【技术实现步骤摘要】
本申请涉及建筑材料与结构，具体涉及一种粗骨料超高性能混凝土梯度结构及其制备方法。
技术介绍
1、目前，超高性能混凝土(ultra-high performance concrete，uhpc)是近年来混凝土材料领域最具创新性的技术之一，由于其优异的强度、卓越的韧性、出色的耐久性和其他优点，目前已广泛应用于大跨度桥梁、高层建筑以及其它对构件性能要求较高的工程中。然而，其特殊的材料设计，使其胶凝材料用量过高、材料成本过大，并且在一些uhpc材料结构中，钢纤维的大量使用，会造成部分区域性能富余量过大，从而导致其整体结构材料成本大幅提高，严重制约了其实际推广应用。
2、相关技术中，在uhpc中加入粗骨料，可显著降低其材料总成本，并提高uhpc弹模、体积稳定性及抗裂性能。
3、但是，当粗骨料uhpc中粗骨料掺量大于30％时，过高的粗骨料掺量会导致混凝土的工作性能和力学性能大幅下降。
技术实现思路
1、本申请提供一种粗骨料超高性能混凝土梯度结构及其制备方法，以解决相关技术中存在的过高的粗骨料掺量会导致混凝土的工作性能和力学性能大幅下降的技术问题。
2、第一方面，本申请提供了一种粗骨料超高性能混凝土梯度结构，该粗骨料超高性能混凝土梯度结构依次包括：
3、第一超高性能混凝土层，其包括由粗骨料形成的第一骨架和包埋上述第一骨架的第一超高性能混凝土；
4、隔离层；
5、第二超高性能混凝土层，其包括由粗骨料形成的第二骨架和包埋上述第二
6、一些实施例中，上述粗骨料的硬度≥6，抗压强度≥150mpa，级配为15-25mm连续级配，针片状含量为2-8％；
7、上述隔离层为钢丝网，钢丝网的网孔直径小于等于骨料最小直径的60％。
8、一些实施例中，上述第一骨架的粗骨料含量小于第二骨架的粗骨料含量，上述第一骨架和第二骨架的粗骨料均为立方最疏堆积，且骨架结构空隙直径大于等于8mm。
9、一些实施例中，上述第一超高性能混凝土按质量份计，包括：
10、胶凝材料900-1200份、砂700-1300份、减缩剂10-15份、膨胀剂15-30份、减水剂20-50份、水175-215份、钢纤维150-350份。
11、一些实施例中，上述第二超高性能混凝土按质量份计，包括：
12、胶凝材料900-1200份、砂700-1300份、减缩剂10-15份、膨胀剂15-30份、减水剂30-50份、水170-205份、钢纤维5-40份。
13、一些实施例中，上述钢纤维为短直钢纤维，直径为0.15mm-0.25mm，长度小于或等于对应骨架结构空隙直径的80％。
14、第二方面，本申请提供一种上述粗骨料超高性能混凝土梯度结构的制备方法，包括以下步骤：
15、在预浇筑试模内放置隔离层，并在隔离层两侧分别堆积粗骨料，以形成第一骨架和第二骨架；
16、分别制备第一超高性能混凝土和第二超高性能混凝土；
17、在上述预浇筑试模上端放置多孔板后，同时将上述第一超高性能混凝土和第二超高性能混凝土分别通过导管分次注入隔离层两侧的预浇筑试模内，以形成第一超高性能混凝土层和第二超高性能混凝土层。
18、一些实施例中，同时将上述第一超高性能混凝土和第二超高性能混凝土分别通过导管分次注入隔离层两侧的预浇筑试模内时，还包括：
19、每次注入时，控制隔离层两侧的混凝土高度差小于等于粗骨料最大直径的120％；
20、每次注入的混凝土高度小于等于总高度30％，且两次注入间隔时间大于3min。
21、一些实施例中，上述导管为压力软管；
22、第一次注入混凝土时，上述压力软管出口距离预浇筑试模内底面的高度大于等于粗骨料最大直径的90％；
23、后续每次注入时，上述压力软管出口距离前一次注入的混凝土顶面的高度大于等于粗骨料最大直径的90％。
24、一些实施例中，堆积粗骨料之前，还包括：
25、利用喷雾机将碱性硅溶胶均匀喷洒在粗骨料表面，以对粗骨料进行表面处理。
26、本申请的粗骨料超高性能混凝土梯度结构及其制备方法，通过将第一超高性能混凝土和第二超高性能混凝土的优异性能相结合，使粗骨料超高性能混凝土梯度结构既具有良好的力学性能和工作性能，又具有良好的体积稳定性和抗冲磨性能，通过隔离层使其两侧的第一超高性能混凝土和第二超高性能混凝土充分的触变融合，提升两侧混凝土浆料间的界面粘结性能，保障结构的整体性和性能梯度性，此外，还极大程度上降低制造成本，有利于实现经济效益与实用性能协同提升。
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1.一种粗骨料超高性能混凝土梯度结构，其特征在于，所述粗骨料超高性能混凝土梯度结构依次包括：
2.如权利要求1所述的粗骨料超高性能混凝土梯度结构，其特征在于：所述粗骨料的硬度≥6，抗压强度≥150MPa，级配为15-25mm连续级配，针片状含量为2-8％；
3.如权利要求2所述的粗骨料超高性能混凝土梯度结构，其特征在于：所述第一骨架的粗骨料含量小于第二骨架的粗骨料含量，所述第一骨架和第二骨架的粗骨料均为立方最疏堆积，且骨架结构空隙直径大于等于8mm。
4.如权利要求1所述的粗骨料超高性能混凝土梯度结构，其特征在于，所述第一超高性能混凝土按质量份计，包括：
5.如权利要求1所述的粗骨料超高性能混凝土梯度结构，其特征在于，所述第二超高性能混凝土按质量份计，包括：
6.如权利要求4或5所述的粗骨料超高性能混凝土梯度结构，其特征在于：所述钢纤维为短直钢纤维，直径为0.15mm-0.25mm，长度小于或等于对应骨架结构空隙直径的80％。
7.一种权利要求1所述粗骨料超高性能混凝土梯度结构的制备方法，其特征在于，所述制备
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，同时将所述第一超高性能混凝土和第二超高性能混凝土分别通过导管分次注入隔离层两侧的预浇筑试模内时，还包括：
9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述导管为压力软管；
10.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，堆积粗骨料之前，还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种粗骨料超高性能混凝土梯度结构，其特征在于，所述粗骨料超高性能混凝土梯度结构依次包括：
2.如权利要求1所述的粗骨料超高性能混凝土梯度结构，其特征在于：所述粗骨料的硬度≥6，抗压强度≥150mpa，级配为15-25mm连续级配，针片状含量为2-8％；
3.如权利要求2所述的粗骨料超高性能混凝土梯度结构，其特征在于：所述第一骨架的粗骨料含量小于第二骨架的粗骨料含量，所述第一骨架和第二骨架的粗骨料均为立方最疏堆积，且骨架结构空隙直径大于等于8mm。
4.如权利要求1所述的粗骨料超高性能混凝土梯度结构，其特征在于，所述第一超高性能混凝土按质量份计，包括：
5.如权利要求1所述的粗骨料超高性能混凝土梯度结构，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘开志，高立强，彭旭民，钟继卫，毛伟琦，鄢亦斌，彭嘉华，郭凯正，李晨，王敏，王康宁，
申请(专利权)人：中铁大桥局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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