CN115849821A

CN115849821A - 一种高强韧性混凝土及其应用

Info

Publication number: CN115849821A
Application number: CN202211583341.7A
Authority: CN
Inventors: 周如明; 周偲; 齐新; 卢永成; 邵长宇; 颜海; 张智然; 周虹秀; 周海峰; 郝礼増
Original assignee: SHANGHAI SHENJI TRAFFIC TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: SHANGHAI SHENJI TRAFFIC TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2022-12-09
Filing date: 2022-12-09
Publication date: 2023-03-28

Abstract

本发明提供了一种高强韧性混凝土及其制备方法和应用，涉及混凝土技术领域。本发明选择高强度的硅酸盐水泥，级配良好的砂石材料，同时采用高强钢纤维提高混凝土韧性，膨胀剂补偿混凝土收缩，通过合理的配比，得到的混凝土具有高强度、韧性好、收缩小、便于施工和快速高强的特点。实施例的结果表明，本发明的混凝土24h抗压强度≥30MPa；28d抗压强度≥80MPa；28d抗弯拉强度≥8.0MPa(采用四点抗弯试验方法)；28d等效抗弯强度≥5.0MPa；限制膨胀率≥‑0.010％。

Description

一种高强韧性混凝土及其应用

技术领域

本发明涉及混凝土技术领域，尤其涉及一种高强韧性混凝土及其应用。

背景技术

现代建设日新月异，为了提高建设速度，减少施工对交通、对社会的影响，同时提高工程质量，预制拼装技术应运而生。桥墩以上部位大都采用工厂化加工，现场拼装施工。尤其是立柱与桥墩的连接，目前采取的方式比较多，比如套筒法、裤裆法等。由于材料与工艺诸多方面的原因，效果不尽人意。承插式连接(如图1)工艺简单，容易做好、做到位，被一些设计师青睐。这个技术的关键，除了结构设计外，就是连接立柱与桥墩的混凝土。目前连接立柱与桥墩的混凝土收缩率较大，且强度和韧性有待提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强韧性混凝土及其应用，本发明的混凝土具有强度高、韧性好、收缩小、便于施工和快速高强的特点。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种高强韧性混凝土，每立方米包括：

胶凝材料450～480kg、级配砂740～780kg、级配碎石1000～1040kg、钢纤维30～60kg、膨胀剂30～50kg、占所述胶凝材料0.8wt％的减水剂、以及水；

所述高强韧性混凝土的水胶比为0.31～0.33；

所述胶凝材料为强度等级52.5以上的硅酸盐水泥；

所述级配砂的细度模数为2.6～3.0；且300μm筛孔的颗粒通过量不少于10wt％；

所述级配碎石为5～20mm连续级配碎石。

优选的，所述级配砂的含泥量不大于1.0wt％，泥块含量不大于0.2wt％。

优选的，所述级配砂的材质为玄武岩。

优选的，所述级配碎石中针片状颗粒含量不大于3wt％，含泥量不大于0.5wt％，泥块含量不大于0.2wt％。

优选的，所述减水剂为聚羧酸减水剂，所述减水剂的减水率为25％。

优选的，所述钢纤维为直丝带弯钩，所述钢纤维的强度为2000MPa以上。

优选的，所述高强韧性混凝土的24h抗压强度≥30MPa；28d抗压强度≥80MPa；28d抗弯拉强度≥8.0MPa；28d等效抗弯强度≥5.0MPa；限制膨胀率≥-0.010％。

本发明提供了上述方案所述高强韧性混凝土在预制拼装桥墩的承插式连接中的应用。

优选的，所述应用的方法包括以下步骤：将高强韧性混凝土通过漏斗状滑槽注入承插式连接的嵌缝中，振捣密实，将槽口整理平顺，覆盖薄膜养护7天以上。

本发明提供了上述方案所述高强韧性混凝土在盖梁与立柱的连接或湿接缝中的应用。

本发明提供了一种高强韧性混凝土，每立方米包括：胶凝材料50～480kg、级配砂740～780kg、级配碎石1000～1040kg、钢纤维30～60kg、膨胀剂30～50kg、占所述胶凝材料0.8wt％的减水剂、以及水；所述高强韧性混凝土的水胶比为0.31～0.33；所述胶凝材料为强度等级52.5以上的硅酸盐水泥；所述级配砂的细度模数为2.6～3.0；且300μm筛孔的颗粒通过量不少于10wt％；所述级配碎石为5～20mm连续级配碎石。

本发明选择高强度的硅酸盐水泥，级配良好的砂石材料，同时采用高强钢纤维提高混凝土韧性，膨胀剂补偿混凝土收缩，通过合理的配比，得到的混凝土具有高强度、韧性好、收缩小、便于施工和快速高强的特点。本发明的混凝土应用在钢桥面铺装上，承插式结构中嵌缝等特殊部位，使用效果尤其明显，解决了许多其他材料难以实施好的难题。

实施例的结果表明，本发明的混凝土24h抗压强度≥30MPa；28d抗压强度≥80MPa；28d抗弯拉强度≥8.0MPa(采用四点抗弯试验方法)；28d等效抗弯强度≥5.0MPa(由于韧性指数测试结果离差较大，采用试验方法可靠性较好的等效抗弯强度指标表征材料的韧性)；限制膨胀率≥-0.010％(水中7d转空气中28d)。

附图说明

图1为立柱与桥墩拼接的结构形式图。

具体实施方式

本发明提供了一种高强韧性混凝土，每立方米包括：

所述高强韧性混凝土的水胶比为0.31～0.33；

所述胶凝材料为强度等级52.5以上的硅酸盐水泥；

所述级配碎石为5～20mm连续级配碎石。

本发明提供的高强韧性混凝土每立方米包括胶凝材料450～480kg，优选为455～475kg，更优选为460～470kg。在本发明中，所述胶凝材料为强度等级52.5以上的硅酸盐水泥。本发明使用高强水泥，再配上合适的骨料和减水剂等，能够做成快速混凝土，使混凝土的早期强度来得高，一般24h能达到抗压强度40MPa。

本发明提供的高强韧性混凝土每立方米包括级配砂740～780kg，优选为750～770kg，更优选为755～765kg。在本发明中，所述级配砂的细度模数为2.6～3.0；且300μm筛孔的颗粒通过量不少于10wt％。更优选的，所述级配砂的细度模数为2.7～2.8，300μm筛孔的颗粒通过量为10wt％～15wt％。在本发明中，所述级配砂的材质优选为玄武岩。在本发明中，所述级配砂的含泥量优选不大于1.0wt％，泥块含量优选不大于0.2wt％。在本发明中，所述级配砂作为细骨料使用。

本发明提供的高强韧性混凝土每立方米包括级配碎石1000～1040kg，优选为1010～1030kg，更优选为1020kg。在本发明中，所述级配碎石为5～20mm连续级配碎石。在本发明中，所述级配碎石中针片状颗粒含量优选不大于3wt％，含泥量优选不大于0.5wt％，泥块含量优选不大于0.2wt％。在本发明中，所述级配碎石作为粗骨料使用。在本发明中，所述级配碎石优选为经过调理机处理过的骨料，这样的骨料制出来的混凝土的抗折强度高，而且性能稳定。本发明对调理机处理骨料的过程没有特殊要求，能够将骨料的棱角打掉，骨料呈球形即可。

在本发明中，所述级配砂和级配碎石均优选为烘干料或风干料，以防止砂石料含水量波动、计量不够精准等因素引起的混凝土质量波动，提升混凝土最低质量水平，避免混凝土出现质量缺陷和薄弱点。在本发明中，若级配砂和级配碎石含水，则需要从用水量中扣除。

本发明提供的高强韧性混凝土每立方米包括钢纤维30～60kg，优选为35～55kg，更优选为40～50kg。在本发明中，所述钢纤维优选为直丝带弯钩，所述钢纤维的强度优选为2000MPa以上。在本发明中，所述钢纤维优选为5D钢纤维。本发明采用钢纤维可使混凝土断裂时呈延性破坏，提高混凝土的韧性。

本发明提供的高强韧性混凝土每立方米包括膨胀剂30～50kg，优选为35～45kg，更优选为40～42kg。本发明对所述膨胀剂的具体种类没有特殊要求，采用本领域熟知的膨胀剂即可。在本发明中，所述膨胀剂主要起到补偿混凝土早期收缩的作用。

本发明提供的高强韧性混凝土包括占所述胶凝材料0.8wt％的减水剂。在本发明中，所述减水剂优选为聚羧酸减水剂，所述减水剂的减水率优选为25％。本发明的减水剂减水率高，保坍性好，具有促凝、早强及减缩作用。

在本发明中，所述高强韧性混凝土的水胶比优选为0.31～0.33，具体可以为0.31、0.32或0.33。

本发明选择高强度的硅酸盐水泥，级配良好的砂石材料，同时采用高强钢纤维提高混凝土韧性，膨胀剂补偿混凝土收缩，通过合理的配比，得到的混凝土具有强度高、韧性好、收缩小、便于施工和快速高强的特点。

本发明对所述高强韧性混凝土的制备方法没有特殊要求，采用本领域熟知的制备方法即可。在本发明中，具体是采用750L的强制式搅拌机生产。

本发明提供了上述方案所述高强韧性混凝土在预制拼装桥墩的承插式连接中的应用。在本发明中，所述应用的方法优选包括以下步骤：将高强韧性混凝土通过漏斗状滑槽注入承插式连接的嵌缝中，振捣密实，将槽口整理平顺，覆盖薄膜养护7天以上。

本发明所述振捣时优选使钢纤维尽可能水平分布。

本发明覆盖薄膜养护防止混凝土发生水化反应激发出来的水分跑掉，以满足湿润养护的要求。

本发明还提供了上述方案所述高强韧性混凝土在盖梁与立柱的连接或湿接缝中的应用。

下面结合实施例对本发明提供的高强韧性混凝土及其应用进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

一种高强韧性混凝土，单方(m³)混凝土组分如下：胶凝材料50～480kg、级配砂740～780kg、级配碎石1000～1040kg、钢纤维30～60kg、膨胀剂30～50kg、占所述胶凝材料0.8wt％的减水剂、以及水。材料准备齐全后，将上述组分混合，经过750L的强制式搅拌机生产，即可得本发明中所述的高强韧性混凝土，该混凝土有强度高、韧性好、收缩小、便于施工和快速高强的特点。

混凝土各项性能如表1所示。

表1实施例1混凝土的性能数据

由以上实施例可知，本发明提供的高强韧性混凝土具有强度高、韧性好、收缩小、便于施工和快速高强的特点。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种高强韧性混凝土，其特征在于，每立方米包括：

所述高强韧性混凝土的水胶比为0.31～0.33；

所述胶凝材料为强度等级52.5以上的硅酸盐水泥；

所述级配碎石为5～20mm连续级配碎石。

2.根据权利要求1所述的高强韧性混凝土，其特征在于，所述级配砂的含泥量不大于1.0wt％，泥块含量不大于0.2wt％。

3.根据权利要求1或2所述的高强韧性混凝土，其特征在于，所述级配砂的材质为玄武岩。

4.根据权利要求1所述的高强韧性混凝土，其特征在于，所述级配碎石中针片状颗粒含量不大于3wt％，含泥量不大于0.5wt％，泥块含量不大于0.2wt％。

5.根据权利要求1所述的高强韧性混凝土，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸减水剂，所述减水剂的减水率为25％。

6.根据权利要求1所述的高强韧性混凝土，其特征在于，所述钢纤维为直丝带弯钩，所述钢纤维的强度为2000MPa以上。

7.根据权利要求1所述的高强韧性混凝土，其特征在于，所述高强韧性混凝土的24h抗压强度≥30MPa；28d抗压强度≥80MPa；28d抗弯拉强度≥8.0MPa；28d等效抗弯强度≥5.0MPa；限制膨胀率≥-0.010％。

8.权利要求1～7任一项所述高强韧性混凝土在预制拼装桥墩的承插式连接中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述应用的方法包括以下步骤：将高强韧性混凝土通过漏斗状滑槽注入承插式连接的嵌缝中，振捣密实，将槽口整理平顺，覆盖薄膜养护7天以上。

10.权利要求1～7任一项所述高强韧性混凝土在盖梁与立柱的连接或湿接缝中的应用。