[发明专利]一种复合纤维高分子增强混凝土声屏障及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及交通隔音屏障技术领域，具体涉及一种复合纤维高分子增强混凝土声屏障及其制备方法。

背景技术

声屏障是在声源和接收者之间插入一个设施，能使声源传播有一个显著的附加衰减，从而减弱接收者所在一定区域内的噪音影响。

目前铁路桥梁插板式非金属声屏障单元板主要采用常规的C30混凝土配方和轻质混凝土配方。前者单元板质量过大，面密度过高，运输安装成本较高，力学性能较差；后者单元板质量轻，但抗弯强度低，抗冲击性差，耐久性不佳，严重影响声屏障的安全稳定性和吸声降噪效果。以往插板式非金属混凝土单元板采用面板直立开孔结构，导致在使用过程中雨水渗入吸声体严重影响屏障的吸声效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有的混凝土声屏障质量过大、力学性能差、隔声效果欠佳、耐久性不好等。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种复合纤维高分子增强混凝土声屏障。

本发明还提供了一种该复合纤维高分子增强混凝土声屏障的制备方法。

具体技术方案如下：

一种复合纤维高分子增强混凝土声屏障，混凝土原料包括陶粒、砂、凝胶材料、增强纤维、减水剂、聚合物乳液和水；所述凝胶材料包括水泥、粉煤灰、硅灰和矿粉；所述增强纤维为钢纤维和/或聚丙烯纤维；所述聚合物乳液为丙烯酸酯共聚乳液或丁烯酸酯共聚乳液。

陶粒内部结构特征呈细密蜂窝状封闭型微孔，作为轻粗骨料，其体积密度较小，搅拌时不易上浮，本身具有一定强度，能减小混凝土整体质量，同时由于陶粒在混凝土中被水泥砂浆基体包裹，相互隔离，改善混凝土内部界面结构，从而能改善混凝土的抗渗性能。聚合物乳液是一种水泥砂浆改性剂，本发明选用丙烯酸酯共聚乳液或丁烯酸酯共聚乳液，都可以直接购买市售商品，配方中添加该聚合物乳液后与其他成分配合，能够提高产品极限拉伸率、抗拉强度和抗裂性，增加抗渗性，防止老混凝土进一步碳化等。

优选地，上述复合纤维高分子增强混凝土声屏障，混凝土原料按重量份数计，各成分用量为：陶粒350～600kg/m³；砂550～800kg/m³；钢纤维8～118kg/m³或聚丙烯纤维0.44～6kg/m³；减水剂0.88～12kg/m³；聚合物乳液5～120kg/m³；水176～360kg/m³；凝胶材料中水泥200～460kg/m³、粉煤灰44～180kg/m³、硅灰5～60kg/m³、矿粉88～180kg/m³。

优选地，上述复合纤维高分子增强混凝土声屏障中，所述凝胶材料用量范围为440～600kg/m³，混凝土坍落度范围为50～90mm，水胶比范围为0.4～0.6，其中水泥选用普通硅酸盐水泥，强度等级为P.O42.5。配方中各组分的用量、水胶比、骨料级配和外加剂用量等都对混凝土坍落度有影响，根据凝胶材料用量和混凝土强度要求，选择P.O42.5强度等级的水泥最佳。该水泥较硫铝酸盐水泥性能稳定，且能与粉煤灰、硅灰和矿粉较好反应结合，提高混凝土强度；混凝土凝固后颜色正常，不会像硫铝酸盐水泥一样出现发黄的现象，而且成本低廉。

优选地，上述复合纤维高分子增强混凝土声屏障中，所述粉煤灰质量等级为II级；所述矿粉等级为S75；所述硅灰颗粒密度为2.2g/cm³。上述等级下的粉煤灰、矿粉和硅灰，由于其颗粒细小，能够填充到水泥颗粒堆积形成的大空隙中，从而减少了有害空隙的存在，材料致密性得到提高，混凝土强度进一步提高。

优选地，上述复合纤维高分子增强混凝土声屏障中，所述陶粒为圆球形，粒径范围为3.5～8mm，颗粒表观密度范围为1120～1180kg/m³。陶粒属于轻骨料范畴，其体积密度较小，搅拌时不易上浮，本身具有一定强度，能减小混凝土整体质量，同时由于陶粒在混凝土中被水泥砂浆基体包裹，相互隔离，改善混凝土内部界面结构，从而能改善混凝土的抗渗性能。

优选地，上述复合纤维高分子增强混凝土声屏障中，所述砂为河砂，砂中的含泥量小于2％。砂中的含泥量对减水剂的影响很大，含量过大有可能降低减水剂的减水性，含泥量小于2％的河砂对减水剂的影响较小，而且成本低廉。