纤维增强的辊压混凝土组合物及由其形成路面的方法技术

提供纤维增强辊压混凝土组合物和形成无接缝连续道路路面和工业区的方法，该金属纤维由直径（ｄ）为０．３～１．０５ｍｍ的金属丝（１０）构成，其总长度在１９～８０ｍｍ，弯曲端部长度（１，１’）在１．５～４ｍｍ，横向偏移量（ｈ，ｈ’）至少为０．７５ｍｍ；每一中间部分（１３）与中心部分（１１）间的钝角（α，α’）小于或等于１６０°，每个中间部分和端部间的钝角以及最小抗张强度为９００Ｎ／ｍｍ↑［２］，所述组合物每ｍ↑［３］混凝土含有１８０～４００ｋｇ的水硬性胶结剂、９０～１５０升水、２５～６０ｋｇ纤维以及至多１．８％的增塑剂和／或缓凝剂混合材粘结剂。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纤维增强的辊压混凝土组合物，以及由所述组合物生产无接缝的连续道路路面和工业区地面的方法。
技术介绍
辊压混凝土组合物与常规的浇灌混凝土或振捣混凝土不同，因为对于相似的机械性能，它们需要少的水泥含量和少的水含量。这种较低的含水量，可得到足够承载能力，以便用沥青滚平机对该材料进行处理，通过振捣机和气胎式捣实机(pneumatic-tyred compactor)使之密实，而后毫不迟延地开放通行。浇灌混凝土的稠度需要用常规的滑动模板或振动刮板机技术处理，并仅在铺设时间足够长，一般为至少7天后，才可开放通行。向上述两种类型的常规混凝土中插入金属纤维是众所周知的。在工业化铺路中使用的金属纤维通常是拉丝纤维，一般由1mm直径的金属丝组成。各种市售纤维相互之间的区别在于，在混凝土基体中的有效锚定类型不同。还生产出了具有称作可变形锚定的纤维，例如钩状纤维，诸如由Bekaert以“Dramix”商标名出售的，或者为波纹状纤维，诸如由TrefilArbed出售的。后一个公司还生产一种以“Twincone”商标名销售的纤维，其中每个纤维的端部具有不可变形的锥体。此类锚定比钩状或波纹状锚定刚性更强，因此该纤维被称作全锚定纤维。在用钢纤维增强后，可由常规的振实或浇灌混凝土生产出高达2000m2的大尺寸范围的无接缝工业区地面(通常被遮盖，并且与道路路面相比较少暴露于各种气候和温度变化)，纤维的性能可以使接缝相互间隔开。然而，迄今为止，尽管此种应用可提供上述优点，但是尚未能将这些混凝土有效用于生产连续的无接缝道路路面。这是因为在这些混凝土中存在相对高的水泥含量和水含量，导致水硬收缩，外加热收缩。纤维无法控制其机械应力。其结果是，混凝土收缩现象导致比地板大得多的裂缝，其宽度大到常常超过1mm的不可接受的程度。因此，需要在这些振实纤维混凝土道路路面中设置接缝，以便将收缩作用局限在局部，并减少裂缝宽度。这使得连续道路路面失去其经济优势，并在相当大的程度上减缓了用于道路的纤维混凝土的发展。US586500中公开了一种用钢纤增强的常规混凝土，对其改进以使其耐压强度增加到高于80N/mm2。为了增加该强度，一方面，该混凝土含有相对于水泥的重量计5～10％的超细填料，如煅制二氧化硅，从而使之可以充填混凝土中的空隙空间。另一方面，由于水具有降低混凝土强度的作用，水/水泥比保持在小于0.4。然而，根据该US专利，需要加入大量的高效增塑剂，因为此类混合料有助于补偿低的含水量，虽然如此超细填料的存在本应需要大量的水。在该US专利的实施例2和3中，水硬性胶结剂(水泥加微细火山灰)的含量高(440k/m3)，这与辊压混凝土需要较少量的水泥相反，并且增塑剂的含量(2.5％)非常高，然而此种含量在具有类似的水/水泥比的辊压混凝土中是不需要的。已知一种生产无接缝的耐久浇注混凝土道路路面的方法，该方法被称为连续增强的混凝土(CRC)法，其中将直径通常为16mm的钢筋在跨越整个路面长度的方向上以连续的方式相互连接在一起。一旦钢筋铺设好，则施以混凝土，通常使用滑模型铺路机。但是，连续增强的混凝土存在难以实施和昂贵的技术缺陷。归功于辊压混凝土与常规浇注、振实或挤出混凝土相比所提供的好处，提出了各种纤维增强的捣实混凝土，其中适当调节组合物，并且选择纤维，以获得由混凝土制成的连续道路路面或工业区，其裂缝均匀分布，并且具有有限的宽度。一方面，对用全锚定“Twincone”纤维增强的捣实混凝土生产的道路路面，另一方面，对用波纹状纤维增强的捣实混凝土生产的道路路面，与用连续增强的混凝土生产的道路路面的部分进行了比较，所观察到的裂缝的比较研究结果，列于下面的表I中。表I 作为无接缝的连续混凝土的参照物，该连续增强的混凝土具有细小而相隔很近的裂缝。对于用波纹形纤维增强的捣实混凝土，裂缝相互间隔开，但是较宽。当使用“Twincone”纤维时，裂缝张开总量比由波纹形纤维情况下观察到的少30％。对于此项研究，看起来用全锚定纤维增强的混凝土的性能接近于连续增强混凝土的性能，该纤维具有比波纹形纤维高的锚定性能。在构成表I基础的研究的内容中，测试表明在用“Twincone”纤维增强的辊压混凝土中的裂缝的变化与在连续增强的混凝土中的裂缝相同。而且，附图中的图1说明了对全锚定“Twincone”纤维A和可变形锚定纤维B的比较拔出试验的结果，两种纤维均具有1mm的相同直径。由该曲线图可见，使用全锚定纤维是生产无接缝连续道路路面所需的，这些纤维可以更好的限制裂缝宽度。因此，专利申请FR2684397中限定了一种用于生产无接缝道路路面的混凝土组合物，具有确定的组成，包括不可变形的锚定纤维，如在欧洲专利申请EP130191和EP098825中描述的那些。在同一个裂缝中，为了提高用于浇灌混凝土的被称为第一代圆柱形钩状纤维的锚定作用，使所述纤维的钩扁平化。此种纤维例如以“Dramix FL45/50”的商标名销售，并作为专利申请WO97/11239的主题。因此，现在的趋势是朝向使用全锚定纤维或强刚性锚定纤维来生产无接缝连续道路路面，而弱刚性锚定纤维，如波纹形或钩状纤维仅用在振捣混凝土组合物中，用于生产工业区路面或喷射混凝土。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种纤维增强的辊压混凝土组合物，可限制存在的裂缝，同时控制裂缝的宽度。该目的是通过本专利技术的纤维增强辊压混凝土组合物实现的，该组合物包括集料、水硬性胶结剂和可变形锚定金属纤维，其特征在于，该金属纤维由大致圆柱形的丝构成，该丝具有大致直的纵向中心部分，在其每个端部通过弯曲端部部分的中间部位而延伸，该弯曲端部部分的形状为可防止两个相邻纤维相互绞缠，所述纤维具有-直径在0.38～1.05mm之间；-总长度在19～80mm之间；-端部部分的长度在1.5～4mm之间；-中心部分与每个端部部分的横向偏移量至少为0.75mm；-每个中间部位与中心部分的钝角(α，α’)小于或等于160°；-每个中间部位和端部之间的钝角；以及-最小抗张强度为900N/mm2，并且所述组合物含有每m3混凝土180～400kg的水硬性胶结剂、每m3混凝土90～150升水、每m3混凝土25～60kg金属纤维以及至多等于水硬性胶结剂重量的1.8％的增塑剂和/或缓凝剂混合材。本专利技术中，水硬性胶结剂由各种比例的水泥熟料、渣粉、粉煤灰、石膏(磷石膏或无水石膏)和超细粉(煅制二氧化硅，火山灰)组成。完全出乎意料的时是，本专利技术中所选择的将要插入到辊压混凝土组合物中的纤维，在限制和控制裂缝方面具有较好的结果。将那些例如上述限定的具有弯曲端部并且大体上在其整个长度上为圆柱形的纤维，用于辊压混凝土组合物中，令人吃惊地使得在限制裂缝数量和限制存在的裂缝宽度之间刚好达到平衡成为可能。全锚定或强刚性锚定纤维具有直到裂缝宽度最高达1mm时的高锚定强度。然而，如果裂缝宽度更大，则纤维断裂并且裂缝边缘缝合作用快速降低。在裂缝宽度最高达1mm的情况下，根据本专利技术的纤维提供实际上等效于全锚定纤维的强锚定作用。然而，该锚定性能可在范围高达3～4mm的非常大的裂缝宽度情况下得以保持。根据本专利技术的组合物表现出延性平台，与由全锚定纤维观察到的高于1mm时的失效效应相比提供了非常高的安全性，例如在道路路基局本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纤维增强的辊压混凝土组合物，包括集料、水硬性胶结剂和可变形锚定金属纤维，其特征在于，该金属纤维由大体上为圆柱形的金属丝（１０）构成，该金属丝具有大体上直的纵向中心部分（１１），其每个端部通过弯曲端部部分（１２）的中间部分（１３）延伸，所述端部部分的形状为可防止两个相邻纤维相互缠结的类型，所述纤维具有： －直径（ｄ）在０．３８～１．０５ｍｍ之间； －总长度在１９～８０ｍｍ之间； －端部部分的长度（ｌ，ｌ’）在１．５～４ｍｍ之间； －中心部分与每个端部部分的横向偏移量（ｈ，ｈ’）至少为０．７５ｍｍ； －每个中间部分与中心部分的钝角（α，α’）小于或等于１６０°； －每个中间部分和端部部分之间的钝角；以及 －最小抗张强度为９００Ｎ／ｍｍ↑［２］， 并且所述组合物含有每ｍ↑［３］混凝土１８０～４００ｋｇ的水硬性胶结剂、每ｍ↑［３］混凝土９０～１５０升水、每ｍ↑［３］混凝土２５～６０ｋｇ金属纤维以及至多等于水硬性胶结剂重量的１．８％的增塑剂和／或缓凝剂混合材。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：B菲切卢勒，M海宁，
申请(专利权)人：道路技术革新公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]