[发明专利]一种用于湿接缝的高性能膨胀混杂纤维混凝土材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于土木工程及道路交通材料技术领域，具体涉及一种用于湿接缝的高性能膨胀混杂纤维混凝土材料及其制备方法。

背景技术

随着高速公路的迅速发展,使得所需高架梁桥的数量大幅增加,高速度的行车则要求公路上的桥梁具有很高的品质，即具有较好的连续性能，较少的伸缩缝构造，以提供高速、平稳、舒适的行车条件。现代桥梁工程技术，随着桥梁理论的不断深入研究，从施工方便、运行经济、受力合理，尤其是车辆运行平稳和乘客舒适的角度出发，对桥梁结构体系提出了更高的要求，于是先简支后连续的结构体系便应运而生。施工方法是先将简支梁工厂预制并进行规模化施工，后用湿接缝把相邻跨的简支梁连接为连续梁。它克服了简支梁桥和连续梁桥的缺点，同时吸取了二者的优点。但其自身也存在一些缺陷，从长期的工程实践可以筋，即使没有汽车荷载作用时，结构依然处于高压应力状态，结构的反拱度较大，混凝土的徐变影响也较严重，而且徐变变形还将加剧结构的反拱。

湿接缝作为先简支后连续梁桥面系的主要结构部分，承受着繁重的桥面荷载，湿接缝混凝土的使用寿命对桥梁的正常运营影响巨大，从目前的桥梁现状可以看到，湿接缝处开裂已经成为了普遍现象，而且大部分桥梁的湿接缝处均为带裂缝工作，并且出现了不同程度的渗水现象，尤其雨后更加严重，而这对桥梁的内部结构及耐久性能都产生了不利影响，而且湿接缝开裂后，雨水进入裂缝，会腐蚀内部钢筋并使钢筋产生锈涨，从而使得包裹钢筋的混凝土内部产生拉应力，产生更大面积的混凝土开裂。桥梁在运营阶段会受到反复活载的长期作用，由于活载所占比例较大，带有湿接缝的先简支后连续梁结构中最薄弱部位往往存在于湿接缝断面。

现有技术是在湿接缝处采取加设预应力钢筋、后浇高强纤维膨胀混凝土，但工程实践显示：重复加载能明显降低梁体刚度，并使梁体混凝土、普通钢筋和预应力钢筋的应变增大，容易在反复荷载的作用下发生疲劳破坏；如何既充分利用先简支后连续梁桥的优点又克服其固有的弱点，成为工程界一直在寻求解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明为解决现有技术中存在的问题采用的技术方案如下：

一种用于湿接缝的高性能膨胀混杂纤维混凝土材料，其特征在于：该材料以常规混凝土为基底，其中添加钢纤维、杜拉纤维、膨胀剂和掺和料。

进一步地，所述掺和料为粉煤灰、减水剂和硅灰，添加材料中，钢纤维和杜拉纤维占混凝土基底的体积百分比分别为：钢纤维0.3-1.5％，杜拉纤维0.1-0.3％，膨胀剂和粉煤灰占混凝土基底材料中胶凝材料总量的重量百分比为：膨胀剂5.0-15.0％，粉煤灰10.0-20.0％。

进一步地，所述钢纤维和杜拉纤维在混凝土基底中的掺入量，两者体积之和不超过1.5％。

进一步地，所述添加材料中，钢纤维和杜拉纤维占混凝土基底的体积百分比分别为：钢纤维0.3-1.0％，杜拉纤维0.1-0.3％，膨胀剂和粉煤灰占混凝土基底材料中胶凝材料总量的重量百分比为：膨胀剂5.0-10.0％，粉煤灰10.0-20.0％。

进一步地，所述混凝土材料中，选用的钢纤维长度为30-60毫米，长径比大于45，直径小于1.2mm，弹性模量大于200GPa，延伸率大于4％，抗拉强度大于1500MPa。

进一步地，所述混凝土材料中，选用的杜拉纤维是一种聚丙烯纤维，长度3-19mm，直径20-60um，弹性模量大于5GPa，延伸率大于15％，抗拉强度大于500MPa。

进一步地，所述混凝土基底材料为C25-C85各类等级混凝土，具体材料要求：水泥采用标号为32.5或42.5的硅酸盐或普通硅酸盐水泥；黄砂为中等河砂；石子为碎石。

进一步地，所述膨胀剂为硫铝酸钙类膨胀剂，所述粉煤灰等级为一级。

一种用于湿接缝的高性能膨胀混杂纤维混凝土材料的制备方法包括如下步骤：

步骤一、取料：按照体积份数和重量份数计取原料；

步骤二、搅拌：采用强制式混凝土搅拌机搅拌；

步骤三、成型：观察搅拌结束后的拌合物状态良好，无离析泌水，钢纤维和聚丙烯纤维均匀分布于拌合物内，即可出料，高频振动台振实成型，得到用于湿接缝的高性能膨胀混杂纤维混凝土材料。