CN1915889A - 一种用于预制声屏障的混杂纤维自密实混凝土 - Google Patents
一种用于预制声屏障的混杂纤维自密实混凝土 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1915889A CN1915889A CN 200610047672 CN200610047672A CN1915889A CN 1915889 A CN1915889 A CN 1915889A CN 200610047672 CN200610047672 CN 200610047672 CN 200610047672 A CN200610047672 A CN 200610047672A CN 1915889 A CN1915889 A CN 1915889A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- self
- concrete
- fiber
- mixed fiber
- dense concrete
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
本发明属于土木工程中的混凝土技术领域，涉及纤维混凝土和自密实混凝土，特别涉及到对具有优良工作性能和抗收缩开裂性能的混杂纤维自密实混凝土的配置与应用。其特征是用高耐碱玻璃纤维和改性聚丙烯纤维作为混凝土增强材料，用适量的高效减水剂改善拌和物工作度，配制出一种具有优良工作性能和抗收缩开裂性能，可有效抵抗风荷载和温度应力的混杂纤维自密实混凝土。使用混杂纤维自密实混凝土制备声屏障生产流程简单，无需复杂的设备。本发明的效果和益处是与传统混凝土类、金属板类和塑料有机玻璃类等隔、吸声屏障材料相比，具有显著的技术优势和良好的社会效益。
Description
技术领域
本发明属于土木工程中的混凝土技术领域，涉及纤维混凝土和自密实混凝土，特别涉及到对具有优良工作性能和抗收缩开裂性能的混杂纤维自密实混凝土的配置与应用。
背景技术
目前，穿越城镇的公路、高速公路或铁路上的汽车和火车噪音对临近居民区的干扰越来越大。为有效减小噪音污染，声屏障的建造日益普及。
声屏障按材料可分为混凝土类、金属板类、塑料有机玻璃类和绿化带类。其中，金属板声屏障容易遭受腐蚀，在氯盐的环境下金属板声屏障与基础连接的部位往往会遭致破坏，必须定期对其进行检查，而且金属结构的声屏单元连接比较困难，整体性较差，容易产生噪声泄漏，受外力作用时自身会产生噪音；塑料声屏障因受阳光照射易老化、褪色一般不被使用；钢化玻璃、丙烯酸玻璃或卡普隆聚碳酸酷制成的透明声屏障价格昂贵，且易被环境脏物所污染，须经常清洗金属框架结构孔网罩面，所以仅用于某些需要透明度的地方。绿化带类声屏障有明显的季节特征。
混凝土类声屏障多用于公路、高速公路和铁路上的车辆噪音防治，具有较高的强度，可以承受车辆与路面或铁轨剧烈磨擦或撞击引起的振动作用及车辆运行带动的强烈气流冲击作用，同时自身不会因此产生噪音。混凝土类声屏障主要包括普通混凝土声屏障、轻质混凝土声屏障、钢筋混凝土声屏障及玻璃纤维增强水泥(GRC)声屏障等。
混凝土声屏障砌块正逐渐被淘汰，混凝土声屏障正向着多孔、预制的方向发展。现在有些预制的声屏障空心板长达5m，宽达1m，而且板面带有栅格。使用传统的混凝土或轻质混凝土浇筑这种声屏障时，需要强烈的振捣密实，生产效率低，而且生产噪音污染较严重；如果骨料粒径偏大，浇筑表面带吸音孔洞的空心声屏障就更困难。混凝土声屏障的吸音孔洞是薄弱环节，容易形成应力集中，产生裂缝，为限制裂缝的产生和发展，并承受振动作用和气流冲击作用，这种混凝土制品需要具有良好的韧性和延性。玻璃纤维增强水泥(GRC)声屏障需要喷浆设备，其价格昂贵，对原材料要求高，而且生产效率有待提高。
目前，纤维混凝土技术不断完善，自密实混凝土技术的日趋成熟。已公开的研究表明，自密实混凝土仅靠自重即可填充到模板各个角落，无需振捣，可节省人力，提高生产效率，减少生产噪音污染，并且生产的混凝土具有良好的均质性和密实性。混凝土增强纤维可有效限制混凝土结构和非结构裂缝的产生和发展。纤维通过与混凝土之间的界面粘结传递应力，减弱或避免出现应力集中，从而实现应力重分布，达到限裂和增韧的效果。改性聚丙烯纤维(PPF)在混凝土中易分散，与基体握裹力强，耐腐蚀，能阻止、减少和延缓基体早龄期的塑性开裂。高耐碱玻璃纤维(HARGF)具有抗拉强度高、弹性模量大、耐碱性能好等特点，可以限制硬化后基体的干燥收缩开裂。
发明内容
本发明的目的就是提供一种具有优良工作性能、抗收缩开裂性能及韧性，可有效抵抗风荷载和温度应力的新型结构材料，用以制备声屏障，以解决传统混凝土类、金属板类和塑料有机玻璃类等声屏障存在的问题。
本发明的技术方案是：
这种混杂纤维自密实混凝土的拌合物包括水泥、水、骨料、聚羧酸类高效减水剂、高耐碱玻璃纤维、改性聚丙烯纤维。其特征在于，各组分用量分别为：
水泥，用量为700～900kg/m3；
聚羧酸类高效减水剂，用量为水泥质量的0.6～1.0％；
针对隔声屏障栅格尺寸和肋间距小的特点，所用骨料粒径≤5mm，用量为1000～1200kg/m3；
高耐碱玻璃纤维用量为5～10kg/m3，其抗拉强度为1800MPa，弹性模量为80.4GPa，密度2700kg/m3，长度6～12mm；
改性聚丙烯纤维用量为1～4kg/m3，其抗拉强度＞400MPa，弹性模量＞3.5GPa，密度910kg/m3，等效直径20～48μm，长度8～15mm。
新拌的混杂纤维自密实混凝土的工作必须度满足欧洲EFNARC标准关于自密实混凝土的规定，即坍落流动度≥650mm，且＜800mm，2sec≤T50cm≤5sec；J环高差≤10mm；U型管高差≤30mm。
所述水泥为混凝土技术中通常采用的任何水泥，包括硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥等。
本发明的效果和益处是：
新拌的混杂纤维自密实混凝土依靠自身重力即可填充到模板各个角落，不需振捣，且具有良好的均质性和密实性；声屏障的生产流程简单，无需复杂的设备；混杂使用改性聚丙烯纤维和高耐碱玻璃纤维，可以有效的增加基体材料的韧性、延性和抗收缩开裂的能力。
本发明的混杂纤维自密实混凝土，适用于浇筑公路、高速公路和铁路两侧防噪的声屏障，也可用于制备工业厂房降噪的声屏障，具有显著的技术优势和良好的社会效益。
附图说明
附图1是混杂纤维自密实混凝土声屏障生产流程图。
附图2是混杂纤维自密实混凝土坍落流动度图。
附图3是混杂纤维自密实混凝土J-型环流动度图。
附图4是混杂纤维自密实混凝土J-型环内外高差图。
附图5是混杂纤维自密实混凝土U-型管高差图。
附图6是普通自密自密实实混凝土6小时裂缝图。
附图7是混杂纤维自密实混凝土6小时裂缝图。
附图8是普通自密实混凝土24小时裂缝图。
附图9是混杂纤维自密实混凝土24小时裂缝图。
附图10是混杂纤维自密实混凝土方板试验裂缝面积和时间的关系图。图中：横坐标表示方板浇筑成型后的试验时间，单位是h；纵坐标表示方板裂缝的面积，单位是mm2。1表示普通自密实混凝土；2表示单掺高耐碱玻璃纤维的自密实混凝土；3表示单掺改性聚丙烯的自密实混凝土；4表示混杂使用高耐碱玻璃纤维和改性聚丙烯纤维的自密实混凝土。
附图11是混杂纤维自密实混凝土梁弯曲韧性试验的荷载-位移曲线图。图中：横坐标表示梁跨中位移，单位是mm；纵坐标表示对梁施加的集中荷载，单位是kN。1表示普通自密实混凝土；2表示单掺高耐碱玻璃纤维的自密实混凝土；3表示单掺改性聚丙烯的自密实混凝土；4表示混杂使用高耐碱玻璃纤维和改性聚丙烯纤维的自密实混凝土。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图详细说明本发明的具体实施例。
实施例：
使用本发明的混杂纤维自密实混凝土浇筑了带有栅格的空心吸声屏障。试验研究表明该材料具有优良的工作性能、良好的力学性能和抗收缩开裂性能。为了对比研究不同性能，还配置了不掺纤维的普通自密实混凝土、单掺玻璃纤维的自密实混凝土和单掺聚丙烯纤维的自密实混凝土。表1是四种混凝土的配合比，表中数据单位是kg/m3。表2是实施例混凝土各组成材料的参数说明。
表1 混凝土的配合比
| 混凝土种类 | 水泥 | 砂子 | 水 | 高效减水剂 | 聚丙烯纤维 | 玻璃纤维 | 水灰比(％) |
| 普通自密实混凝土 | 885.5 | 1062.6 | 309.9 | 4.071 | — | — | 0.35 |
| 高耐碱玻璃纤维自密实混凝土 | 881.5 | 1057.8 | 308.5 | 5.377 | 17.630 | 0.35 | |
| 改性聚丙烯纤维自密实混凝土 | 883.0 | 1059.6 | 309.1 | 4.503 | 1.766 | — | 0.35 |
| 混杂纤维自密实混凝土 | 880.4 | 1056.4 | 308.1 | 5.370 | 0.880 | 8.804 | 0.35 |
表2 材料参数说明
| 材料 | 参数说明 |
| 水泥 | 普通P·032.5R硅酸盐水泥。 |
| 水 | 普通引用水，水灰比为0.35。 |
| 砂 | 中砂，细度模数为2.46。 |
| 减水剂 | 聚羧酸类高效减水剂，水泥用量的0.6～1.0％。 |
| 改性聚丙烯纤维 | 长度为15mm，横截面为三叶形，等效直径0.048mm，抗拉强度＞400MPa，弹性模量＞3.5GPa，密度为910kg/m3。 |
| 高耐碱玻璃纤维 | 长度为6mm，集束状短切纱，抗拉强度为1800MPa，弹性模量80.4GPa，含锆量≥16.7％，密度2700kg/m3。 |
试验采用先干拌后湿拌的方法。干拌时先将水泥、砂投入搅拌机进行干拌2.5分钟左右，然后均匀撒入玻璃纤维或/和聚丙烯纤维，再干拌2.5分钟左右。湿拌时先加入80％的拌和水，再加入聚羧酸类高效减水剂，然后加入剩余的水搅拌2～3分钟后出料。
四种自密实混凝土28天抗压强度和工作度试验结果如表3所示；在温度20±2℃，相对湿度≤60％，风速3.3～3.4m/sec条件下进行四种混凝土的方板非自由收缩试验，方板尺寸为600mm×600mm×63mm，结果如图6～9和表4所示；按照德国纤维混凝土标准(DBV1998)进行四种混凝土梁的抗弯韧性试验，其荷载-位移曲线如图11所示。表3是四种混凝土的抗压强度、坍落流动度、J-环及U-型管试验结果，表中数值均为平均值。表4是四种混凝土的早龄期非自由收缩裂缝面积、裂缝降低系数及评价。
表3 抗压强度、坍落流动度、J-环及U-型管试验结果
| 混凝土种类 | 抗压强度(MPa) | 坍落流动度 | J型环 | U型管高差H(mm) | ||
| d(cm) | T50cm(sec) | d(cm) | h(mm) | |||
| 普通自密实混凝土 | 55 | 54.5 | ＜5 | 52.0 | 7.0 | 20.0 |
| 高耐碱玻璃纤维自密实混凝土 | 40 | 69.5 | ＜7 | 67.0 | 4.8 | 6.0 |
| 改性聚丙烯纤维自密实混凝土 | 44 | 67.5 | ＜7 | 63.0 | 4.5 | 10.0 |
| 混杂纤维自密实混凝土 | 39 | 65.0 | ＜7 | 70.0 | 2.4 | 7.5 |
表4 早龄期非自由收缩裂缝面积、裂缝降低系数及评价
| 混凝土种类 | 裂缝总面积A(mm2) | 裂缝降低系数η(％) | 限裂等级 |
| 普通自密实混凝土 | 68.09 | - | - |
| 高耐碱玻璃纤维自密实混凝土 | 13.62 | 80 | 一级 |
| 改性聚丙烯纤维自密实混凝土 | 9.16 | 87 | 一级 |
| 混杂纤维自密实混凝土 | 2.99 | 96 | 一级 |
Claims (6)
1.一种用于预制声屏障的混杂纤维自密实混凝土，其特征在于，各组分用量如下：
水泥 700～900kg/m3；
骨料 1000～1200kg/m3；
高耐碱玻璃纤维 5～10kg/m3；
改性聚丙烯纤维 1～4kg/m3；
聚羧酸类高效减水剂。
2.根据权利要求1所述的一种用于预制声屏障的混杂纤维自密实混凝土，其特征在于：所用水泥包括硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥。
3.根据权利要求1所述的一种用于预制声屏障的混杂纤维自密实混凝土，其特征在于：所用骨料粒径≤5mm。
4.根据权利要求1所述的一种用于预制声屏障的混杂纤维自密实混凝土，其特征在于：混杂使用高耐碱玻璃纤维和改性聚丙烯纤维，高耐碱玻璃纤维抗拉强度为1800MPa，弹性模量为80.4GPa，密度2700kg/m3，长度6～12mm；改性聚丙烯纤维抗拉强度＞400MPa，弹性模量＞3.5GPa，密度910kg/m3，等效直径20～48μm，长度8～15mm。
5.根据权利要求1所述的一种用于预制声屏障的混杂纤维自密实混凝土，其特征在于：聚羧酸类高效减水剂用量为水泥质量的0.6～1.0％。
6.根据权利要求1所述的一种用于预制声屏障的混杂纤维自密实混凝土，其特征在于：配制的混杂纤维自密实混凝土的工作度满足欧洲EFNARC标准关于自密实混凝土的规定：坍落流动度≥650mm，且＜800mm，2sec≤T50cm≤5sec；J环高差≤10mm；U型管高差≤30mm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200610047672 CN1915889A (zh) | 2006-09-04 | 2006-09-04 | 一种用于预制声屏障的混杂纤维自密实混凝土 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200610047672 CN1915889A (zh) | 2006-09-04 | 2006-09-04 | 一种用于预制声屏障的混杂纤维自密实混凝土 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1915889A true CN1915889A (zh) | 2007-02-21 |
Family
ID=37736990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 200610047672 Pending CN1915889A (zh) | 2006-09-04 | 2006-09-04 | 一种用于预制声屏障的混杂纤维自密实混凝土 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1915889A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10131579B2 (en) | 2015-12-30 | 2018-11-20 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Polarity-enhanced ductile polymer fibers for concrete micro-reinforcement |
| US10717673B2 (en) | 2015-12-30 | 2020-07-21 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Polymer fibers for concrete reinforcement |
-
2006
- 2006-09-04 CN CN 200610047672 patent/CN1915889A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10131579B2 (en) | 2015-12-30 | 2018-11-20 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Polarity-enhanced ductile polymer fibers for concrete micro-reinforcement |
| US10717673B2 (en) | 2015-12-30 | 2020-07-21 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Polymer fibers for concrete reinforcement |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1915890A (zh) | 一种用于预制声屏障的混杂纤维粉煤灰自密实混凝土 | |
| Khan et al. | Efficiency of silica-fume content in plain and natural fiber reinforced concrete for concrete road | |
| Li et al. | Potential use of waste tire rubber as aggregate in cement concrete–A comprehensive review | |
| Wang et al. | Study on the optimum initial curing condition for fly ash and GGBS based geopolymer recycled aggregate concrete | |
| Nodehi et al. | Effect of supplementary cementitious materials on properties of 3D printed conventional and alkali-activated concrete: A review | |
| CN206581145U (zh) | 一种免伸缩缝的混凝土桥梁端部桥面铺装结构 | |
| CN1834050A (zh) | 水泥基材料塑性防裂用改性纤维及其制备方法 | |
| CN105347752A (zh) | 一种高强度混凝土 | |
| CN111410478B (zh) | 一种复合石墨烯高强建筑垃圾水泥砂浆及其制备方法 | |
| CN103964795A (zh) | 一种纤维编织网增强水泥基复合材料及其制备方法 | |
| KR20150085572A (ko) | 충격흡수가 용이한 경량고인성콘크리트 조성물 및 이를 이용한 날개벽 제작방법 | |
| CN116874265B (zh) | 高延性多尺度纤维增强水泥基复合材料及其制备方法 | |
| Liu et al. | Concrete waste-derived aggregate for concrete manufacture | |
| CN110105011A (zh) | 一种具有低收缩高延性的细石骨料混凝土 | |
| CN1858018A (zh) | 早强微膨胀钢纤维道路混凝土 | |
| CN1915889A (zh) | 一种用于预制声屏障的混杂纤维自密实混凝土 | |
| CN105330211A (zh) | 一种高强度自密实混凝土 | |
| CN111997391B (zh) | 混凝土收缩开裂复合调控体系及其调控方法 | |
| CN1880257A (zh) | 一种硬化水泥基材料防干缩开裂用纤维材料及其制备方法 | |
| CN105347745A (zh) | 一种新型高强度自密实混凝土 | |
| CN105347744A (zh) | 一种高强度预制钢筋混凝土空心方桩 | |
| Xiao et al. | Characterization of PVA Fiber-Reinforced Pervious Concrete with Blended Recycled Ceramic Aggregates and Natural Aggregate | |
| CN110304883A (zh) | 一种原生纤维水泥基复合材料及其制备方法 | |
| Ardhira et al. | A review on structural performance of geopolymer beam and geopolymer for strengthening the beam | |
| George et al. | Flexural behaviour of activated fly ash concrete |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |