本发明专利技术涉及一种由超高性能水泥基复合材料浇筑的超高性能水泥基桥面板，该水泥基桥面板满足：H/B≤0.03；h/B≤0.025；H≥h+15mm；1≤L/B≤4；B1、B2、B4≥30mm；B3≥40mm；b/B＝0.05～0.15；b≤L1≤b+B1；桥面板中间段配筋率1％～10％，两侧加强段配筋率5％～15％，筋材屈服强度≥400MPa；自重≤240kg/m2。本发明专利技术由于采用超高强度的水泥基复合材料以及高强筋材，具有高承载力的同时兼备自重轻(只有普通钢筋混凝土桥面板的20％到40％)、耐疲劳、耐腐蚀、高寿命(理论寿命可达150年以上)、安装快速、省时省工(工程量、工期都比普通钢筋混凝土桥面板减少50％到70％)等优点，可用于公路、铁路等领域中小型桥梁的新建工程或旧桥改造工程。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设及一种超高性能水泥基桥面板，更具体的说，设及一种由超高性能水泥 基复合材料诱筑的超高性能水泥基桥面板。
技术介绍
桥面板亦称行车道板，一般采用钢筋混凝±或钢材建造，是直接承受车辆轮压荷 载和环境荷载的承重结构，也是受超载、腐蚀、疲劳等不利因素影响最直接的构件。钢筋混 凝±桥面板是目前中小跨桥梁桥面板的主要形式，其优点为设计简单、经济性好，但其缺点 也十分显著，如厚度大（200~280mm)、自重大巧00~700kg/m2)，导致包括基础工程在内 的下部结构工程量大，施工周期较长；耐疲劳性能差，在轮压荷载（尤其是超载车辆）反复 冲击作用下易产生疲劳裂缝，成为外界侵蚀介质（如氯离子、硫酸盐等）渗入的途径；耐久 性差，普通混凝±自身的抗碳化性能、抗渗性能、抗裂性能不足，导致桥面板在远未达到设 计寿命时便已产生裂缝、碳化、钢筋诱蚀等病害，后期需高额的维护费用，一些工程的维护 费用甚至超过了建设费用。因此桥梁工程迫切需要自重轻、耐疲劳、耐腐蚀、高寿命、施工便 捷的新型桥面板。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的上述问题，本专利技术的目的是提出一种由超高性能水泥基 复合材料诱筑的超高性能水泥基桥面板。 为实现上述目的，本专利技术可通过W下技术方案予W解决： 阳〇化]本专利技术的一种由超高性能水泥基复合材料诱筑的超高性能水泥基桥面板，包括桥 面板中间段和两侧加强段，将该水泥基桥面板中间段高度设为h，两侧加强段高度设为H， 桥面板宽度设为B，桥面板长度设为以两侧加强段底部宽度设为b，中间段纵筋间距设为 Bi，两侧加强段上层纵筋间距设为B2,两侧加强段下层纵筋间距设为B3,中间段横筋和两 侧加强段横筋间距设为B4,两侧加强段横筋长度设为Li，满足：H/B《0. 03 ;h/B《0. 025 ; Η>h+15mm; 1《L/B《4 巧30mm40mm;b/B= 0. 05 ~0. 15 ;b《Lb+B1; 所述超高性能水泥基复合材料包含胶凝材料、外加剂和水，所述胶凝材料为水泥 和矿物渗合料，所述水泥为强度等级为42. 5及W上的P·I、P·II或P· 0代号水泥，本发 明不排除在特殊情况下，使用其他类型的水泥依照本专利技术所述的方法进行制备高性能水泥 基材料；所述矿物渗合料为娃灰、粉煤灰或矿粉的两种或Ξ种； 阳007] 其中，水泥用量占超高性能水泥基复合材料体积的20~70 %，所述矿物渗合料占 超高性能水泥基复合材料体积的10~60% ; 所述胶凝材料各组分的配比分数通过理想堆积曲线和胶凝材料各组分的粒径累 计分布曲线进行数值分析计算； 1)所述理想堆积曲线公式为： 其中，Pgd为颗粒通过筛孔的百分比，A为经验常数，d为筛孔直径，Dm。、为颗粒的最 大粒径； 经验常数A的取值根据超高性能水泥基复合材料的设计巧落度或设计扩展度要 求通过公式确定： 阳01引 当h《220mm时，A= 5 ·h/h〇， 当h> 220mm时，A= 5 · (l-h]/h〇， 1为扩展度设计值，h为巧落度设计值，h。为巧落度桶的高度300mm; 2)胶凝材料各组分的粒径累计分布曲线： 对胶凝材料中所需的组分水泥、娃灰、粉煤灰和矿粉经测试的得到各自累计分布 曲线f。(d)、fsf(d)、ffa(d)和fbs(d); 3)数值分析计算如下： 设水泥占胶凝材料总量的体积分数为X。、娃灰占胶凝材料总量的体积分数为Xgf、 粉煤灰占胶凝材料总量的体积分数为Xf。和矿粉占胶凝材料总量的体积分数为Xbs，且满足 XcG、狂sf巧fa+XJE、X。巧sf巧fa+Xbs= 1 ; 设定混合后胶凝材料的粒径累计分布曲线为：P=Xcfc(d)+Xsffsf(d)+Xfaffa(d)+Xbsfbs(d)， 阳0巧对各组分的体积分数Xc、Xsf、Xfa和XbsW0. 001~0.01为步长，在各自的取值范围 内穷举计算P，比较曲线P和Psd，计算相同纵坐标所对应的横坐标粒径d的标准差，取标准 差最小的X。、Xsf、Xf。和XJI作为胶凝材料的各组分配比分数；当使用两种矿物渗合料时， 则需要略去没有使用的渗合料对应的质量分数和分布曲线； 对应无胶凝活性的填料，如石粉，由于其粒径基本落在渗合料的粒径区间，在某些 场合需要使用时，可W按照上述矿物渗合料的计算方法进行计算体积分数； 水的用量与胶凝材料的质量比W/B为0. 1~0. 4,其中W表不水的用量，B表不胶 凝材料质量； 按计算所得配比配制的超高性能水泥基复合材料拌和后，流动性性能如下： 巧落度GB/T50080 : > 10mm; 或扩展度GB/T50080 : > 450mm; 扩展度的值只有在高流动度即巧落度> 220mm时才测试，此时混凝±流动性W扩 展度为准； 阳029] 材料硬化后性能如下： 抗压强度，标准养护28d: > 170MPa。 作为优选的技术方案： 本专利技术所述的超高性能水泥基桥面板，所述纵坐标依最大值100%等分选取，至少 取5个值；所述的W/B为0. 12至0. 28 ;所述水泥符合国标《通用娃酸盐水泥》GB175 ;所述娃 灰符合《砂浆和混凝±用娃灰》GB/T27690 ;所述粉煤灰符合《用于水泥和混凝±的粉煤灰》 GB/T1596 ;所述矿粉符合《用于水泥和混凝±中的粒化高炉矿渣粉》GB/T18046 ;水符合 《混凝±用水标准》JGJ63 ;所述外加剂为减水剂、消泡剂、增稠剂、早强剂、缓凝剂或减缩剂 一种或者几种的组合，减水剂选用减水率25%W上的减水剂，渗量为所述胶凝材料质量的 0. 5 %~5 %，消泡剂渗量为胶凝材料的0. 08 %~2 %，增稠剂渗量为胶凝材料的0. 005 %~ 0. 5 %，缓凝剂渗量为水泥材料0. 005 %~1. 5 %，减缩剂渗量为胶凝材料的0. 1 %~5 %。 本专利技术所述的超高性能水泥基桥面板，所述减水剂的减水率为30%W上，渗量为 所述胶凝材料质量的0.8%~3% 本专利技术所述的超高性能水泥基桥面板，所述超高性能水泥基复合材料中还添加骨 料，为细骨料或者细骨料和粗骨料的混合物；所述骨料与所述胶凝材料的体积比为0. 5~ 2. 5； 细骨料为天然砂或人工砂，细度模数为1. 2~3. 5,堆积密度为1. 1~2. Ig/cm3; 表观密度为1. 8~3. Og/cm3; 粗骨料为碎石或卵石，粒径为5~15mm ;堆积密度为1. 1~2. Ig/cm3;表观密度为 1. 8~3. Og/cm]; 对于使用连续级配的骨料，配制细骨料和粗骨料的混合物时，计算出细骨料正好 填充粗骨料空隙的砂率值，W此砂率值确定粗骨料和细骨料的比例； 对于使用间断级配的骨料，骨料的比例通过理想堆积曲线和各种骨料的累计分布 曲线进行数值分析计算； 1)所述堆积曲线公式为： W40]PsdA=b+ (100-b) ·(da/KJ"/2。； 其中AaA为骨料颗粒通过筛孔的百分比，b为骨料经验常数，cU为骨料筛孔直径， Da?。、为骨料颗粒的最大粒径； 经验常数b的取值根据超高性能水泥基复合材料的巧落度或扩展度要求通过公 式确定： 当h《220mm时，b= 5 ·h/h〇，当> 220mm时，b= 5 ·G-h)/h〇当本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种由超高性能水泥基复合材料浇筑的超高性能水泥基桥面板，其特征在于，包括桥面板中间段(1)和两侧加强段(2)，将该水泥基桥面板中间段(1)高度设为h，两侧加强段(2)高度设为H，桥面板宽度设为B，桥面板长度设为L，两侧加强段底部宽度设为b，中间段(1)纵筋(S1)间距设为B1，两侧加强段(2)上层纵筋(S2)间距设为B2，两侧加强段(2)下层纵筋(S3)间距设为B3，中间段(1)横筋(S4)和两侧加强段(2)横筋(S5)间距设为B4，两侧加强段(2)横筋(S5)长度设为L1，满足：H/B≤0.03；h/B≤0.025；H≥h+15mm；1≤L/B≤4；B1、B2、B4≥30mm；B3≥40mm；b/B＝0.05～0.15；b≤L1≤b+B1；所述超高性能水泥基桥面板由超高性能水泥基复合材料浇筑而成；所述超高性能水泥基复合材料包含胶凝材料、外加剂和水，所述胶凝材料为水泥和矿物掺合料，所述水泥为强度等级为42.5及以上的P·I、P·II或P·O代号水泥，所述矿物掺合料为硅灰、粉煤灰或矿粉的两种或三种；其中，水泥用量占超高性能水泥基复合材料体积的20～70％，所述矿物掺合料占超高性能水泥基复合材料体积的10～60％；所述胶凝材料各组分的配比分数通过理想堆积曲线和胶凝材料各组分的粒径累计分布曲线进行数值分析计算；1)所述理想堆积曲线公式为：Psd＝A+(100‑A)·(d/Dmax)π/2e；其中，Psd为颗粒通过筛孔的百分比，A为经验常数，d为筛孔直径，Dmax为颗粒的最大粒径；经验常数A的取值根据超高性能水泥基复合材料的设计坍落度或设计扩展度要求通过公式确定：当h≤220mm时，A＝5·h/h0，当h＞220mm时，A＝5·(l‑h)/h0，l为扩展度设计值，h为坍落度设计值，h0为坍落度桶的高度300mm；2)胶凝材料各组分的粒径累计分布曲线：对胶凝材料中所需的组分水泥、硅灰、粉煤灰和矿粉经测试的得到各自累计分布曲线fc(d)、fsf(d)、ffa(d)和fbs(d)；3)数值分析计算如下：设水泥占胶凝材料总量的体积分数为Xc、硅灰占胶凝材料总量的体积分数为Xsf、粉煤灰占胶凝材料总量的体积分数为Xfa和矿粉占胶凝材料总量的体积分数为Xbs，且满足Xc∈[0.250,0.875]、(Xsf+Xfa+Xbs)∈[0.125,0.750]、Xc+Xsf+Xfa+Xbs＝1；设定混合后胶凝材料的粒径累计分布曲线为：P＝Xcfc(d)+Xsffsf(d)+Xfaffa(d)+Xbsfbs(d)，对各组分的体积分数Xc、Xsf、Xfa和Xbs以0.001～0.01为步长，在各自的取值范围内穷举计算P，比较曲线P和Psd，计算相同纵坐标所对应的横坐标粒径d的标准差，取标准差最小的Xc、Xsf、Xfa和Xbs值作为胶凝材料的各组分配比分数；水的用量与胶凝材料的质量比W/B为0.1～0.4，其中W表示水的用量，B表示胶凝材料质量；按计算所得配比配制的超高性能水泥基复合材料拌和后，流动性性能如下：坍落度GB/T50080：≥10mm；或扩展度GB/T 50080：≥450mm；扩展度的值只有在高流动度即坍落度＞220mm时才测试，此时混凝土流动性以扩展度为准；材料硬化后性能如下：抗压强度，标准养护28d：≥170MPa。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵正，
申请(专利权)人：上海罗洋新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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