CN112921870B - 超高强度混凝土uhpc防撞墙 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了超高强度混凝土UHPC防撞墙，包括复合墙体，复合墙体下侧固定连接有支撑座，复合墙体包括两个平行设置的UHPC板与一个橡胶板，橡胶板固定连接在两个UHPC板之间。本发明的优点在于：本发明提供的超高强度混凝土UHPC防撞墙在工作过程中，通孔内设置的缓冲装置能够有效的对所受到冲击力进行缓冲，使得该防撞墙被车辆冲撞后不易破碎，同时，支撑座一侧设置的导流装置具有净化空气的性能，且具备排水结构，一方面使得该防撞墙对汽车产生的有害气体进行吸收，避免汽车排放的尾气对公路环境造成污染，另一方面，该墙防撞能够对其附近堆积的雨水进行排放，避免道路发生严重积水，不利于车辆的行走的情况发生。

Description

超高强度混凝土UHPC防撞墙
技术领域
本发明涉及防撞墙技术领域，尤其涉及超高强度混凝土UHPC防撞墙。
背景技术
在公路两边的分隔地带一般设置防撞墙进行分隔，现有的防撞墙设计得比较传统，仅仅是用水泥浇筑的矮墙形状，虽然坚固耐用，但是对冲击力的缓冲能力较差，被车辆冲撞后容易破碎，同时防撞墙无法实现净化空气的功能，也不具备排水结构，无法对汽车产生的有害气体进行吸收，也无法对墙体附近堆积的雨水进行排放，一方面导致汽车排放的尾气对公路环境造成污染，另一方面，雨水会由于墙体的抵挡越升越高，从而导致道路发生严重积水，不利于车辆的行走。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的超高强度混凝土UHPC防撞墙，从而解决现有技术中存在的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
超高强度混凝土UHPC防撞墙，包括复合墙体，所述复合墙体下侧固定连接有支撑座，所述复合墙体包括两个平行设置的UHPC板与一个橡胶板，所述橡胶板固定连接在两个UHPC板之间，其中一个所述UHPC板上设有多个通孔，每个通孔内均设有能够对UHPC板所受到的冲击力缓冲的缓冲装置，所述支撑座一侧设有防止支撑座附近雨水堆积的导流装置。
优选地，所述缓冲装置包括橡胶柱，所述橡胶柱固定连接在通孔内，其中一个所述UHPC板一侧固定连接有多个橡胶凸块，所述橡胶凸块一侧外表面呈弧形，所述橡胶柱一端与橡胶凸块固定连接，所述橡胶柱另一端与橡胶板固定连接，所述橡胶板一侧设有多个第一凹槽，另一个UHPC板一侧设有多个第二凹槽，所述第二凹槽与对应的第一凹槽相对设置形成管状槽，每个所述管状槽内均固定连接有橡胶套。
优选地，所述导流装置包括倾斜设置的导流板，所述导流板固定连接在支撑座一侧，所述支撑座一侧设有导流孔，所述导流孔倾斜设置在支撑座一侧，倾斜角度在30°到60°之间，所述支撑座下侧设有引流槽，所述引流槽内壁上侧设有引流孔，所述导流孔一端与引流孔相连通。
优选地，所述复合墙体上侧固定连接有顶板，所述顶板上侧外表面呈弧形。
优选地，其中一个所述UHPC板一侧固定连接有夜光条。
优选地，所述UHPC板为超高性能混凝土(UHPC)制成。
优选地，所述超高性能混凝土的制备原料包括：
Figure GDA0003687745620000021
优选地，所述超高性能混凝土的制备原料包括：
Figure GDA0003687745620000031
更优选地，所述超高性能混凝土的制备原料还包括1-5份的聚乙烯醇。
在一种实施方式中，所述含氨基聚苯并咪唑按照中国授权专利CN101220163B中公开的类似方法予以制备，区别仅在于四氨略过量以获得略低的分子量和更多的活性氨基。具体为：
将1.082g 3，3’，4，4’-四氨基联苯和0.905g 5-氨基间苯二甲酸加入到20g含70-90wt％五氧化二磷的多聚磷酸中，氮气保护机械搅拌的条件下，先在150℃反应2小时后，190℃下再反应20小时，降温后倒入水中。先用氢氧化钠中和至弱酸性，再用碳酸氢钠中和至中性，过滤，将收集到的聚合物放入氨水中(氮气保护下)80℃搅拌12小时，过滤，样品洗至中性后，100℃真空干燥24小时，得到含氨基聚苯并咪唑。
在一种实施方式中，所述超高性能混凝土的制备方法包括以下步骤：
(1)按重量份将硅酸盐水泥、粉煤灰、膨胀剂、硅灰、石英砂、钢纤维、骨料加入混合器中，充分混合后，得混合料一；
(2)将减水剂加入水中，充分混合后，得混合料二；
(3)将含氨基聚苯并咪唑和任选地聚乙烯醇加入二甲基亚砜中，充分溶解后，得混合料三；
(4)将磺化聚苯和KH-560加入乙醇中，充分混合后，得混合料四；
(5)将上述混合料一、二、三、四充分混合，即得所述超高性能混凝土。
本发明的优点在于：
(1)本发明提供了新型超高性能混凝土，其通过配方调整，引入了含氨基聚苯并咪唑和磺化聚苯以及任选地聚乙烯醇，提高了体系交联度、固化速度以及强度，形成互穿网络结构，可以获得固化速度更快，强度更高的UHPC板；
(2)本发明提供的超高强度混凝土UHPC防撞墙在工作过程中，通孔内设置的缓冲装置能够有效的对所受到冲击力进行缓冲，使得该防撞墙被车辆冲撞后不易破碎，同时，支撑座一侧设置的导流装置具有净化空气的性能，且具备排水结构，一方面使得该防撞墙对汽车产生的有害气体进行吸收，避免汽车排放的尾气对公路环境造成污染，另一方面，该墙防撞能够对其附近堆积的雨水进行排放，避免道路发生严重积水，不利于车辆的行走的情况发生。
附图说明
图1是本发明的基本结构示意图；
图2是本发明中缓冲装置的基本结构示意图；
图3是本发明中导流装置的基本结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
超高强度混凝土UHPC防撞墙
实施例1-1
如图1-3所示，本发明提供的超高强度混凝土UHPC防撞墙，包括复合墙体1，复合墙体1下侧固定连接有支撑座2，支撑座2横截面呈梯形，呈体型结构设计的支撑座2具有较好的稳固性，使得复合墙体1遭受冲击时支撑座2不易翻倒，复合墙体1包括两个平行设置的UHPC板11与一个橡胶板12，UHPC板11具有较强的耐磨性与较轻的质量，方便工作人员对UHPC板11进行移动，也使得UHPC板11在长时间试用下不易产生磨损，橡胶板12固定连接在两个UHPC板11之间，橡胶板12具有优异的缓冲性与稳定性，当UHPC板11受到冲击时。UHPC板11将冲击传递给橡胶板12，橡胶板12对冲击力进行缓冲且不会产生损坏，其中一个UHPC板11上设有多个通孔，每个通孔内均设有能够对UHPC板11所受到的冲击力缓冲的缓冲装置3，缓冲装置3包括橡胶柱31，橡胶柱31固定连接在通孔内，其中一个UHPC板11一侧固定连接有多个橡胶凸块32，橡胶凸块32一侧外表面呈弧形，橡胶柱31一端与橡胶凸块32固定连接，橡胶柱31另一端与橡胶板12固定连接，橡胶板12一侧设有多个第一凹槽，另一个UHPC板1一侧设有多个第二凹槽，第二凹槽与对应的第一凹槽相对设置形成管状槽，每个管状槽内均固定连接有橡胶套33，当车辆与该防撞墙产生碰撞时，其中一个UHPC板11一侧设置的橡胶凸块32受到冲击，橡胶凸块32将冲击力进行缓冲并将余下的冲击传递给橡胶柱31，橡胶柱31将冲击力进行缓冲并将余下的冲击力传递给橡胶板12，橡胶板12将冲击力进行缓冲并将余下的冲击力传递给橡胶套33，橡胶套33受到冲击产生形变并对余下的冲击力再次进行缓冲，并且通过将橡胶套33设置在管状槽中，增大了橡胶套33与橡胶板12与另一个UHPC板11的接触面积，增加了橡胶套33的受力面积，增强了橡胶套33的缓冲效果，使得该防撞墙被碰撞后所受到的冲击力大大减少，使得该防撞墙被车辆冲撞后不易破碎，支撑座2一侧设有防止支撑座2附近雨水堆积的导流装置4，导流装置4包括倾斜设置的导流板41，导流板41固定连接在支撑座2一侧，支撑座2一侧设有导流孔42，导流孔42倾斜设置在支撑座2一侧，倾斜角度在30°到60°之间，当导流孔42的倾斜角度在30°到60°之间时，导流孔42的导流效果最好，支撑座2下侧设有引流槽43，引流槽42内壁上侧设有引流孔44，导流孔42一端与引流孔44相连通，当雨季来临时，雨水落至导流板41位置，倾斜设置的导流板41具有导流作用，使得导流板41上的水流入导流孔42中，水流顺着倾斜设置的导流孔42流入引流孔44内，最终落到与引流槽42相对应的土地中，使得这片土地受雨水滋润长出植物，当汽车行驶排出尾气时，为期通过导流孔42与引流孔44进入引流槽43并被植物吸收净化，同时支撑座2位置堆积的雨水到达一定高度时，雨水能够通过导流孔42最终进入引流槽43中，避免支撑座2附近雨水堆积的同时，加速引流槽43对应土地上植物的生长，一方面使得该防撞墙对汽车产生的有害气体进行吸收，避免汽车排放的尾气对公路环境造成污染，另一方面，该墙防撞能够对其附近堆积的雨水进行排放，避免道路发生严重积水，不利于车辆的行走的情况发生。
复合墙体1上侧固定连接有顶板5，顶板5上侧外表面呈弧形，弧形的顶板5具有导流作用，使得落在顶板5上的雨水被导流至别处，防止雨水在顶板5上堆积导致顶板5被雨水侵蚀的情况发生，其中一个UHPC板一侧固定连接有夜光条6，夜光条6能够在夜里发光，对开夜车的司机起到警示作用，防止司机因视觉条件较差而撞到防撞墙。
使用时，当车辆与该防撞墙产生碰撞时，其中一个UHPC板11一侧设置的橡胶凸块32受到冲击，橡胶凸块32将冲击力进行缓冲并将余下的冲击传递给橡胶柱31，橡胶柱31将冲击力进行缓冲并将余下的冲击力传递给橡胶板12，橡胶板12将冲击力进行缓冲并将余下的冲击力传递给橡胶套33，橡胶套33受到冲击产生形变并对余下的冲击力再次进行缓冲，并且通过将橡胶套33设置在管状槽中，增大了橡胶套33与橡胶板12与另一个UHPC板11的接触面积，增加了橡胶套33的受力面积，增强了橡胶套33的缓冲效果，使得该防撞墙被碰撞后所受到的冲击力大大减少，当雨季来临时，雨水落至导流板41位置，倾斜设置的导流板41具有导流作用，使得导流板41上的水流入导流孔42中，水流顺着倾斜设置的导流孔42流入引流孔44内，最终落到与引流槽42相对应的土地中，使得这片土地受雨水滋润长出植物，当汽车行驶排出尾气时，为期通过导流孔42与引流孔44进入引流槽43并被植物吸收净化，同时支撑座2位置堆积的雨水到达一定高度时，雨水能够通过导流孔42最终进入引流槽43中，避免支撑座2附近雨水堆积的同时，加速引流槽43对应土地上植物的生长。
由新型超高性能混凝土制备用于上述超高强度混凝土UHPC防撞墙的UHPC板
本发明中，新型超高性能混凝土的制备原料如下：
硅酸盐水泥是杭州铭炜建筑材料有限公司生产的P.O 42.5硅酸盐水泥。
粉煤灰购自灵寿县创伟矿产品加工厂，325目，密度为1.9-2(kg/m3)。
膨胀剂购自山东金邦德新型建材有限公司，型号为uea。
硅灰购自上高县华硅矿业有限公司，200目。
石英砂购自宁波嘉和新材料科技有限公司，20～40目。
钢纤维购自四川东南星建材有限公司，直径0.15mm，长度15mm。
骨料为郑州景峰耐磨材料有限公司的铝矾土骨料，325目。
减水剂购自广东中联邦精细化工有限公司，型号B-3805。
含氨基聚苯并咪唑，按以下方法制备得到：
将1.082g 3，3’，4，4’-四氨基联苯和0.905g 5-氨基间苯二甲酸加入到20g含70-90wt％五氧化二磷的多聚磷酸中，氮气保护机械搅拌的条件下，先在150℃反应2小时后，190℃下再反应20小时，降温后倒入水中。先用氢氧化钠中和至弱酸性，再用碳酸氢钠中和至中性，过滤，将收集到的聚合物放入氨水中(氮气保护下)80℃搅拌12小时，过滤，样品洗至中性后，100℃真空干燥24小时，得到含氨基聚苯并咪唑。
磺化聚苯，具体制备方法为：将聚苯(对位聚笨(ppl)，购自温州瓯科氟塑有限公司)按1g:20ml的投料量加入到98％的浓硫酸中,在170℃回流15h，然后倒入丙酮与水的混合物中充分洗涤后，100℃真空干燥24小时，得到所述磺化聚苯。
聚乙烯醇购自日本可乐丽，型号为PVA117。
KH-560、水、二甲基亚砜、乙醇均购自阿拉丁试剂。
以下实施例中的份数均为重量份。
实施例2-1
UHPC板的制备方法，步骤如下：
(1)将100份硅酸盐水泥、50份粉煤灰、3份膨胀剂、10份硅灰、60份石英砂、30份钢纤维、60份骨料加入混合器中，以200r/min充分混合100秒后，得混合料一；
(2)将3份减水剂加入30份水中，充分混合后，得混合料二；
(3)将1份含氨基聚苯并咪唑加入5份二甲基亚砜中，充分溶解后，得混合料三；
(4)将1份磺化聚苯和1份KH-560加入10份乙醇中，充分混合后，得混合料四；
(5)将上述混合料一、二、三、四以200r/min在50℃下充分混合150秒后，即得所述超高性能混凝土；
(6)将所述超高性能混凝土装模、成型并脱模后，即得所述UHPC板。
实施例2-2
UHPC板的制备方法，步骤如下：
(1)将100份硅酸盐水泥、54份粉煤灰、7份膨胀剂、13份硅灰、77份石英砂、35份钢纤维、78份骨料加入混合器中，以200r/min充分混合100秒后，得混合料一；
(2)将6份减水剂加入65份水中，充分混合后，得混合料二；
(3)将3份含氨基聚苯并咪唑加入8份二甲基亚砜中，充分溶解后，得混合料三；
(4)将3份磺化聚苯和4份KH-560加入12份乙醇中，充分混合后，得混合料四；
(5)将上述混合料一、二、三、四以200r/min在50℃下充分混合150秒后，即得所述超高性能混凝土；
(6)将所述超高性能混凝土装模、成型并脱模后，即得所述UHPC板。
实施例2-3
UHPC板的制备方法，步骤如下：
(1)将100份硅酸盐水泥、54份粉煤灰、7份膨胀剂、13份硅灰、77份石英砂、35份钢纤维、78份骨料加入混合器中，以200r/min充分混合100秒后，得混合料一；
(2)将6份减水剂加入65份水中，充分混合后，得混合料二；
(3)将上述混合料一、二以200r/min在50℃下充分混合150秒后，即得所述超高性能混凝土；
(4)将所述超高性能混凝土装模、成型并脱模后，即得所述UHPC板。
实施例2-4
UHPC板的制备方法，步骤如下：
(1)将100份硅酸盐水泥、54份粉煤灰、7份膨胀剂、13份硅灰、77份石英砂、35份钢纤维、78份骨料加入混合器中，以200r/min充分混合100秒后，得混合料一；
(2)将6份减水剂加入65份水中，充分混合后，得混合料二；
(3)将3份磺化聚苯和4份KH-560加入12份乙醇中，充分混合后，得混合料三；
(4)将上述混合料一、二、三以200r/min在50℃下充分混合150秒后，即得所述超高性能混凝土；
(5)将所述超高性能混凝土装模、成型并脱模后，即得所述UHPC板。
实施例2-5
UHPC板的制备方法，步骤如下：
(1)将100份硅酸盐水泥、54份粉煤灰、7份膨胀剂、13份硅灰、77份石英砂、35份钢纤维、78份骨料加入混合器中，以200r/min充分混合100秒后，得混合料一；
(2)将6份减水剂加入65份水中，充分混合后，得混合料二；
(3)将3份含氨基聚苯并咪唑加入8份二甲基亚砜中，充分溶解后，得混合料三；
(4)将上述混合料一、二、三以200r/min在50℃下充分混合150秒后，即得所述超高性能混凝土；
(5)将所述超高性能混凝土装模、成型并脱模后，即得所述UHPC板。
实施例2-6
UHPC板的制备方法，步骤如下：
(1)将100份硅酸盐水泥、54份粉煤灰、7份膨胀剂、13份硅灰、77份石英砂、35份钢纤维、78份骨料加入混合器中，以200r/min充分混合100秒后，得混合料一；
(2)将6份减水剂加入65份水中，充分混合后，得混合料二；
(3)将3份含氨基聚苯并咪唑以及2份聚乙烯醇加入8份二甲基亚砜中，充分溶解后，得混合料三；
(4)将3份磺化聚苯和4份KH-560加入12份乙醇中，充分混合后，得混合料四；
(5)将上述混合料一、二、三、四以200r/min在50℃下充分混合150秒后，即得所述超高性能混凝土；
(6)将所述超高性能混凝土装模、成型并脱模后，即得所述UHPC板。
性能测试：
将上述实施例2-1至2-6所得的超高性能混凝土装模、成型并脱模后，制备成标准混凝土试块，然后进行性能试验，结果如下表。
Figure GDA0003687745620000111
Figure GDA0003687745620000121
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.超高强度混凝土UHPC防撞墙，包括复合墙体(1)，其特征在于：所述复合墙体(1)下侧固定连接有支撑座(2)，所述复合墙体(1)包括两个平行设置的UHPC板(11)与一个橡胶板(12)，所述橡胶板(12)固定连接在两个UHPC板(11)之间，其中一个所述UHPC板(11)上设有多个通孔，每个通孔内均设有能够对UHPC板(11)所受到的冲击力缓冲的缓冲装置(3)，所述支撑座(2)一侧设有防止支撑座(2)附近雨水堆积的导流装置(4)；
所述缓冲装置(3)包括橡胶柱(31)，所述橡胶柱(31)固定连接在通孔内，其中一个所述UHPC板(11)一侧固定连接有多个橡胶凸块(32)，所述橡胶凸块(32)一侧外表面呈弧形，所述橡胶柱(31)一端与橡胶凸块(32)固定连接，所述橡胶柱(31)另一端与橡胶板(12)固定连接，所述橡胶板(12)一侧设有多个第一凹槽，另一个UHPC板(11)一侧设有多个第二凹槽，所述第二凹槽与对应的第一凹槽相对设置形成管状槽，每个所述管状槽内均固定连接有橡胶套(33)。
2.根据权利要求1所述的超高强度混凝土UHPC防撞墙，其特征在于：所述导流装置(4)包括倾斜设置的导流板(41)，所述导流板(41)固定连接在支撑座(2)一侧，所述支撑座(2)一侧设有导流孔(42)，所述导流孔(42)倾斜设置在支撑座(2)一侧，倾斜角度在30°到60°之间，所述支撑座(2)下侧设有引流槽(43)，所述引流槽(43)内壁上侧设有引流孔(44)，所述导流孔(42)一端与引流孔(44)相连通。
3.根据权利要求1所述的超高强度混凝土UHPC防撞墙，其特征在于：所述复合墙体(1)上侧固定连接有顶板(5)，所述顶板(5)上侧外表面呈弧形。
4.根据权利要求3所述的超高强度混凝土UHPC防撞墙，其特征在于：其中一个所述UHPC板一侧固定连接有夜光条(6)。
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