[发明专利]超高性能水泥基槽型型材

摘要

本发明涉及一种由超高性能水泥基复合材料浇筑的超高性能水泥基槽型型材，该水泥基槽型型材满足：H/B＝0.8～3；D/B＝0.1～0.5；t/H＝0.05～0.5；R/B＝0.05～0.5；R₁/t＝0.1～0.5。本发明涉的超高性能水泥基复合材料，通过对多元胶凝材料的颗粒级配和骨料的颗粒级配进行优化，并通过减水剂等化学添加剂的使用，使混凝土在具有良好流动性的前提下，满足28d标准养护下抗压强度达到170MPa以上。超高性能水泥基复合材料通过纤维增强配筋等技术，使超高性能水泥基型材取得类似型钢的材料构件性能，应用于装配式建筑的梁、柱、桩等结构，使建筑物具有类似于钢结构的建造速度，但拥有高于钢结构型材的耐腐蚀耐火性能。

主权项

一种超高性能水泥基槽型型材，其特征是：该水泥基槽型型材的高度尺寸设为H、腿宽尺寸设为B、腰厚尺寸设为D、平均腿厚度设为t、腰端圆弧半径设为R和腿端圆弧半径设为R₁时，满足：H/B＝0.8～3；D/B＝0.1～0.5；t/H＝0.05～0.5；R/B＝0.05～0.5；R₁/t＝0.1～0.5；所述超高性能水泥基槽型型材由超高性能水泥基复合材料浇筑而成；所述超高性能水泥基复合材料包含胶凝材料、外加剂和水，所述胶凝材料为水泥和矿物掺合料，所述水泥为强度等级为42.5及以上的P·I、P·II或P·O代号水泥，所述矿物掺合料为硅灰、粉煤灰或矿粉的两种或三种；其中，水泥用量占超高性能水泥基复合材料体积的20～70％，所述矿物掺合料占超高性能水泥基复合材料体积的10～60％；所述胶凝材料各组分的配比分数通过理想堆积曲线和胶凝材料各组分的粒径累计分布曲线进行数值分析计算；1)所述理想堆积曲线公式为：P_sd＝A+(100‑A)·(d/D_max)^π/2e；其中，P_sd为颗粒通过筛孔的百分比，A为经验常数，d为筛孔直径，D_max为颗粒的最大粒径；经验常数A的取值根据超高性能水泥基复合材料的设计坍落度或设计扩展度要求通过公式确定：当h≤220mm时，A＝5·h/h₀，当h＞220mm时，A＝5·(1‑h)/h₀，1为扩展度设计值，h为坍落度设计值，h₀为坍落度桶的高度300mm；2)胶凝材料各组分的粒径累计分布曲线：对胶凝材料中所需的组分水泥、硅灰、粉煤灰和矿粉经测试的得到各自累计分布曲线f_c(d)、f_sf(d)、f_fa(d)和f_bs(d)；3)数值分析计算如下：设水泥占胶凝材料总量的体积分数为X_c、硅灰占胶凝材料总量的体积分数为X_sf、粉煤灰占胶凝材料总量的体积分数为X_fa和矿粉占胶凝材料总量的体积分数为X_bs，且满足X_c∈[0.250，0.875]、(X_sf+X_fa+X_bs)∈[0.125，0.750]、X_c+X_sf+X_fa+X_bs＝1；设定混合后胶凝材料的粒径累计分布曲线为：P＝X_cf_c(d)+X_sff_sf(d)+X_faf_fa(d)+X_bsf_bs(d)，对各组分的体积分数X_c、X_sf、X_fa和X_bs以0.001～0.01为步长，在各自的取值范围内穷举计算P，比较曲线P和P_sd，计算相同纵坐标所对应的横坐标粒径d的标准差，取标准差最小的X_c、X_sf、X_fa和X_bs值作为胶凝材料的各组分配比分数；水的用量与胶凝材料的质量比W/B为0.1～0.4，其中W表示水的用量，B表示胶凝材料质量；按计算所得配比配制的超高性能水泥基复合材料拌和后，流动性性能如下：坍落度GB/T50080：      ≥10mm；或扩展度GB/T 50080：   ≥450mm；只有在高流动度即坍落度＞220mm时才测试扩展度，此时混凝土流动性以扩展度为准；材料硬化后性能如下：抗压强度，标准养护28d：    ≥170MPa。