[发明专利]高速铁路声屏障锚固用水泥基自愈复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种高速铁路声屏障锚固用水泥基自愈复合材料，包括下述按百分比计的下述成分：硅酸盐水泥30％～55％，硫铝酸盐水泥或铝酸盐水泥10％～30％，矿物掺合料5％～10％，改性纤维0.3％～1％，减水剂0.1％～0.6％，防沉剂0.03％～0.12％，发泡剂0.01％～0.05％，混凝土膨胀剂3％～5％，消泡剂0.05％～0.1％，自修复组分：0.5％～2％，其余为石英砂，所述的自修复组分为速溶硅酸钠和硬脂酸铝的一种或两种。该复合材料强度高，具有自愈自修复功能，能有效解决混凝土早期塑形开裂及后期干缩开裂问题，具有优良的增强增增韧效果。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，特别涉及高速铁路声屏障锚固用水泥基自愈复合材料及其制备方法。

背景技术

高速铁路在运行过程中，车体内部、动力设备内部、轮轨之间以及车身与空气之间因摩擦而产生巨大的噪声，是对线路附近声波污染的主要来源。对此国内外最通行、最有效的处理办法，是在线路两侧安装声屏障进行半主动防治。声屏障通常沿铁路平行方向布置，具有一定强度与高度，紧靠线路噪声声源，具有阻抗消声的功能，是目前一般情况下阻隔、消减车辆运行噪声最有效的技术手段。铁路车辆运行过程中，特别是列车高速运行的客运专线铁路，时速高达300公里以上，其噪声分贝等级对周边环境产生严重影响

国内外研究结果表明，当列车以250km/h速度行驶时，列车风就会产生脉动力作用在声屏障上，声屏障结构就要考虑疲劳影响。因此，高速铁路声屏障结构及与桥梁合理的连接方式，解决高速铁路列车大密度、长期运行声屏障结构疲劳问题，成为高速铁路声屏障设计的关键。作用在高铁声屏障上的荷载主要包括结构自重、风荷载、列车风引起的脉动力，还要考虑地震等因素对结构的作用力。

声屏障立柱与基础的连接方式决定了声屏障结构整体的抗疲劳性能。国外初期建造的高速铁路声屏障，由于声屏障立柱与基础连接方式不合理，声屏障使用一段时间后，产生底板松动、立柱变形加大等现象，造成声屏障破坏，进而影响列车行车安全。

我国现有的高速铁路声屏障体系主要由声屏障吸隔声板、H型钢立柱组成，其声屏障吸隔声板由吸隔声混凝土或铝合金制成，H型钢立柱为型钢制作，存在耐久性差、易开裂、抗腐蚀性差、抗局部冲击荷载能力低、易折断、维护工作量大等问题。高速铁路声屏障安装主要有两种方法：方法一采用在梁上预埋“U”形螺栓，使用螺母将H型钢立柱连接于梁上，此法由于列车往复行进带来的震动和脉动风压、恶劣的室外环境，随着时间的推移，H型钢及螺栓螺母会逐渐锈蚀，连接会逐渐松动，存在安全隐患。方法二预先挖好桩基，在桩基内埋入钢筋网与H型钢立柱相连，采用工装调整好立柱位置后，浇筑混凝土或重力砂浆，此法由于混凝土和重力砂浆为脆性材料，抗拉强度低，长时间处于列车及环境带来的往复荷载条件下，易出现开裂破坏，存在很大的安全隐患。

发明内容

本发明旨在解决现有技术存在的问题，提供高速铁路声屏障锚固用水泥基自愈复合材料，该复合材料强度高，具有自愈自修复功能，能有效解决混凝土早期塑形开裂及后期干缩开裂问题，具有优良的增强增增韧效果。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

高速铁路声屏障锚固用水泥基自愈复合材料，包括下述按百分比计的下述成分：硅酸盐水泥30％～55％，硫铝酸盐水泥或铝酸盐水泥10％～30％，矿物掺合料5％～10％，改性纤维0.3％～1％，减水剂0.1％～0.6％，防沉剂0.03％～0.12％，发泡剂0.01％～0.05％，混凝土膨胀剂3％～5％，消泡剂0.05％～0.1％，自修复组分：0.5％～2％，其余为石英砂，所述的自修复组分为速溶硅酸钠和硬脂酸铝的一种或两种。

所述速溶硅酸钠和硬脂酸铝合用时其使用比例为1∶1～1.5。

所述低碱硅酸盐水泥的碱含量小于或等于0.6％，铝酸三钙含量低于8％，且强度等级为不低于42.5。所述的矿物掺合料为硅粉。

所述的减水剂为氨基高效减水剂、聚羧酸高效减水剂的一种或两种。