单层预置粗骨料注浆式制造技术

本发明专利技术公开了一种单层预置粗骨料注浆式

【技术实现步骤摘要】
单层预置粗骨料注浆式UHPC板、功能梯度高性能水泥基纤维复合板及制备方法


[0001]本专利技术属于建筑结构材料
，具体涉及一种单层预置粗骨料注浆式
UHPC
板
、
功能梯度高性能水泥基纤维复合板及制备方法
。

技术介绍

[0002]当前建筑物
、
构筑物抗冲击能力有限，在面对外部冲击或碰撞荷载时无法保证结构的完整性和稳定性，往往造成较大程度的人员伤亡和财产损失
。
同时随着土木工程领域向多功能化
、
可持续化发展，对建筑材料及结构的强度
、
韧性
、
抗冲击性能等提出了更高的要求
。
传统混凝土结构由于材料强度较低
、
结构刚度较差，无法抵抗较大的冲击荷载，且破坏过程中有大量碎片剥落和溅射，对人员和设备造成二次损伤
。
[0003]超高性能混凝土
(Ultra High Performance Concrete
，
UHPC)
是一种具有高强
、
高韧性
、
高耐久性能的新型水泥基复合材料，相比于传统建筑材料，可显著提升结构的承载性能和抗冲击性能，因此在高层建筑
、
海工结构
、
核电屏障
、
军事掩体等工程领域具有广阔应用前景
。
当前
UHPC
制备中多采用剔除粗骨料
、
降低水胶比
、
特殊养护等技术手段，在保证基体力学性能
、
耐久性能的同时，也带来了成本较高
、
收缩较大等问题
。
同时
UHPC
防护抗冲击结构往往厚度较大，材料利用效率不高，极大限制了其在土木工程领域的推广和应用
。
因此，迫切需要对
UHPC
的材料制备
、
结构优化等方面进行研究，增强其材料及结构的防护抗冲击性能，提升材料利用效率，降低工程成本
。

技术实现思路

[0004]为克服现有技术中存在的不足，本专利技术目的之一在于提供一种单层预置粗骨料注浆式
UHPC
板，
UHPC
基体中引入大体积大尺寸的粗骨料有利于提高结构的抗冲击性能并降低经济及环境成本，改善传统含粗骨料超高性能混凝土的骨料替代量有限的现状
。
[0005]本专利技术目的之二在于提供一种单层预置粗骨料注浆式
UHPC
板的制备方法，通过注浆成型的浇筑方式，有效解决实际工程中大体积大尺寸粗骨料难以应用的技术难题
。
[0006]本专利技术目的之三在于提供一种功能梯度高性能水泥基纤维复合板，相比单层预置粗骨料注浆式
UHPC
板，功能梯度
UHPC
复合板在高速冲击荷载作用下开裂风险低，其背部不会出现大量碎片剥落喷溅的现象，降低了对人员和设备二次伤害的风险
。
[0007]本专利技术目的之四在于提供一种功能梯度高性能水泥基纤维复合板，通过注浆成型的浇筑方式，使得前部阻裂层
、
中部抗侵彻层和背部防剥落层一体注浆成型，有效解决实际工程中前部阻裂层
、
中部抗侵彻层和背部防剥落层施工困难以及结合强度低的问题
。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术通过下述技术方案实现：
[0009]一种单层预置粗骨料注浆式
UHPC
板，包括以下重量份的原料组分：超高性能注浆料
900
～
1000
份，粗骨料
1650
～
1800
份
。
[0010]优选地，所述粗骨料粒径范围选自5～
8mm、8
～
16mm
和
16
～
25mm
中的一种
。
[0011]优选地，所述超高性能注浆料包括以下重量份的原料组分：水泥
916
份，硅灰
61
份，石灰石粉
244
份，细砂
808
份，水
281
份，减水剂
21
份，所述细砂的粒径范围为0～
0.2mm。
[0012]一种单层预置粗骨料注浆式
UHPC
板的制备方法，包括：
[0013](1)
按照设计配比称取原材料；
[0014](2)
在模具内预先均匀填充粗骨料；
[0015](3)
超高性能注浆料制备：将水泥
、
硅灰
、
石灰石粉及细砂加入搅拌锅搅拌
2min
，搅拌均匀后加入
80
％的水继续混合搅拌
3min
，最后将减水剂与剩余的水混合倒入搅拌锅搅拌
5min
；
[0016](4)
将超高性能注浆料通过注浆管注入预先填充粗骨料的模具中，并振捣密实，养护完成得到所述的单层预置粗骨料注浆式
UHPC
板
。
[0017]优选地，步骤
(3)
制备的超高性能注浆料的流动度为
38
～
40cm
，
V
形漏斗流动时间7～
7.5s
，
28d
抗压强度＞
140MPa。
[0018]一种功能梯度高性能水泥基纤维复合板，包括一体注浆成型的中部抗侵彻层以及位于其前后两侧的前部阻裂层和背部防剥落层，所述前部阻裂层和背部防剥落层均由超高性能注浆料和钢纤维注浆成型，所述中部抗侵彻层由超高性能注浆料和粗骨料注浆成型
。
[0019]优选地，所述前部阻裂层和背部防剥落层中钢纤维体积掺量均为1％，其中钢纤维为
13mm
镀铜钢纤维
。
[0020]优选地，所述中部抗侵彻层中原料组分的重量份为：超高性能注浆料
1350
～
1450
份，粗骨料
1100
～
1200
份
。
其中，超高性能注浆料的原料组成与单层预置粗骨料注浆式
UHPC
板中的超高性能注浆料的原料组成相同，粗骨料粒径范围也同样选自5～
8mm、8
～
16mm
和
16
～
25mm
中的一种
。
[0021]优选地，所述粗骨料粒径为
16
～
25mm
时，复合板的极限安全厚度为
80mm。
[0022]一种功能梯度高性能水泥基纤维复合板的制备方法，包括：
[0023](1)
按照设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种单层预置粗骨料注浆式
UHPC
板，其特征在于，包括以下重量份的原料组分：超高性能注浆料
900
～
1000
份，粗骨料
1650
～
1800
份
。2.
根据权利要求1所述的单层预置粗骨料注浆式
UHPC
板，其特征在于，所述粗骨料粒径范围选自5～
8mm、8
～
16mm
和
16
～
25mm
中的一种
。3.
根据权利要求2所述的单层预置粗骨料注浆式
UHPC
板，其特征在于，所述超高性能注浆料包括以下重量份的原料组分：水泥
916
份，硅灰
61
份，石灰石粉
244
份，细砂
808
份，水
281
份，减水剂
21
份，所述细砂的粒径范围为0～
0.2mm。4.
一种如权利要求1‑3任一项所述的单层预置粗骨料注浆式
UHPC
板的制备方法，其特征在于，包括：
(1)
按照设计配比称取原材料；
(2)
在模具内预先均匀填充粗骨料；
(3)
超高性能注浆料制备：将水泥
、
硅灰
、
石灰石粉及细砂加入搅拌锅搅拌，搅拌均匀后加入
80
％的水继续混合搅拌，最后将减水剂与剩余的水混合倒入搅拌锅搅拌；
(4)
将超高性能注浆料通过注浆管注入预先填充粗骨料的模具中，并振捣密实，养护完成得到所述的单层预置粗骨料注浆式
UHPC
板
。5.
根据权利要求4所述的单层预置粗骨料注浆式
UHPC
板的制备方法，其特征在于，步骤
(3)<...

【专利技术属性】
技术研发人员：李培鹏，冉心怡，欧伟华，苏鑫，任志刚，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：