一种轻质高强UHPC球体材料制备工艺制造技术

本发明专利技术提供一种轻质高强UHPC球体材料制备工艺，涉及轻质高强UHPC球体材料制备工艺领域。该一种轻质高强UHPC球体材料制备工艺，包括以下步骤，S1：配料，所述轻质高强UHPC球体选用水泥736g、硅灰212g、钢纤维160g、外加剂28g、石英砂1050g、水174g、细填料130g进行混合而成，采用电子天平进行称量，分两次提前称取好所需材料，S2：搅拌，所述轻质高强UHPC球体采用水泥胶砂搅拌机，使用变速强制搅拌：首先中速干拌水泥和其他粉料2min。本发明专利技术采用更高强度的UHPC来制备，从而保证较高弹起，针对球体构造，选择了空心构造，在保证球体重量限制的前提下，若采用空心构造体系，则壳体厚度必须控制在2.5cm以内，针对成型工艺，结合技术中心现有的技术基础。有的技术基础。有的技术基础。

【技术实现步骤摘要】
一种轻质高强UHPC球体材料制备工艺


[0001]本专利技术涉及轻质高强UHPC球体材料制备工艺领域，具体为一种轻质高强UHPC球体材料制备工艺。

技术介绍

[0002]UHPC(超高性能混凝土)是一种基于紧密堆积理论体系下，兼具超高抗渗性能和力学性能的纤维增强水泥基复合材料。
[0003]作直径200
±
10mm、重量不超过6000g的UHPC球，通过球自由落体到钢板上的回弹及受冲击后的损伤程度来比较赛球的韧性和抗冲击性能，不大也不太重的UHPC球，考察所使用的UHPC材料性能。

技术实现思路

[0004](一)解决的技术问题
[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种轻质高强UHPC球体材料制备工艺，解决作直径200
±
10mm、重量不超过6000g的UHPC球，通过球自由落体到钢板上的回弹及受冲击后的损伤程度来比较赛球的韧性和抗冲击性能，不大也不太重的UHPC球，考察所使用的UHPC材料性能问题。
[0006](二)技术方案
[0007]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种轻质高强UHPC球体材料制备工艺，包括轻质高强UHPC球体材料制备工艺，包括以下步骤，
[0008]S1：配料，所述轻质高强UHPC球体选用水泥736g、硅灰212g、钢纤维160g、外加剂28g、石英砂1050g、水174g、细填料130g进行混合而成，采用电子天平进行称量，分两次提前称取好所需材料；
[0009]S2：搅拌，所述轻质高强UHPC球体采用水泥胶砂搅拌机，使用变速强制搅拌：首先中速干拌水泥和其他粉料2min，然后加入2/3水和全部减水剂，搅拌至拌合物呈面团状，然后加入剩余的水，快速搅拌2min，直至胶凝材料和外加剂充分分散并混合均匀，之后慢速搅拌，同时均匀加入纤维，全部加入纤维后慢速搅拌2min；
[0010]S3：成型，所述轻质高强UHPC球体采用振动台排除气泡，分下半球一次入模，上半球两次入模，顶盖复振一次，振动过程中采用扁钢条进行插捣；
[0011]S4：养护，所述轻质高强UHPC球体采用高温养护，静停24h后脱模，将脱模后的试件放入蒸养箱，恒温7d。
[0012]优选的，所述水泥的选用上经过对比生产中常用的海螺、台泥以及少量进货的江南－小野田水泥后，选用颗粒细度合适，对超细组分控制较好的江南－小野田P
·Ⅱ52.5级水泥；
[0013]所述硅灰选用武汉纽瑞琪的NR95U型；
[0014]所述钢纤维选用高强度镀铜钢纤维，钢纤维选用长度(12mm～16mm)纤维，直径
(0.18mm～0.22mm)纤维，钢纤维掺加体积分数2％
‑
4％；
[0015]所述外加剂采用苏博特生产高效聚羧酸减水剂；
[0016]所述石英砂采用细粒径石英砂0.315～0.16mm，筛分试验按TB10210
‑
2001规定进行。
[0017]优选的，所述轻质高强UHPC球体成型后进行脱模，选择了甘油作为脱模隔离剂，先撬上半模，后顶下半模的脱模。
[0018]优选的，所述模具的制备包括以下步骤：
[0019]S1：壁厚初选，所述模具通过1、2号球和之后球体对比，当球壁厚度达到3.25cm时，到第三次撞击时才会产生裂缝，证明厚球壁有很好的刚性支撑，但最大的问题是超重，所以必须进行减重，壁厚2.5cm是UHPC一般容重下可以做到的最大厚度；
[0020]S2：内模选择，所述模具弹性球的设计制造从一开始就选择了轻质和中空内模的方案进行试验，UHPC球体的壁厚则选择以2.5cm为测试厚度，经过试验球3、4号采用不锈钢内模，5、6号采用泡沫内模，经过2m高处推落比较，采用泡沫内模在第一次撞击时就会产生较大裂缝，不锈钢内模则裂缝宽度小的多；
[0021]所述经过分析认为：UHPC外壳虽然可近似看成刚性体，但在与刚度更大的钢板接触时，依然会产生一定变形，内部有刚性支撑时，则可以起到一定缓冲效果；
[0022]所述经过第一阶段试验，决定采用厚度0.3mm薄壁不锈钢内模；
[0023]S3：增加钢纤维掺量，所述模具通过T/CBMF37/T/CCPA7
‑
2018中UHPC经验配合比的运用，在较大的富裕重量的条件内，增加水泥用量，增加钢纤维体积分数到4％，来增加球体刚性满足碰撞要求。
[0024]优选的，所述模具一般为获得UHPC的光洁表面选择ABS塑料模具和硅胶模具是上选，但考虑球体一次性成型及内模中空的需要，需要将球体模具分成两个部分，为保证成型气泡较少，需要配合振动台进行振捣操作，采用塑料模具采用分体并要经历强震，成型难度较大，所以最后选择钢模成型，整体模具分为上下半圆，并附加一个小顶盖。
[0025](三)有益效果
[0026]本专利技术提供了一种轻质高强UHPC球体材料制备工艺。具备以下有益效果：
[0027]1、采用更高强度的UHPC来制备，从而保证较高弹起，针对球体构造，选择了空心构造，在保证球体重量限制的前提下，若采用空心构造体系，则壳体厚度必须控制在2.5cm以内，针对成型工艺，结合技术中心现有的技术基础。
[0028]2、控制SiO2含量≥95％，比表面积≥15
㎡
/g，钢纤维抗拉强度≥2850Mpa，石英砂含泥量不应大于0.5％，SiO2含量≥95％，UHPC拌合物既需要具有较好的流动性便于成型，亦须拥有适宜的流变性能，在一定的振动作用下，维持物料运动的稳定性，确保硬化体中各组分尤其是纤维的均匀分布。
[0029]3、采用灌注工艺最佳，针对球体成型模具，为了保证球体的尺寸精度，只有采用钢模一次性成型才能达到最佳的效果。
附图说明
[0030]图1为本专利技术UHPC配合比示意图；
[0031]图2为本专利技术水泥性能指标示意图；
[0032]图3为本专利技术硅灰性能指标示意图；
[0033]图4为本专利技术钢纤维性能指标结构示意图；
[0034]图5为本专利技术内外加剂性能指标示意图。
具体实施方式
[0035]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0036]实施例一：
[0037]如图1所示，本专利技术实施例提供一种轻质高强UHPC球体材料制备工艺，包括轻质高强UHPC球体材料制备工艺，包括以下步骤，
[0038]S1：配料，轻质高强UHPC球体选用水泥736g、硅灰212g、钢纤维160g、外加剂28g、石英砂1050g、水174g、细填料130g进行混合而成，采用电子天平进行称量，分两次提前称取好所需材料；
[0039]S2：搅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轻质高强UHPC球体材料制备工艺，其特征在于：包括以下步骤，S1：配料，所述轻质高强UHPC球体选用水泥736g、硅灰212g、钢纤维160g、外加剂28g、石英砂1050g、水174g、细填料130g进行混合而成，采用电子天平进行称量，分两次提前称取好所需材料；S2：搅拌，所述轻质高强UHPC球体采用水泥胶砂搅拌机，使用变速强制搅拌：首先中速干拌水泥和其他粉料2min，然后加入2/3水和全部减水剂，搅拌至拌合物呈面团状，然后加入剩余的水，快速搅拌2min，直至胶凝材料和外加剂充分分散并混合均匀，之后慢速搅拌，同时均匀加入纤维，全部加入纤维后慢速搅拌2min；S3：成型，所述轻质高强UHPC球体采用振动台排除气泡，分下半球一次入模，上半球两次入模，顶盖复振一次，振动过程中采用扁钢条进行插捣；S4：养护，所述轻质高强UHPC球体采用高温养护，静停24h后脱模，将脱模后的试件放入蒸养箱，恒温7d。2.根据权利要求1所述的一种轻质高强UHPC球体材料制备工艺，其特征在于：所述水泥的选用上经过对比生产中常用的海螺、台泥以及少量进货的江南－小野田水泥后，选用颗粒细度合适，对超细组分控制较好的江南－小野田P
·Ⅱ52.5级水泥；所述硅灰选用武汉纽瑞琪的NR95U型；所述钢纤维选用高强度镀铜钢纤维，钢纤维选用长度(12mm～16mm)纤维，直径(0.18mm～0.22mm)纤维，钢纤维掺加体积分数2％
‑
4％；所述外加剂采用苏博特生产高效聚羧酸减水剂；所述石英砂采用细粒径石英砂0.315～0.16mm，筛分试验按TB10210
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2001规定进行。3.根据权利要求1所述的一种轻质高强UHPC球体材料制备工艺，其特征在于：所述轻质高强UHP...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐洋，
申请(专利权)人：苏州三佳交通工程有限公司，
类型：发明
国别省市：