CN110482957A - 基于装配式承插连接桥墩用高流动度超高强度灌浆料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了基于装配式承插连接桥墩用高流动度超高强度灌浆料，灌浆料中各组份的重量百分含量为：25％～35％的硅酸盐水泥、5％～8％的硅灰、30％～40％的细骨料、10％～20％的石英粉、1％～2％的减水剂、5％～7％的钢纤维和5％～7％的水。本发明灌浆料中的细骨料采用石英砂被玻璃砂部分或全部等质量替换的方式，可制成28d抗压强度达到115.7Mpa，抗折强度达到21.9Mpa，劈裂抗拉强度达到12.9Mpa，且流动度达到370mm的高流动度超高强度灌浆料。本发明灌浆料具有流动性好、抗压抗折抗拉强度高、绿色环保的特点，可满足装配式桥墩中承插节点连接所需灌浆料的工作性能要求和力学性能要求。

Description

基于装配式承插连接桥墩用高流动度超高强度灌浆料及其制 备方法
技术领域
本发明涉及一种预制装配式构件拼接灌浆材料，尤其是基于装配式承插连接桥墩用高流动度超高强度灌浆料。
背景技术
在我国的桥梁建设中，将提前在工厂预制好的桥梁部件在现场进行装配施工的装配式桥梁是当今的发展趋势，随着装配式桥梁的建设规模不断扩大，用于桥梁预制部件拼接的灌浆材料也迅速发展。
在装配式桥墩的现场拼接中，目前用于墩柱承台承插式节点和墩柱盖梁承插式节点的灌浆料多采用超高性能混凝土。由于超高性能混凝土采用极低的水胶比，传统以石英砂为单一细骨料的超高性能混凝土往往流动性能不佳，导致灌浆料的密实度难以保证并且注浆效率低下。
加强超高性能混凝土的流动性能最直接的方法是提高水和减水剂的掺入量，但这会使得灌浆料的强度下降并直接影响构件拼接效果。同时，目前市场上高流动性的超高性能混凝土由于配方复杂、原材料不易获取、原材料稳定度不易控制，最终导致生产成本不菲，售价偏高。
发明内容
针对现有超高性能混凝土灌浆料所存在的缺点，该发明提供一种配方简单、原材料易获取、具有较高流动性、力学性能满足要求的基于装配式承插连接桥墩用高流动度超高强度灌浆料，并公布其制备方式。本发明的优势在于：配方简单，该灌浆料仅加入易于获取的玻璃砂作为新材料成分，使得制备该混凝土可行性高；原材料易获取，原材料骨料成分中作为替换材料的玻璃砂由废旧玻璃制成，来源广泛并且绿色环保；具有较强流动性，该灌浆料流动度相较于传统超高性能混凝土灌浆料提高30％以上且流动度值最高达到370mm，可显著提高灌浆效率；力学性能满足要求，该灌浆料28d抗压强度达到115.7Mpa，抗折强度达到21.9Mpa，劈裂抗拉强度达到12.9Mpa，达到超高性能混凝土力学性能要求。
本发明采用的技术方案是：基于装配式承插连接桥墩用高流动度超高强度灌浆料，包括按重量百分含量计的以下组分：25％～35％的硅酸盐水泥、5％～8％的硅灰、30％～40％的细骨料、10％～20％的石英粉、1％～2％的减水剂、5％～7％的钢纤维和5％～7％的水。
进一步地，所述硅酸盐水泥是标号为42.5的普通硅酸盐水泥。
进一步地，所述硅灰为亚微米级材料，平均粒径为0.15um.
进一步地，所述细骨料采用石英砂或玻璃砂中的至少一种，石英砂被玻璃砂部分或全部等质量代替。
进一步地，所述细骨料中的玻璃砂由废旧玻璃研磨制成。
进一步地，所述细骨料的各粒径范围组分的重量百分含量为：
进一步地，所述石英粉为平均粒径15um，SiO2含量大于99％的石英粉。
进一步地，所述钢纤维为长度12mm且抗拉强度大于2000MPa的镀铜钢纤维。
进一步地，所述减水剂为高性能聚羧酸减水剂。
同时，本发明还相应提出了基于装配式承插连接桥墩用高流动度超高强度灌浆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将废旧玻璃研磨制成玻璃砂；
(2)使用筛网得到要求粒径范围内的各材料组分，根据重量百分比以及细骨料中的不同替换比例确定每次搅拌需要的各材料用量；
(3)将水泥、硅灰、细骨料、石英粉倒入搅拌机中搅拌2min，搅拌均匀后加入水和减水剂；
(4)即刻向拌合物中慢速加入钢纤维，慢搅5min～8mins成型。
本发明的技术效果在于：该灌浆料细骨料中的石英砂被玻璃砂部分或全部等质量替换，使该灌浆料流动性显著提高，并且抗压抗折抗拉强度达到超高性能混凝土要求的特点，保证了灌浆料的工作效率和质量标准，可满足装配式桥墩中承插式节点连接所需灌浆料的工作性能要求和力学性能要求。细骨料中玻璃砂由废旧玻璃研磨制成，对废旧玻璃进行绿色回收处理，可规避常规骨料石英砂生产过程中对环境的污染并且有效降低生产成本。
附图说明
图1是装配式桥墩中墩柱承台承插式结构示意图；
图2是装配式桥墩中墩柱盖梁承插式结构示意图。
附图编号：1-墩柱；2-承台；3-灌浆材料；4-盖梁。
具体实施方式
下述的实施方式给出了具体细节对该发明进行更为详尽的解释，但是本领域技术人员可以理解，下列实施方式中大量细节仅用于说明本发明，而不应被视为限制本发明的范围。
如图1、图2所示，本发明的高流动度超高强度灌浆料可作为墩柱承台承插式节点和墩柱盖梁承插式节点的灌浆材料。
实施例1-6：
实施例1-6均为基于装配式承插连接桥墩用高流动度超高强度灌浆料，实施例1-6中细骨料均采取石英砂被玻璃砂部分或全部替换的方式，各实验例的组分含量如表1所示，
表1.
对照例1-3：
对照例1-3均为一种普通超高性能混凝土灌浆料，其与实验例1-6的区别在于：细骨料均全部采用石英砂，不含玻璃砂，各对照例的组分含量如表2所示，
表2.
其中，实施例和对照例中细骨料的各粒径范围组分的重量百分含量均为：
灌浆料制备方法：
(1)将废旧玻璃研磨制成玻璃砂；
(2)使用筛网得到要求粒径范围内的各材料组分，根据重量百分比以及细骨料中的不同替换比例确定每次搅拌需要的各材料用量；
(3)将水泥、硅灰、细骨料、石英粉倒入搅拌机中搅拌2min，搅拌均匀后加入水和减水剂；
(4)即刻向拌合物中慢速加入钢纤维，慢搅5min～8mins成型。
性能测试：
分别测试实施例1-6和对照例1-3灌浆料的流动度、抗压强度、抗折强度和劈裂抗拉强度，测试方法参照GB/T 50448-2008《水泥基灌浆材料应用技术规范》、GB/T 50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》。测试结果如表3所示，
表3.
由上表试验数据可以看出，本发明的灌浆料当细骨料中用于替换的玻璃砂比例为50％时，流动度提升30％；比例为100％时，流动度提升46％.流动度的大幅提高将使灌浆效率提升50％以上。该灌浆料工作性能显著优于普通超高性能混凝土灌浆料，并且力学性能达到超高性能混凝土要求，可作为基于装配式承插连接桥墩用高流动度超高强度灌浆料。

Claims (10)

1.基于装配式承插连接桥墩用高流动度超高强度灌浆料，其特征在于：所述灌浆料各组份的重量百分含量为25％～35％的硅酸盐水泥、5％～8％的硅灰、30％～40％的细骨料、10％～20％的石英粉、1％～2％的减水剂、5％～7％的钢纤维和5％～7％的水。
2.根据权利要求1所述的基于装配式承插连接桥墩用高流动度超高强度灌浆料，其特征在于：所述硅酸盐水泥是标号为42.5的硅酸盐水泥。
3.根据权利要求1所述的基于装配式承插连接桥墩用高流动度超高强度灌浆料，其特征在于：所述硅灰为亚微米级材料，平均粒径为0.15um。
4.根据权利要求1所述的基于装配式承插连接桥墩用高流动度超高强度灌浆料，其特征在于：所述细骨料采用石英砂或玻璃砂中的至少一种，石英砂被玻璃砂部分或全部等质量替换。
5.根据权利要求1所述的基于装配式承插连接桥墩用高流动度超高强度灌浆料，其特征在于：所述细骨料中的玻璃砂由废旧玻璃研磨制成。
6.根据权利要求1所述的基于装配式承插连接桥墩用高流动度超高强度灌浆料，其特征在于：所述细骨料的各粒径范围组分的重量百分含量为：
7.根据权利要求1所述的基于装配式承插连接桥墩用高流动度超高强度灌浆料，其特征在于：所述石英粉为平均粒径15um，SiO2含量大于99％的石英粉。
8.根据权利要求1所述的基于装配式承插连接桥墩用高流动度超高强度灌浆料，其特征在于：所述钢纤维为长度12mm且抗拉强度大于2000MPa的镀铜钢纤维。
9.根据权利要求1所述的基于装配式承插连接桥墩用高流动度超高强度灌浆料，其特征在于：所述减水剂为高性能聚羧酸减水剂。
10.根据权利要求1所述的基于装配式承插连接桥墩用高流动度超高强度灌浆料，其特征在于：该超高强度灌浆料的制备方法包括以下步骤，
(1)将废旧玻璃研磨制成玻璃砂；
(2)使用筛网得到要求粒径范围内的各材料组分，根据重量百分比以及细骨料中的不同替换比例确定每次搅拌需要的各材料用量；
(3)将水泥、硅灰、细骨料、石英粉倒入搅拌机中搅拌2min，搅拌均匀后加入水和减水剂；
(4)即刻向拌合物中慢速加入钢纤维，慢搅5min～8mins成型。
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