一种适用于快速张拉的现浇梁混凝土组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种适用于快速张拉的现浇梁混凝土组合物，混凝土组合物由水泥、碳酸盐掺和料、矿物掺和料、粗骨料、细骨料、外加剂、水混合配制而成，混凝土组合物中水泥的用量为250kg/m3-430kg/m3，碳酸盐掺和料的用量为50kg/m3-200kg/m3，矿物掺合料的用量为0kg/m3-180kg/m3。本发明专利技术通过掺入碳酸盐掺和料，利用碳酸盐掺和料混凝土高早强、高弹模、后期强度持续稳定增长以及低收缩徐变的特性，在不提高混凝土设计强度等级的前提下，可制备出3天可以实施张拉的混凝土，且不增加混凝土的徐变。将该混凝土应用于现浇梁的施工，可有效解决传统现浇梁混凝土预施应力龄期长的问题，从而大幅度缩短现浇梁施工工期。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高性能建筑材料，具体涉及一种桥梁现浇混凝土。
技术介绍
由于桥梁节省土地资源、质量容易控制等突出特点，以桥代路的设计理念已经被广泛应用于高速铁路与客运专线的设计中。高架、长桥、大跨度桥梁多，桥梁比例大是我国高速铁路的典型特征之一。以京沪高速铁路为例，全线正线长度1318公里，正线桥梁对7 座，延长1059. 351公里，占线路全长的80. 4%，其中箱梁31034孔，各种特殊结构397座。 京沪沿线约96%的简支箱梁采用梁场预制、架桥机架设的施工方法，另有397处特殊桥梁和1000余孔梁采用桥位灌筑的施工方法。梁厂预制、架桥机架设的施工方法便于快速施工和简支箱梁质量保证；而对于现浇梁，尤其是采用悬臂浇筑法施工的预应力混凝土连续梁(拱)，受各悬臂阶段施工周期限制等因素的影响，往往成为工程建设中的控制节点。目前，我国客专建设中对于控制工期的现浇梁工点常采用变更施工方法的方式予以解决，即由悬臂浇筑法改为满堂支架法等。相比较而言，满堂支架法一方面增设大临设施，桥梁建设成本也随之增加；另一方面该方面在在跨越河流等条件下也难以实现。对传统桥梁用混凝土预施应力较早时，会由于混凝土早期弹性模量偏低，导致结构预应力徐变损失偏大。对于预应力混凝土结构，混凝土预施应力龄期主要影响混凝土徐变变形以及预应力损失，受荷龄期越早，混凝土徐变变形和预应力损失越大。为了实现现浇梁快速施工，急需开发一种具有高早期、高弹模和低收缩徐变的混凝土材料，满足提前张拉的要求。
技术实现思路
基于工程建设中存在的实际问题，本专利技术提出了一种适用于快速张拉的现浇梁混凝土及其制备技术，创造性的将碳酸盐掺合料引入现浇梁混凝土中，利用碳酸盐掺合料混凝土高早强、高弹模、后期强度持续稳定增长以及低收缩徐变的特性，在不提高混凝土设计强度等级的前提下，制备出满足3天张拉要求的混凝土。将该混凝土应用于现浇梁的施工， 可有效解决传统现浇梁混凝土预施应力龄期长、建设工期长的问题。本专利技术的技术方案一种适用于快速张拉的现浇梁混凝土组合物，其特征在于 混凝土组合物由水泥、碳酸盐掺和料、矿物掺和料、粗骨料、细骨料、外加剂、水混合配制而成，其各组分的用量如下水泥250kg/m3-430kg/m3碳酸盐掺和料50kg/m3-200kg/m3矿物掺合料:0kg/m3-180kg/m3粗骨料950kg/m3-1150kg/m3 细骨料650kg/m3-850kg/m3 外加剂2kg/m3-10kg/m3水120kg/m3-160kg/m3上述适用于快速张拉的现浇梁混凝土组合物，其特征在于上述碳酸盐掺和料为以碳酸钙为主要组分，经破碎、粉磨而成，能够改善混凝土性能的超细粉体材料。上述适用于快速张拉的现浇梁混凝土组合物，其特征在于上述碳酸盐掺和料具备特定的细度，粒度分布特征参数D50S 8 μ m、D90 < 20 μ m。上述适用于快速张拉的现浇梁混凝土组合物，其特征在于上述矿物掺和料是粉煤灰、磨细矿渣、硅灰、偏高岭土、石英粉(硅微粉)、钢渣粉、磷渣粉、锂渣粉、膨胀剂之中的一种或二种以上的混合物。上述适用于快速张拉的现浇梁混凝土组合物，其特征在于上述外加剂是聚羧酸系高效减水剂、萘系高效减水剂、三聚氰胺系高效减水剂、氨基磺酸盐高效减水剂、引气剂、 缓凝剂、早强剂之中的一种或两种以上的复配产物。本专利技术的工作机理碳酸盐掺合料兼有惰性掺合料(如石英粉)与活性掺合料 (如硅灰、矿渣等)的双重特性，宏观性能表现为早期力学性能增高与后期收缩徐变性能降低。与活性掺合料相比，其早期强度增强，后期强度增长缓慢；同水胶比情况下，碳酸盐掺合料混凝土收缩和徐变值较小。碳酸盐掺合料对混凝土性能的改善机理表现为早期加速、中期胶凝与后期惰性填充作用。碳酸盐掺和料对水泥早期加速作用，主要体现在对C3S水化的影响上，随着CaCO3掺入，C3S水化放热速率明显增加，第一放热峰升高，第二峰出现时间提前，水化诱导期则缩短。其原因是碳酸钙颗粒对C3S水化所释放出Ca2+的吸附，这种吸附导致C3S颗粒周围的Ca2+浓度降低，加速C3S的水化。中期胶凝作用是否发挥主要取决于碳酸盐一水泥体系中硫酸盐是否剩余，如果硫酸盐消耗完毕，则碳酸盐能够起到中期胶凝作用， 其原因是碳酸盐与水泥中的铝酸盐发生反应形成具有一定胶凝能力的碳铝酸盐。如果硫酸盐剩余，则碳酸盐只能起到微集料的填充作用。在后期，碳酸盐仅起到密实填充作用。由于碳酸盐掺合料的填充作用，与活性掺合料相比，混凝土徐变值增加。在碳酸盐一水泥体系中，多余的碳酸盐将在体系中起到微集料作用。本专利技术的优点在于混凝土桥梁预施应力时混凝土弹性模量偏低、导致预应力徐变损失偏大是导致其病害产生的主要原因之一。本专利技术通过采用碳酸盐掺和料的技术途径，制备出早期强度和弹性模量高、后期强度与弹性模量与等强度等级传统掺合料混凝土相近的混凝土材料。利用碳酸盐掺合料混凝土高早强、高弹模与后期强度持续稳定增长的特性，在不提高混凝土设计强度等级的前提下，制备出满足早期张拉要求的混凝土材料。3d 加荷本专利技术碳酸盐掺合料混凝土徐变值和徐变度与5d加荷传统混凝土徐变值和徐变度相当，即与传统用混凝土相比，加荷龄期对本专利技术碳酸盐掺合料混凝土徐变值影响较小。故本专利技术碳酸盐掺合料混凝土用于现浇梁中可以减小由早期张拉混凝土徐变增大而引起的预应力损失。从而提高桥梁结构的耐久性。附图说明图1是本专利技术一实施例与传统混凝土相比相同龄期加荷徐变显著降低的试验曲线图。图2是本专利技术另一实施例与传统混凝土的强度发展试验曲线图。具体实施例方式本专利技术是一种适用于快速张拉的现浇梁混凝土组合物，其特征在于混凝土组合物由水泥、碳酸盐掺和料、矿物掺和料、粗骨料、细骨料、外加剂、水混合配制而成，其中水泥用量为250kg/m3-430kg/m3，碳酸盐掺和料用量为50kg/m3-200kg/m3，矿物掺合料用量为 0kg/m3-180kg/m3,粗骨料用量为 950kg/m3_1150kg/m3，细骨料用量为 650kg/m3_850kg/m3，外加剂用量为 ^g/m3-10kg/m3，水用量为 120kg/m3-160kg/m3。上述的碳酸盐掺和料是以碳酸钙为主要组分，经破碎、粉磨而成，能够改善混凝土性能的超细粉体材料。上述碳酸盐掺和料具备特定的细度，比表面积大于350m2/kg，粒度分布特征参数D50彡8 μ m、D90彡20 μ m。本专利技术所用的水泥可为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥、快硬硅酸盐水泥水泥、抗硫酸盐硅酸盐水泥等各种水泥，为了更好的发挥碳酸盐掺和料的作用，最好使用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。本专利技术所用的细骨料可以是河砂、山砂或人工砂。粗骨料可以是碎石或碎卵石。本专利技术所用的矿物掺和料可以是粉煤灰、磨细矿渣、硅灰、偏高岭土、石英粉(硅微粉)、钢渣粉、磷渣粉、锂渣粉、膨胀剂之中的一种或二种以上的混合物。本专利技术中最好使用粉煤灰或磨细矿渣，当本专利技术用于浇筑合拢部分混凝土时，最好掺入膨胀剂。本专利技术所用的外加剂可以是聚羧酸系高效减水剂、萘系高效减水剂、三聚氰胺系高效减水剂、氨基磺酸盐高效减水剂、引气剂、缓凝剂、早强剂之中的一种或两种以上的复配产物。以下为本专利技术实施例。实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种适用于快速张拉的现浇梁混凝土组合物，其特征在于：混凝土组合物由水泥、碳酸盐掺和料、矿物掺和料、粗骨料、细骨料、外加剂、水混合配制而成，其各组分的用量如下：水泥：２５０ｋｇ／ｍ３－４３０ｋｇ／ｍ３碳酸盐掺和料：５０ｋｇ／ｍ３－２００ｋｇ／ｍ３矿物掺合料：０ｋｇ／ｍ３－１８０ｋｇ／ｍ３粗骨料：９５０ｋｇ／ｍ３－１１５０ｋｇ／ｍ３细骨料：６５０ｋｇ／ｍ３－８５０ｋｇ／ｍ３外加剂：２ｋｇ／ｍ３－１０ｋｇ／ｍ３水：１２０ｋｇ／ｍ３－１６０ｋｇ／ｍ３

【技术特征摘要】
1.一种适用于快速张拉的现浇梁混凝土组合物，其特征在于混凝土组合物由水泥、 碳酸盐掺和料、矿物掺和料、粗骨料、细骨料、外加剂、水混合配制而成，其各组分的用量如下水泥250kg/m3-430kg/m3 碳酸盐掺和料50kg/m3-200kg/m3 矿物掺合料0kg/m3-180kg/m3 粗骨料950kg/m3-1150kg/m3 细骨料:650kg/m3-850kg/m3 外加剂2kg/m3-10kg/m3 水120kg/m3-160kg/m32.按权利要求1所述的适用于快速张拉的现浇梁混凝土组合物，其特征在于上述碳酸盐掺和料为以碳酸钙为主要组分，经破碎、粉磨而成，能够改善混凝土性能的超...

【专利技术属性】
技术研发人员：李化建，赵国堂，谢永江，魏强，易忠来，谭盐宾，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，
类型：发明
国别省市：11