CN204645394U - 一种墩头增强的超高性能混凝土盖板 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种墩头增强的超高性能混凝土盖板，包括超高性能混凝土层，所述超高性能混凝土层内距离盖板下端面10~20mm、距离盖板四侧边10~20mm的位置设置有平行于盖板下端面的钢筋骨架，所述钢筋骨架包括纵向设置的受力筋、横向设置的分布筋，所述受力筋的两端设置有墩头，所述墩头的外径为受力筋直径的1.3-2.0倍。本实用新型的墩头增强的超高性能混凝土盖板，能提高盖板内钢筋与超高性能混凝土之间的抗滑移能力，延缓盖板裂缝的出现，提高盖板的裂缝荷载，提高盖板产品的耐久性能，具有很好的经济效益。

Description

一种墩头增强的超高性能混凝土盖板

技术领域

本实用新型属于建筑材料领域，具体涉及一种墩头增强的超高性能混凝土盖板。

背景技术

超高性能混凝土，简称UHPC(Ultra-High Performance Concrete)，是过去三十年中最具创新性的水泥基工程材料，实现了工程材料性能的大跨越，它的其中一个代表是活性粉末混凝土。

活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete，简写为RPC)：是由多元活性粉末掺合料、无机胶凝材料、连续级配细骨料、钢纤维等混合纤维组成，通过最优化级配设计，使材料内部的缺陷(孔隙与微裂缝)减小到最少，具有超高强度、高韧性、高耐久性、高阻裂性和体积稳定性良好的新型水泥基复合材料。由于活性粉末混凝土中钢纤维的存在加强了水泥石的咬合作用，使该材料的抗拉强度得到大幅提高，达高强混凝土的4~6倍，极限拉伸应变更是可达高强混凝土的70~80倍，断裂韧性是普通混凝土的250多倍，其力学性能和变形能力明显优于普通混凝土和高强混凝土。因此该材料适用于对结构有高强、轻质、阻裂、耐久性要求的结构工程领域。

超高性能混凝土盖板，相对于传统的混凝土盖板，其承载能力和耐久性能都有了较大的提高。但是在偶然较大的冲击荷载或者长期荷载作用下，盖板依然会较早开裂，造成内部钢筋腐蚀的问题，这将对盖板的耐久性能造成很大的不利影响，大大缩短盖板的使用寿命。虽然目前有通过施加预应力提高盖板裂缝荷载的做法，但是由于其工序复杂和施工成本高而不被广泛采用，因此如何简单有效地延迟盖板的开裂成为一个亟需探索的问题。

在钢筋骨架的受力筋两端加设墩头，有利于加强钢筋与超高性能混凝土之间的粘结力和锚固力，进而提高钢筋的抗滑移能力，延迟裂缝的出现，从而提高盖板的裂缝荷载，有效地解决了传统盖板底部因过早开裂而造成的内部钢筋腐蚀问题，具有很好的经济效益。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供了一种墩头增强的超高性能混凝土盖板，加强钢筋与超高性能混凝土之间的粘结力和锚固力，进而提高钢筋的抗滑移能力，延迟裂缝的出现，最终提高盖板的裂缝荷载和耐久性能。

为实现上述目的，本实用新型可以采取如下技术方案：

一种墩头增强的超高性能混凝土盖板，包括超高性能混凝土层，所述超高性能混凝土层内距离盖板下端面10~20mm、距离盖板四侧边10~20mm的位置设置有平行于盖板下端面的钢筋骨架，所述钢筋骨架包括纵向设置的受力筋、横向设置的分布筋，所述受力筋的两端设置有墩头，所述墩头的外径为受力筋直径的1.3-2.0倍。

进一步地，所述受力筋直径为6~20mm，受力筋直径比分布筋大2mm以上。

进一步地，所述钢筋骨架采用热轧钢筋、冷拉钢筋或PC钢棒。

进一步地，所述超高性能混凝土的抗压强度大于等于140MPa。

本实用新型另一方面还提供了一种墩头增强的超高性能混凝土盖板的制备方法，包括步骤：

1）按照墩头的样式，在各受力筋两端加设墩头；

2）按照盖板尺寸和保护层厚度加工钢筋骨架；

3）将钢筋骨架吊入模具模腔内，放置时受力筋朝上，下端面和四边各留出10~20mm的保护层厚度；

4）将拌合好的超高性能混凝土倾倒注入模具模腔中，振动成型后抹平盖板外表面；

5）将盖板连同模具进行养护，脱模后继续养护至性能满足要求，得到墩头增强的超高性能混凝土盖板。

进一步地，所述步骤5）具体包括：将盖板连同模具进行蒸汽养护，环境温度保持为40℃养护24小时，之后取出拆模再在85℃条件下继续养护48小时，得到墩头增强的超高性能混凝土盖板。

进一步地，所述步骤1）中墩头加设时先通过冷墩机将受力筋两端墩粗，然后再利用专用机床对墩粗段进行套丝而成；

所述超高性能混凝土均用优选配合比制备而成，抗压强度不应低于140MPa；

本实用新型提供的墩头增强的超高性能混凝土盖板，相对于现有技术具有如下优点：受力筋两端墩头的存在可以加强钢筋与超高性能混凝土之间的粘结力和锚固力，进而提高钢筋的抗滑移能力，延迟裂缝的出现，提高盖板的裂缝荷载，从而提高盖板的抗开裂性能与抗渗水能力，降低钢筋骨架锈蚀的可能性，最终提高盖板的耐久性能，具有很好的经济效益。

本实用新型将在建筑、电力领域发挥巨大作用，应用前景广阔。

附图说明

图1为本实用新型实施例的墩头样式示意图。

图2本实用新型实施例的配筋俯视示意图。

图3为图2中A-A向剖视示意图。

图4为图2中B-B向剖视示意图。

图中所示为：1-受力筋；2-分布筋；3-超高性能混凝土层；4-架立筋；5-墩头。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型的目的作进一步的详细描述，实施例不能在此一一赘述，但本实用新型的实施方式并不因此限定于以下实施例。

实施例1

如图1至图4所示，一种墩头增强的超高性能混凝土盖板，包括超高性能混凝土层3，所述超高性能混凝土层3内距离盖板下端面10mm、距离盖板四侧边15mm的位置设置有平行于盖板下端面的钢筋骨架，本实施例的钢筋骨架为双层网架，包括纵向设置的受力筋1、横向设置的分布筋2，架立筋4连接两层网架并起支承上层网架的作用。

本实施例中，所述盖板的尺寸为1400mm×500mm×80mm。

本实施例中，所述受力筋1采用直径为10.7mm的PC钢棒，抗拉强度值为1400MPa，分布筋2及架立筋4采用直径为8mm的HPB300钢筋。

本实施例所述受力筋1的两端设置有墩头5，所述墩头5的外径为受力筋1直径的1.3倍，即13.9mm。

本实施例所述超高性能混凝土实测抗压强度为152.6MPa。

本实施例的实测盖板裂缝荷载为130.4kN，破坏荷载为240.8kN，测试方法参照中国南方电网《电缆沟盖板标准技术标书》。

在未进行墩头增强的对比实验中，实测裂缝荷载117.6kN，破坏荷载为232.6kN。

与未加墩头增强的超高性能混凝土盖板相比，裂缝荷载提高了11%，破坏荷载提高了4%。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于：所述墩头5的外径为受力筋1直径的2.0倍，即21.4mm，所述超高性能混凝土实测抗压强度为154.6MPa；

本实施例的实测盖板裂缝荷载为162.4kN，破坏荷载为258.5kN，测试方法参照中国南方电网《电缆沟盖板标准技术标书》。

与未加墩头增强的超高性能混凝土盖板相比，裂缝荷载提高了38%，破坏荷载提高了11%。

实施例3

一种墩头增强的超高性能混凝土盖板制备方法，包括步骤：

1）按照墩头5的样式，在各受力筋1两端加设墩头5，墩头5加设时先通过冷墩机将受力筋(1)两端墩粗，然后再利用专用机床对墩粗段进行套丝而成；所述受力筋1采用直径为10.7mm的PC钢棒，抗拉强度值为1400MPa，分布筋2及架立筋4采用直径为8mm的HPB300钢筋；所述墩头5的外径为受力筋1直径的2.0倍，即21.4mm；

2）所述盖板的尺寸为1400mm×500mm×50mm，下保护层厚度为15mm，按照盖板尺寸和保护层厚度加工钢筋骨架，钢筋骨架为平行于盖板下端面设置的单层网架，钢筋骨架由分布筋2和受力筋1组成，分布筋2靠近盖板上端面，受力筋1靠近盖板下端面；

3）将钢筋骨架吊入模具模腔内，放置时受力筋(1)朝上，受力筋的上端面距离模腔上面15mm，该15mm空隙为混凝土保护层厚度。钢筋骨架四周距离模腔内壁距离均为15mm，该15mm空隙为混凝土保护层厚度；

4）将拌合好的超高性能混凝土倾倒注入模具模腔中，振动60秒成型后抹平盖板外表面，拌合时将超高性能混凝土中所需胶凝材料、砂子、钢纤维、水、减水剂混合，搅拌均匀，搅拌制度为先加入砂子和钢纤维，搅拌3分钟；再加入胶凝材料，搅拌3分钟；最后加入水和减水剂，搅拌8分钟；

5）将盖板连同模具送入蒸汽养护室内，环境温度保持为40℃养护24小时，之后取出拆模再在85℃条件下继续养护48小时，得到墩头增强的超高性能混凝土盖板。

本实施例中所述超高性能混凝土实测抗压强度为148.8MPa。

本实施例中所述的墩头增强的超高性能混凝土盖板，实测裂缝荷载为44.8kN，破坏荷载为80.8kN，测试方法参照中国南方电网《电缆沟盖板标准技术标书》。

在未进行墩头增强的对比实验中，实测裂缝荷载32kN，破坏荷载为72.8kN。

与未加墩头增强的超高性能混凝土盖板相比，裂缝荷载提高了40%，破坏荷载提高了11%。

综上所述，本实用新型的墩头增强的超高性能混凝土盖板，在盖板的钢筋骨架中的受力筋两端加设墩头，有利于加强钢筋与超高性能混凝土之间的粘结力和锚固力，进而提高钢筋的抗滑移能力，延迟裂缝的出现并有效控制裂缝宽度，提高盖板的裂缝荷载，从而提高盖板的抗开裂性能与抗渗水能力，降低钢筋骨架锈蚀的可能性，最终大大提高盖板的耐久性能和使用寿命。

以上所述，仅为本实用新型专利较佳的实施例，但本实用新型专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型专利所公开的范围内，根据本实用新型专利的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都属于本实用新型专利的保护范围。

Claims (4)

1.一种墩头增强的超高性能混凝土盖板，包括超高性能混凝土层(3)，所述超高性能混凝土层(3)内距离盖板下端面10~20mm、距离盖板四侧边10~20mm的位置设置有平行于盖板下端面的钢筋骨架，所述钢筋骨架包括纵向设置的受力筋(1)、横向设置的分布筋(2)，其特征在于：所述受力筋(1)的两端设置有墩头(5)，所述墩头(5)的外径为受力筋(1)直径的1.3-2.0倍。

2.根据权利要求1所述的墩头增强的超高性能混凝土盖板，其特征在于：所述受力筋(1)直径为6~20mm，受力筋(1)直径比分布筋大2mm以上。

3.根据权利要求1所述的墩头增强的超高性能混凝土盖板，其特征在于：所述钢筋骨架采用热轧钢筋、冷拉钢筋或PC钢棒。

4.根据权利要求1所述的墩头增强的超高性能混凝土盖板，其特征在于：所述超高性能混凝土的抗压强度大于等于140MPa。