管所处环境较为潮湿阴暗，成分复杂，尤其是流体中的酸碱含量较高时，对于排水管的混凝土基体以及内部的钢筋造成严重的腐蚀，削弱排水管的力学性能，造成排水管的塌陷损坏，而排水管通常体积较大，维修更换操作不变。
发明内容
针对现有技术不足，本发明提供一种钢筋混凝土排水管，以达到提高排水管耐腐蚀性的效果。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种干硬性混凝土，按重量份计，包括有以下组分：水、水泥、砂、石、粉煤灰、组合纤维、防腐组合料，其中，组合纤维包括聚乙烯纤维、玻璃纤维、碳纤维，防腐组合料包括无水硅酸铝、磷酸盐。
较佳的，按重量份计，包括有以下组分：水160-170份、水泥380-400份、砂660-675份、石665-680份、粉煤灰65-75份、聚乙烯纤维6-10份、玻璃纤维5-8份、碳纤维5-8份、无水硅酸铝8-12份、磷酸盐4-6份。
较佳的，按重量份计，包括有以下组分：水165份、水泥389份、砂670份、石670 份、粉煤灰69份、聚乙烯纤维8份、玻璃纤维6份、碳纤维6份、无水硅酸铝10份、磷酸盐5份。
较佳的，所述组合纤维中纤维的长度为8-15mm。
通过采用上述方案，水泥、粉煤灰等与水发生水化反应，水泥、掺合料表面形成包裹水泥、掺合料表面的水膜。磷酸盐能抑制或减轻有害物质侵入干硬性混凝土之后，与钢筋产生的电化学反应。无水硅酸铝可充分地填充在水泥颗粒之间，有效地改善硬化水泥浆体和干硬性混凝土微结构，提高浆体硬化后的密实度。合理配比的防腐组合料能够提高水泥等的表面活性，加快水化保护膜破裂，促进水膜内的钙离子扩散至水膜外，促进水泥、掺合料的水化反应。组合纤维能够提高干硬性混凝土基体之间的结合力，配合防腐组合料，提高干硬性混凝土的密实度，进而提高干硬性混凝土的耐腐蚀性和耐久性。
较佳的，所述组合纤维经过改性处理。
较佳的，采用质量分数为65％的浓铬酸，在23-26℃下，对组合纤维浸泡处理1-2min。
通过采用上述方案，对组合纤维进行化学刻蚀处理，使得纤维表面呈现凹凸不平状，提高纤维表面的粗糙度，提高纤维的比表面积，增加纤维与干硬性混凝土基体的接触面积，发生大面积的机械啮合，此外，采用浓铬酸进行处理，还能在纤维表面引入多种活性基团，改善纤维的润湿性，有利于纤维与干硬性混凝土基体的化学键的结合，从机械层面和化学键结合层面，提高纤维与干硬性混凝土基体的结合性能，提高干硬性混凝土的密实度、抗压抗折性能和防腐性能。
本发明的目的二：提供一种干硬性混凝土的应用，应用于钢筋混凝土排水管生产领域。
本发明的目的三：提供一种钢筋混凝土排水管，所述钢筋混凝土排水管由所述干硬性混凝土制得。
排水管所处环境较为潮湿，管内流体成分复杂，对排水管造成较强的腐蚀威胁，采用上述干硬性混凝土制备排水管，能够有效提高钢筋混凝土排水管中的干硬性混凝土部分的耐腐蚀性，加强对排水管内的钢筋龙骨的保护，总体上提高钢筋混凝土排水管的耐久性。
本发明的目的四：提供一种钢筋混凝土排水管的制备方法，采用径向挤压制管工艺，包括有以下步骤：
(1)原料混合：将各原料组分加入搅拌机内，混合搅拌均匀，得干硬性混凝土；
(2)径向挤压制管：采用径向挤压制管机进行制管，得钢筋混凝土排水管；
(3)蒸汽养护：将(2)中获得的钢筋混凝土排水管移至保养间进行蒸汽养护。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、通过加入合理的配比的防腐组合料，能够提高水泥、掺合料等的表面活性，加快水化保护膜破裂，促进水膜内的钙离子扩散至水膜外，促进水泥、掺合料的水化反应，提高干硬性混凝土的密实度，进而提高干硬性混凝土的耐腐蚀性和耐久性。
2、磷酸盐的加入，能抑制或减轻有害物质侵入干硬性混凝土，与钢筋产生的电化学反应，提高钢筋的耐久性，进而提高钢筋混凝土排水管的耐久性；
3、在干硬性混凝土中添加组合纤维，并对组合纤维进行表面化学刻蚀处理，提高纤维的比表面积，在纤维表面引入多种活性基团，从机械结合层面和化学键结合层面，提高纤维与干硬性混凝土基体的结合性能，提高干硬性混凝土的密实度、抗压抗折性能和防腐性能。
具体实施方式
以下对本发明作进一步详细说明。
实施例1
(1)组合纤维化学处理：采用质量分数为65％的浓铬酸，在23-26℃下，对组合纤维浸泡处理 1-2min；
(2)原料混合：将各原料组分加入搅拌机内，混合搅拌均匀，得干硬性混凝土；
(3)径向挤压制管：采用常规的径向挤压工艺进行制管，将钢筋龙骨放入模具底托，外模合模夹住底托放入径向挤压制管机基座，旋转基座模具转到制管工位，下探高速旋转碾压头至模具里侧底部，通过供料平台将(2)中的获得的干硬性混凝土输送至模具内，干硬性混凝土到一定高度，基座振动，将管底的干硬性混凝土振实，基座停止振动，干硬性混凝土继续投料，碾压头高速旋转碾压并缓慢提升，随投料随碾压至管顶，得钢筋混凝土排水管；
(4)蒸汽养护：将(4)中获得的钢筋混凝土排水管移至保养间进行蒸汽养护，
其中，各原料组分为：水165Kg、水泥389Kg、砂670Kg、石670Kg、粉煤灰69Kg、聚乙烯纤维8Kg、玻璃纤维6Kg、碳纤维6Kg、无水硅酸铝10Kg、磷酸盐5Kg，
其中，三种纤维的长度均为8-15mm；
实施例2-5、对比例1-2与实施例1的区别在于(1)中干硬性混凝土的原料配比不同，所有实施例和对比例中的原料配比如表1所示。
表1干硬性混凝土的原料配比。
性能检测
(1)干硬性混凝土耐久性能：电通量和氯离子扩散系数(RCM法)试验按GB/T 50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》有关规定进行，检测结果如表2所示；
(2)干硬性混凝土力学性能：抗压强度试验按JTJ 270-1998《水运工程混凝土试验规程》的有关规定进行，检测结果如表3所示；
(3)钢筋混凝土排水管的力学性能：按实施例2中的径向制管工艺制备管a(公积直径200mm，有效长度2000mm，壁厚30mm)、管b(公积直径400mm，有效长度3000mm，壁厚50mm)、管c(公积直径800mm，有效长度3000mm，壁厚80mm)，按GBT 11836-2009《混凝土和钢筋混凝土排水管》测试管a、管b、管c三种III级管的裂缝荷载、破坏荷载和内水压力承受性能，检测结果如表4所示。
表2干硬性混凝土的电通量和氯离子扩散系数检测结果。
结合表2中的实施例1-5和对比例1-2，本发明的干硬性混凝土的56天电通量、84天扩散系数明显降低，抗压强度明显提高，且组合纤维和防腐组合料组合使用的效果较佳。这是因为：水泥、粉煤灰等与水发生水化反应，水泥、掺合料表面形成包裹水泥、掺合料表面的水膜，而合理配比的防腐组合料能够提高水泥等的表面活性，加快水化保护膜破裂，促进水膜内的钙离子扩散至水膜外，促进水泥、掺合料的水化反应。组合纤维能够提高干硬性混凝土基体之间的结合力，配合防腐组合料，提高干硬性混凝土的密实度，进而提高干硬性混凝土的耐腐蚀性和耐久性。
表3干硬性混凝土的抗压强度检测结果。
结合表3中的实施例1-5和对比例1-2，可以看出，本发明的干硬性混凝土的抗压强度明显提高，与表2的分析过程类似，组合纤维和防腐组合料的配合实用，提高了干硬性混凝土的密实度和韧性，进而提高了干硬性混凝土的抗压性能。
表4钢筋混凝土排水管的力学性能检测结果。
由表4可知，管a、管b、管c三种III级管的裂缝荷载、破坏荷载和内水压力承受性能均为合格，说明本发明中的干硬性混凝土的配方科学合理，能够有效发挥各组分的作用，在提高钢筋混凝土排水管的耐久性的基础上，还具有良好的抗裂缝、抗破坏和抗内水压力性能。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种干硬性混凝土，其特征在于：按重量份计，包括有以下组分：水、水泥、砂、石、粉煤灰、组合纤维、防腐组合料，其中，组合纤维包括聚乙烯纤维、玻璃纤维、碳纤维，防腐组合料包括无水硅酸铝、磷酸盐。
2.根据权利要求1所述的一种干硬性混凝土，其特征在于：按重量份计，包括有以下组分：水160-170份、水泥380-400份、砂660-675份、石665-680份、粉煤灰65-75份、聚乙烯纤维6-10份、玻璃纤维5-8份、碳纤维5-8份、无水硅酸铝8-12份、磷酸盐4-6份。
3.根据权利要求2所述的一种干硬性混凝土，其特征在于：按重量份计，包括有以下组分：水165份、水泥389份、砂670份、石670份、粉煤灰69份、聚乙烯纤维8份、玻璃纤维6份、碳纤维6份、无水硅酸铝10份、磷酸盐5份。
4.根据权利要求1-3任一所述的干硬性混凝土，其特征在于：所述组合纤维中纤维的长度为8-15mm。
5.根据权利要求1-3任一所述的干硬性混凝土，其特征在于：所述组合纤维经过改性处理。
6.根据权利要求5所述的干硬性混凝土，其特征在于：采用质量分数为65%的浓铬酸，在23-26℃下，对组合纤维浸泡处理 1-2min。
7.一种如权利要求1-6任意一项所述的干硬性混凝土的应用，其特征在于：应用于钢筋混凝土排水管生产领域。
8.一种钢筋混凝土排水管，其特征在于：所述钢筋混凝土排水管由权利要求1-6任意一项所述干硬性混凝土制得。
9.一种如权利要求8所述的钢筋混凝土排水管的制备方法，其特征在于：采用径向挤压制管工艺，包括有以下步骤：
(1)原料混合：将各原料组分加入搅拌机内，混合搅拌均匀，得干硬性混凝土；
(2) 径向挤压制管：采用径向挤压制管机进行制管，得钢筋混凝土排水管；
(3)蒸汽养护：将(2)中获得的钢筋混凝土排水管移至保养间进行蒸汽养护。
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