專利名稱：一種用于早期張拉預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)混凝土的功能型摻合料及其用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于早期張拉預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)混凝土的功能型摻合料。
背景技術(shù)：
高速鐵路橋梁的主要功能是為高速列車提供平順、穩(wěn)定的橋上線路，確保運(yùn)營(yíng)安全和乘坐舒適；橋梁應(yīng)具有足夠的豎向、橫向、縱向和抗扭剛度，使結(jié)構(gòu)的各種變形很小； 避免結(jié)構(gòu)出現(xiàn)車橋共振或過(guò)大振動(dòng)。由于橋梁節(jié)省土地資源、質(zhì)量容易控制等突出特點(diǎn)，以橋帶路的設(shè)計(jì)理念已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于高速鐵路與客運(yùn)專線的設(shè)計(jì)中。高架、長(zhǎng)橋、大跨度橋梁多，橋梁比例大是我國(guó)高速鐵路的典型特征之一。以京滬高速鐵路為例，全線正線長(zhǎng)度 1318公里，正線橋梁247座，延長(zhǎng)1059. 351公里，占線路全長(zhǎng)的80. 4%，其中箱梁31034孔， 各種特殊結(jié)構(gòu)397座。京滬沿線約96%的簡(jiǎn)支箱梁采用梁場(chǎng)預(yù)制、架橋機(jī)架設(shè)的施工方法， 另有397處特殊橋梁和1000余孔梁采用橋位灌筑的施工方法?；炷潦侨祟惤顝V泛使用的建筑材料，也是當(dāng)前最大宗的人造材料。與其他常用建筑材料相比，水泥混凝土生產(chǎn)能耗低，原料來(lái)源廣，工藝簡(jiǎn)便，生產(chǎn)成本低，它還具有耐久、防火、適用性強(qiáng)、應(yīng)用方便等特點(diǎn)。因而，世界范圍內(nèi)的高速鐵路90%以上的橋梁都選用混凝土結(jié)構(gòu)，隨著混凝土技術(shù)的發(fā)展，人們意識(shí)到礦物摻和料對(duì)于改善混凝土工作性，提高混凝土耐久性，降低水泥用量減少環(huán)境污染方面具有重要作用，礦物摻和料已經(jīng)成為高性能混凝土不可或缺的組分，常用的混凝土摻合料包括粉煤灰、磨細(xì)礦渣粉、硅灰、偏高嶺土等，近年來(lái)隨著基礎(chǔ)建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，優(yōu)質(zhì)礦物摻合料已經(jīng)面臨嚴(yán)重的資源短缺問(wèn)題，同時(shí)具有特殊功能的摻合料也對(duì)于特殊結(jié)構(gòu)的混凝土施工也能起到重要作用?，F(xiàn)澆梁尤其是采用懸臂澆筑法施工的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，受各懸臂階段施工周期限制等因素的影響，往往成為工程建設(shè)中的控制節(jié)點(diǎn)。為了提高施工效率，施工單位希望能夠盡早進(jìn)行張拉，以保證施工進(jìn)度。然而，我國(guó)公路領(lǐng)域在20世紀(jì)80 90年代修建了大量預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁(懸臂施工)，后期針對(duì)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中暴露的梁體開裂、跨中下?lián)系炔『?wèn)題，國(guó)內(nèi)科研機(jī)構(gòu)和高校進(jìn)行了較系統(tǒng)研究，研究表明預(yù)施應(yīng)力時(shí)混凝土彈性模量偏低、導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力徐變損失偏大是導(dǎo)致病害產(chǎn)生的主要原因之一。對(duì)于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)， 混凝土預(yù)施應(yīng)力齡期主要影響混凝土徐變變形以及預(yù)應(yīng)力損失；受荷齡期越早，混凝土徐變變形和預(yù)應(yīng)力損失越大。如何在保證后期徐變變形和梁體抗裂性滿足要求的前提下，通過(guò)采用有效的措施，通過(guò)調(diào)整混凝土預(yù)施應(yīng)力齡期以滿足建設(shè)工期要求是需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
基于以上工程建設(shè)中存在的實(shí)際問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種用于早期張拉預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)混凝土的功能型摻合料，并將其應(yīng)用于快速?gòu)埨F(xiàn)澆梁混凝土的制備中，創(chuàng)造性的將碳酸鹽石粉引入功能型摻合料中，采用該功能型摻合料制備出的現(xiàn)澆梁混凝土具有高早強(qiáng)、高彈模與后期強(qiáng)度持續(xù)穩(wěn)定增長(zhǎng)的特性。采用該功能型摻合料可以在不提高混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)的前提下，制備出滿足快速?gòu)埨蟮幕炷痢⒃摴δ苄蛽胶狭蠎?yīng)用于現(xiàn)澆梁混凝土的制備，可有效解決傳統(tǒng)現(xiàn)澆梁混凝土預(yù)施應(yīng)力齡期長(zhǎng)、建設(shè)工期長(zhǎng)的問(wèn)題。本發(fā)明的技術(shù)方案一種用于早期張拉預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)混凝土的功能型摻合料，其特征在于由碳酸鹽石粉和礦物摻合料組合而成，該功能型摻合料以重量計(jì)算的配合比為碳酸鹽石粉5% -95% ;礦物粉料5% -90 %。上述的一種用于早期張拉預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)混凝土的功能型摻合料，其特征在于上述碳酸鹽石粉是由含碳酸鈣礦石經(jīng)破碎、磨細(xì)等工藝加工而成的，所用的含碳酸鈣礦石包括白云石、方解石等。上述的一種用于早期張拉預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)混凝土的功能型摻合料，其特征在于上述礦物粉料主要是粉煤灰、磨細(xì)礦渣、硅灰、偏高嶺土、硅微粉、鋼渣粉、磷渣粉、鋰渣粉之中的一種或二種以上的混合物。上述的一種用于早期張拉預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)混凝土的功能型摻合料的制備方法，其特征在于制備工藝的步驟是先將含碳酸鈣礦石破碎、粉磨成碳酸鹽石粉，再按配方的比例將碳酸鹽石粉與礦物粉料混合，用攪拌機(jī)對(duì)其進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，直至兩者被均勻混合成功能型摻合料。上述的一種用于早期張拉預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)混凝土的功能型摻合料的用途，其特征在于應(yīng)用于快速?gòu)埨臉蛄含F(xiàn)澆梁高性能混凝土。本發(fā)明與現(xiàn)有傳統(tǒng)技術(shù)相比具有的有益效果將碳酸鹽石粉與礦物粉料組合，既可以發(fā)揮碳酸鹽石粉早期強(qiáng)度高、早期彈模高的優(yōu)點(diǎn)，又可以發(fā)揮礦物粉料后期持續(xù)水化， 后期強(qiáng)度持續(xù)增長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。將其應(yīng)用于現(xiàn)澆梁高性能混凝土的制備，可配制出早期強(qiáng)度高、 早期彈模高的混凝土，與普通礦物摻合料制備的混凝土相比，提高了早期彈性模量，可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)澆梁的早期張拉，對(duì)于降低模板周轉(zhuǎn)周期、縮短現(xiàn)澆梁施工周期、節(jié)約工程建設(shè)資金具有重要意義。本發(fā)明功能型摻合料應(yīng)用于混凝土?xí)r應(yīng)同時(shí)摻加高效減水劑，以使粉體顆粒充分分散，充分發(fā)揮出本發(fā)明復(fù)合摻和料的填充及減水效應(yīng)。本發(fā)明功能型摻合料，具有顯著的填充、減水以及具有與水泥的反應(yīng)活性，可替代 10% -80%的水泥，配制出高性能混凝土。本發(fā)明功能型摻合料，作為摻和料可替代10% -80%水泥，配制出多種用途的高性能混凝土。如聞速鐵路無(wú)昨軌道軌道板混凝土、聞速鐵路道床板混凝土、聞速鐵路充填層自密實(shí)混凝土、活性粉末混凝土等。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明是一種用于早期張拉預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)混凝土的功能型摻合料的用途，其特征在于由碳酸鹽石粉和礦物摻合料組合而成，該功能型摻合料以重量計(jì)算的配合比為碳酸鹽石粉5% -95% ;礦物粉料5% -90%。上述的一種用于早期張拉預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)混凝土的功能型摻合料的用途，其特征在于上述碳酸鹽石粉是由含碳酸鈣礦石經(jīng)破碎、磨細(xì)等工藝加工而成的，所用的含碳酸鈣礦石包括白云石、方解石等。上述的一種用于早期張拉預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)混凝土的功能型摻合料的用途，其特征在于上述礦物粉料主要是粉煤灰、磨細(xì)礦渣、硅灰、偏高嶺土、硅微粉、鋼渣粉、磷渣粉、鋰渣粉之中的一種或二種以上的混合物。上述的一種用于早期張拉預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)混凝土的功能型摻合料的用途，其特征在于制備工藝的步驟是先將含碳酸鈣礦石破碎、粉磨成碳酸鹽石粉，再按配方的比例將碳酸鹽石粉與礦物粉料混合，用攪拌機(jī)對(duì)其進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，直至兩者被均勻混合成功能型摻合料。上述的一種用于早期張拉預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)混凝土的功能型摻合料的用途，其特征在于應(yīng)用于快速?gòu)埨臉蛄含F(xiàn)澆梁高性能混凝土。下面通過(guò)實(shí)施例說(shuō)明其
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I碳酸鹽石粉制備將方解石破碎、磨細(xì)成碳酸鹽石粉。功能型摻合料的配比為碳酸鹽石粉70% ;粉煤灰10% ;磨細(xì)礦渣粉20%?；炷僚浜媳?kg/m3):水泥384 ;功能型摻合料96 ;細(xì)骨料750 ;粗骨料 1080 ;水:129 ;減水劑4. 8。混凝土性能初始坍落度220mm，含氣量2. 4%，Id抗壓強(qiáng)度34. 9MPa，3d抗壓強(qiáng)度 50. 8MPa，28d抗壓強(qiáng)度59. IMPa, Id彈性模量27. IGPa, 3d彈性模量37. 5GPa，該混凝土用于現(xiàn)澆梁施工，3d即可滿足張拉要求。實(shí)施例2碳酸鹽石粉制備將白云石破碎、磨細(xì)成碳酸鹽石粉。功能型摻合料的配比為碳酸鹽石粉95% ;磨細(xì)礦渣粉5%?；炷僚浜媳?kg/m3):水泥376 ;功能型摻合料75 ;細(xì)骨料760 ;粗骨料 1050 ;水:152 ;減水劑1. 9。混凝土性能初始坍落度200mm，含氣量3. I %，3d抗壓強(qiáng)度53. 6MPa，5d抗壓強(qiáng)度 64. 5MPa，28d抗壓強(qiáng)度74. 8MPa，3d彈性模量40. 5GPa，28d彈性模量47. 2GPa，該混凝土用于現(xiàn)澆梁施工，3d即可滿足張拉要求。實(shí)施例3碳酸鹽石粉制備將石灰石采礦加工過(guò)程中尾礦、石屑等破碎、磨細(xì)成碳酸鹽石粉。功能型摻合料的配比為碳酸鹽石粉40%，硅灰20%，粉煤灰40% ；混凝土配合比(kg/m3):水泥488 ;功能型摻合料166 ;細(xì)骨料601 ;粗骨料 1116，水195. 2，減水劑5. 6 ；混凝土性能初始坍落度180mm，含氣量3. 8%，3d抗壓強(qiáng)度42. 2MPa，28d抗壓強(qiáng)度57. 2MPa，3d彈性模量42. 3GPa，該混凝土用于現(xiàn)澆梁施工，3d即可滿足張拉要求。實(shí)施例4碳酸鹽石粉制備將方解石破碎、磨細(xì)成碳酸鹽石粉。功能型摻合料的配比為碳酸鹽石粉20% ;磨細(xì)礦渣粉50% ;鋼渣粉15% ;偏高嶺土 15%?；炷僚浜媳人?40 ;功能型摻合料240 ;細(xì)骨料754 ;粗骨料1086 ；/jC 130 ;減水劑3. 2。混凝土性能初始坍落度210mm，含氣量I. 8%，3d抗壓強(qiáng)度55. 2MPa，28d抗壓強(qiáng)度65. 2MPa，3d彈性模量38. 7GPa，28d彈性模量50. 3GPa，該混凝土用于現(xiàn)澆梁施工，3d即可滿足張拉要求。實(shí)施例5碳酸鹽石粉制備將方解石破碎、磨細(xì)成碳酸鹽石粉。功能型摻合料的配比為碳酸鹽石粉10% ;石灰石粉40% ;磷渣粉35% ;鋰渣粉15%?；炷僚浜媳人?80 ;功能型摻合料130 ;細(xì)骨料815 ;粗骨料885 ;水 150 ;減水劑4. 5?；炷列阅艹跏继涠?90mm，含氣量4. 0%，Id抗壓強(qiáng)度46. IMPa, 3d抗壓強(qiáng)度 58. OMPa, 28d抗壓強(qiáng)度72. OMPa, Id彈性模量36. 2GPa，3d彈性模量40. 2GPa，該混凝土用于現(xiàn)澆梁施工，3d即可滿足張拉要求。上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說(shuō)明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本發(fā)明不限于這里的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，對(duì)于本發(fā)明做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于早期張拉預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)混凝土的功能型摻合料，其特征在于由碳酸鹽石粉和礦物摻合料組合而成，該功能型摻合料以重量計(jì)算的配合比為碳酸鹽石粉5% -95% ;礦物粉料5% -90%。
2.按權(quán)利要求I所述的一種用于早期張拉預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)混凝土的功能型摻合料，其特征在于上述碳酸鹽石粉是由含碳酸鈣礦石經(jīng)破碎、磨細(xì)等工藝加工而成的，所用的含碳酸鈣礦石包括白云石、方解石等。
3.按權(quán)利要求I所述的一種用于早期張拉預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)混凝土的功能型摻合料，其特征在于上述礦物粉料主要是粉煤灰、磨細(xì)礦渣、硅灰、偏高嶺土、硅微粉、鋼渣粉、磷渣粉、鋰渣粉之中的一種或二種以上的混合物。
4.按權(quán)利要求I所述的一種用于早期張拉預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)混凝土的功能型摻合料，其特征在于制備工藝的步驟是先將含碳酸鈣礦石破碎、粉磨成碳酸鹽石粉，再按配方的比例將碳酸鹽石粉與礦物粉料混合，用攪拌機(jī)對(duì)其進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，直至兩者被均勻混合成功能型摻合料?br> 5.按權(quán)利要求I所述的一種用于早期張拉預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)混凝土的功能型摻合料，其特征在于應(yīng)用于快速?gòu)埨臉蛄含F(xiàn)澆梁高性能混凝土。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于早期張拉預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)混凝土的功能型摻合料，由碳酸鹽石粉、礦物摻合料按5％-95％∶5％-95％重量百分比組成；上述碳酸鹽石粉是由含碳酸鈣礦石經(jīng)破碎、磨細(xì)等工藝加工而成的。其制備工藝是將碳酸鹽礦石磨成細(xì)粉，再與其它礦物粉料按比例混合均勻，制成的功能型摻合料應(yīng)用于現(xiàn)澆梁混凝土的制備，可在不提高混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)的前提下，制備出滿足快速?gòu)埨蟮幕炷?，可有效解決傳統(tǒng)現(xiàn)澆梁混凝土預(yù)施應(yīng)力齡期長(zhǎng)、建設(shè)工期長(zhǎng)的問(wèn)題。
文檔編號(hào)C04B18/12GK102584063SQ20121004516
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月27日
發(fā)明者易忠來(lái), 李化建, 謝永江, 趙國(guó)堂 申請(qǐng)人:中國(guó)鐵道科學(xué)研究院鐵道建筑研究所