由超高性能水泥基復(fù)合材料澆筑的超高性能水泥基橋面板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種超高性能水泥基橋面板，更具體的說(shuō)，設(shè)及一種由超高性能水泥 基復(fù)合材料誘筑的超高性能水泥基橋面板。
【背景技術(shù)】
[0002] 橋面板亦稱行車道板，一般采用鋼筋混凝±或鋼材建造，是直接承受車輛輪壓荷 載和環(huán)境荷載的承重結(jié)構(gòu)，也是受超載、腐蝕、疲勞等不利因素影響最直接的構(gòu)件。鋼筋混 凝±橋面板是目前中小跨橋梁橋面板的主要形式，其優(yōu)點(diǎn)為設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)性好，但其缺點(diǎn) 也十分顯著，如厚度大（200~280mm)、自重大巧00~700kg/m2)，導(dǎo)致包括基礎(chǔ)工程在內(nèi) 的下部結(jié)構(gòu)工程量大，施工周期較長(zhǎng)；耐疲勞性能差，在輪壓荷載（尤其是超載車輛）反復(fù) 沖擊作用下易產(chǎn)生疲勞裂縫，成為外界侵蝕介質(zhì)（如氯離子、硫酸鹽等）滲入的途徑；耐久 性差，普通混凝±自身的抗碳化性能、抗?jié)B性能、抗裂性能不足，導(dǎo)致橋面板在遠(yuǎn)未達(dá)到設(shè) 計(jì)壽命時(shí)便已產(chǎn)生裂縫、碳化、鋼筋誘蝕等病害，后期需高額的維護(hù)費(fèi)用，一些工程的維護(hù) 費(fèi)用甚至超過(guò)了建設(shè)費(fèi)用。因此橋梁工程迫切需要自重輕、耐疲勞、耐腐蝕、高壽命、施工便 捷的新型橋面板。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提出一種由超高性能水泥基 復(fù)合材料誘筑的超高性能水泥基橋面板。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明可通過(guò)W下技術(shù)方案予W解決： 陽(yáng)〇化]本發(fā)明的一種由超高性能水泥基復(fù)合材料誘筑的超高性能水泥基橋面板，包括橋 面板中間段和兩側(cè)加強(qiáng)段，將該水泥基橋面板中間段高度設(shè)為h，兩側(cè)加強(qiáng)段高度設(shè)為H， 橋面板寬度設(shè)為B，橋面板長(zhǎng)度設(shè)為以兩側(cè)加強(qiáng)段底部寬度設(shè)為b，中間段縱筋間距設(shè)為 Bi，兩側(cè)加強(qiáng)段上層縱筋間距設(shè)為B2,兩側(cè)加強(qiáng)段下層縱筋間距設(shè)為B3,中間段橫筋和兩 側(cè)加強(qiáng)段橫筋間距設(shè)為B4,兩側(cè)加強(qiáng)段橫筋長(zhǎng)度設(shè)為L(zhǎng)i，滿足：H/B《0. 03 ;h/B《0. 025 ; Η>h+15mm; 1《L/B《4 巧30mm40mm;b/B= 0. 05 ~0. 15 ;b《Lb+B1; [0006] 所述超高性能水泥基復(fù)合材料包含膠凝材料、外加劑和水，所述膠凝材料為水泥 和礦物滲合料，所述水泥為強(qiáng)度等級(jí)為42. 5及W上的P·I、P·II或P· 0代號(hào)水泥，本發(fā) 明不排除在特殊情況下，使用其他類型的水泥依照本發(fā)明所述的方法進(jìn)行制備高性能水泥 基材料；所述礦物滲合料為娃灰、粉煤灰或礦粉的兩種或Ξ種； 陽(yáng)007] 其中，水泥用量占超高性能水泥基復(fù)合材料體積的20~70 %，所述礦物滲合料占 超高性能水泥基復(fù)合材料體積的10~60% ;
[0008] 所述膠凝材料各組分的配比分?jǐn)?shù)通過(guò)理想堆積曲線和膠凝材料各組分的粒徑累 計(jì)分布曲線進(jìn)行數(shù)值分析計(jì)算；
[0009] 1)所述理想堆積曲線公式為：
[0010]
[0011] 其中，Pgd為顆粒通過(guò)篩孔的百分比，A為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，d為篩孔直徑，Dm。、為顆粒的最 大粒徑；
[0012] 經(jīng)驗(yàn)常數(shù)A的取值根據(jù)超高性能水泥基復(fù)合材料的設(shè)計(jì)巧落度或設(shè)計(jì)擴(kuò)展度要 求通過(guò)公式確定： 陽(yáng)01引 當(dāng)h《220mm時(shí)，A= 5 ·h/h〇，
[0014] 當(dāng)h> 220mm時(shí)，A= 5 · (l-h]/h〇，
[0015] 1為擴(kuò)展度設(shè)計(jì)值，h為巧落度設(shè)計(jì)值，h。為巧落度桶的高度300mm;
[0016] 2)膠凝材料各組分的粒徑累計(jì)分布曲線：
[0017] 對(duì)膠凝材料中所需的組分水泥、娃灰、粉煤灰和礦粉經(jīng)測(cè)試的得到各自累計(jì)分布 曲線f。(d)、fsf(d)、ffa(d)和fbs(d);
[0018] 3)數(shù)值分析計(jì)算如下：
[0019] 設(shè)水泥占膠凝材料總量的體積分?jǐn)?shù)為X。、娃灰占膠凝材料總量的體積分?jǐn)?shù)為Xgf、 粉煤灰占膠凝材料總量的體積分?jǐn)?shù)為Xf。和礦粉占膠凝材料總量的體積分?jǐn)?shù)為Xbs，且滿足 XcG[0. 250, 0. 875]、狂sf巧fa+XJE[0. 125, 0. 750]、X。巧sf巧fa+Xbs= 1 ;
[0020] 設(shè)定混合后膠凝材料的粒徑累計(jì)分布曲線為：
[0021]P=Xcfc(d)+Xsffsf(d)+Xfaffa(d)+Xbsfbs(d)， 陽(yáng)0巧對(duì)各組分的體積分?jǐn)?shù)Xc、Xsf、Xfa和XbsW0. 001~0.01為步長(zhǎng)，在各自的取值范圍 內(nèi)窮舉計(jì)算P，比較曲線P和Psd，計(jì)算相同縱坐標(biāo)所對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)粒徑d的標(biāo)準(zhǔn)差，取標(biāo)準(zhǔn) 差最小的X。、Xsf、Xf。和XJI作為膠凝材料的各組分配比分?jǐn)?shù)；當(dāng)使用兩種礦物滲合料時(shí)， 則需要略去沒(méi)有使用的滲合料對(duì)應(yīng)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和分布曲線；
[0023] 對(duì)應(yīng)無(wú)膠凝活性的填料，如石粉，由于其粒徑基本落在滲合料的粒徑區(qū)間，在某些 場(chǎng)合需要使用時(shí)，可W按照上述礦物滲合料的計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算體積分?jǐn)?shù)；
[0024] 水的用量與膠凝材料的質(zhì)量比W/B為0. 1~0. 4,其中W表不水的用量，B表不膠 凝材料質(zhì)量；
[0025] 按計(jì)算所得配比配制的超高性能水泥基復(fù)合材料拌和后，流動(dòng)性性能如下：
[0026] 巧落度GB/T50080 : > 10mm;
[0027] 或擴(kuò)展度GB/T50080 : > 450mm;
[0028] 擴(kuò)展度的值只有在高流動(dòng)度即巧落度> 220mm時(shí)才測(cè)試，此時(shí)混凝±流動(dòng)性W擴(kuò) 展度為準(zhǔn)； 陽(yáng)029] 材料硬化后性能如下：
[0030] 抗壓強(qiáng)度，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d: > 170MPa。
[0031] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案：
[0032] 本發(fā)明所述的超高性能水泥基橋面板，所述縱坐標(biāo)依最大值100%等分選取，至少 取5個(gè)值；所述的W/B為0. 12至0. 28 ;所述水泥符合國(guó)標(biāo)《通用娃酸鹽水泥》GB175 ;所述娃 灰符合《砂漿和混凝±用娃灰》GB/T27690 ;所述粉煤灰符合《用于水泥和混凝±的粉煤灰》 GB/T1596 ;所述礦粉符合《用于水泥和混凝±中的?；郀t礦渣粉》GB/T18046 ;水符合 《混凝±用水標(biāo)準(zhǔn)》JGJ63 ;所述外加劑為減水劑、消泡劑、增稠劑、早強(qiáng)劑、緩凝劑或減縮劑 一種或者幾種的組合，減水劑選用減水率25%W上的減水劑，滲量為所述膠凝材料質(zhì)量的 0. 5 %~5 %，消泡劑滲量為膠凝材料的0. 08 %~2 %，增稠劑滲量為膠凝材料的0. 005 %~ 0. 5 %，緩凝劑滲量為水泥材料0. 005 %~1. 5 %，減縮劑滲量為膠凝材料的0. 1 %~5 %。
[0033] 本發(fā)明所述的超高性能水泥基橋面板，所述減水劑的減水率為30%W上，滲量為 所述膠凝材料質(zhì)量的0.8%~3%
[0034] 本發(fā)明所述的超高性能水泥基橋面板，所述超高性能水泥基復(fù)合材料中還添加骨 料，為細(xì)骨料或者細(xì)骨料和粗骨料的混合物；所述骨料與所述膠凝材料的體積比為0. 5~ 2. 5；
[0035] 細(xì)骨料為天然砂或人工砂，細(xì)度模數(shù)為1. 2~3. 5,堆積密度為1. 1~2. Ig/cm3; 表觀密度為1. 8~3. Og/cm3;
[0036] 粗骨料為碎石或卵石，粒徑為5~15mm ;堆積密度為1. 1~2. Ig/cm3;表觀密度為 1. 8~3. Og/cm];
[0037] 對(duì)于使用連續(xù)級(jí)配的骨料，配制細(xì)骨料和粗骨料的混合物時(shí)，計(jì)算出細(xì)骨料正好 填充粗骨料空隙的砂率值，W此砂率值確定粗骨料和細(xì)骨料的比例；
[0038] 對(duì)于使用間斷級(jí)配的骨料，骨料的比例通過(guò)理想堆積曲線和各種骨料的累計(jì)分布 曲線進(jìn)行數(shù)值分析計(jì)算；
[0039] 1)所述堆積曲線公式為： W40]PsdA=b+ (100-b) ·(da/KJ"/2。；
[0041] 其中AaA為骨料顆粒通過(guò)篩孔的百分比，b為骨料經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，cU為骨料篩孔直徑， Da?。、為骨料顆粒的最大粒徑；
[0042] 經(jīng)驗(yàn)常數(shù)b的取值根據(jù)超高性能水泥基復(fù)合材料的巧落度或擴(kuò)展度要求通過(guò)公 式確定：
[0043] 當(dāng)h《220mm時(shí)，b= 5 ·h/h〇，
[0044]當(dāng)> 220mm時(shí)，b= 5 ·G-h)/h〇