一种避免结硬过程中UHPC结构构件收缩开裂的方法与流程

本发明涉及超高性能混凝土预制构件制造领域，具体涉及一种避免结硬过程中uhpc结构构件收缩开裂的方法。

背景技术：

超高性能混凝土(uhpc)也称作活性粉末混凝土(rpc)，具有良好的力学性能、优异的耐久性能和体积稳定性，是性能优越的建筑材料，国外已将其大量应用于桥梁、房屋、隧道、海洋和修复加固等领域中。

在混凝土结硬过程中，由水分散失、化学反应以及温度的改变引起的体积缩减称为混凝土的收缩。uhpc采用大用量胶凝材料、高掺量活性掺合料，并且不含粗骨料，使得其结硬过程中的收缩远大于同等条件下的普通混凝土。利用常规方法制作uhpc构件时，构件内的钢筋会限制uhpc的收缩，使uhpc内产生拉应力，易使uhpc构件产生裂缝。目前主要采用掺加钢纤维、掺加矿物掺合料、化学外加剂等方法控制uhpc的收缩，但以上方法均无法避免构件制作过程中uhpc与构件内钢材的不协调变形，易使构件开裂，无法保证构件的质量。

技术实现要素：

本发明目的是为了解决传统方法制作的uhpc结构构件结硬过程中易产生收缩裂缝的问题，而提供一种避免结硬过程中uhpc结构构件收缩开裂的方法。

本发明一种避免结硬过程中uhpc结构构件收缩开裂的方法具体按以下步骤进行：

一、根据uhpc结构构件的构型和收缩量制作uhpc构件模具；

二、根据uhpc结构构件的配筋情况在模具内布置箍筋和波纹管形成骨架；

三、向uhpc构件模具内浇筑第一组超高性能混凝土并在波纹管内预留孔道，对第一组超高性能混凝土进行养护，待第一组超高性能混凝土达到所需强度后拆除uhpc构件模具；

四、在波纹管内预留的孔道内设置受力纵筋，利用第二组超高性能混凝土作灌浆料进行注浆，待养护结束后即完成uhpc结构构件的制作。

本发明的有益效果：

本发明在浇筑uhpc时预留孔道，待uhpc结硬后再配置受力钢筋，减小了混凝土收缩引起的混凝土与内部钢材的不协调变形，可有效避免裂缝的产生，保证uhpc预制构件的质量；本发明在模具内设置波纹管形成预留孔道，在uhpc的结硬过程中，波纹管可以随着uhpc的收缩同步收缩，协调变形，可避免uhpc收缩引起的拉应力的产生；本发明在设计时采用大直径纵筋，减少制作构件时预留孔洞的数量；本发明在设计时采用非连续箍筋，并选择小直径箍筋，减少箍筋在uhpc收缩过程中的约束作用。本发明适用于预制uhpc结构构件的制作过程。本发明可避免由于uhpc收缩引起的uhpc与钢材的不协调变形，避免构件产生收缩裂缝，提高构件的耐久性；原理简单、施工便捷、施工质量容易保证。

附图说明

图1为步骤二在模具内布置箍筋和波纹管的结构示意图；

图2为图1的横截面示意图；

图3为步骤三向uhpc构件模具内浇筑第一组超高性能混凝土并在波纹管内预留孔道后的结构示意图；

图4为图3的横截面示意图；

图5为步骤四在波纹管内预留的孔道内设置受力纵筋的结构示意图；

图6为图5的横截面示意图；

图7为步骤四利用第二组超高性能混凝土作灌浆料进行注浆的结构示意图；

图8为图7的横截面示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式一种避免结硬过程中uhpc结构构件收缩开裂的方法具体按以下步骤进行：

一、根据uhpc结构构件的构型和收缩量制作uhpc构件模具；

二、根据uhpc结构构件的配筋情况在模具内布置箍筋1和波纹管2形成骨架；

三、向uhpc构件模具内浇筑第一组超高性能混凝土3并在波纹管2内预留孔道，对第一组超高性能混凝土3进行养护，待第一组超高性能混凝土3达到所需强度后拆除uhpc构件模具；

四、在波纹管2内预留的孔道内设置受力纵筋4，利用第二组超高性能混凝土5作灌浆料进行注浆，待养护结束后即完成uhpc结构构件的制作。

本实施方式步骤一设计模具时应考虑uhpc结硬过程中的收缩，保证uhpc结硬后的尺寸满足设计要求。

本实施方式步骤四所述注浆的方法与预应力孔道灌浆方法相同。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述波纹管2的内径比受力纵筋4的直径大5～10mm。其他与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：所述波纹管2的内径比受力纵筋4的直径大6mm。其他与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：所述波纹管2内预留的孔道的截面积为受力纵筋4截面积的3～4倍。其他与具体实施方式一至三之一相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：所述波纹管2内预留的孔道的截面积为受力纵筋4截面积的3.5倍。其他与具体实施方式一至四之一相同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：步骤四中设置受力纵筋4后根据需要选择是否施加预应力。其他与具体实施方式一至五之一相同。

采用以下实施例验证本发明的有益效果：

实施例一：一种避免结硬过程中uhpc结构构件收缩开裂的方法具体按以下步骤进行：

一、根据uhpc结构构件的构型和收缩量制作uhpc构件模具；

二、根据uhpc结构构件的配筋情况在模具内布置箍筋1和波纹管2形成骨架；

三、向uhpc构件模具内浇筑第一组超高性能混凝土3并在波纹管2内预留孔道，对第一组超高性能混凝土3进行养护，待第一组超高性能混凝土3达到所需强度后拆除uhpc构件模具；

四、在波纹管2内预留的孔道内设置受力纵筋4，利用第二组超高性能混凝土5作灌浆料进行注浆，待养护结束后即完成uhpc结构构件的制作。在浇筑uhpc时预留孔道，待uhpc结硬后再配置受力钢筋，减小了混凝土收缩引起的混凝土与内部钢材的不协调变形，可有效避免裂缝的产生，保证uhpc预制构件的质量；本发明在模具内设置波纹管形成预留孔道，在uhpc的结硬过程中，波纹管可以随着uhpc的收缩同步收缩，协调变形，可避免uhpc收缩引起的拉应力的产生；本发明在设计时采用大直径纵筋，减少制作构件时预留孔洞的数量；本发明在设计时采用非连续箍筋，并选择小直径箍筋，减少箍筋在uhpc收缩过程中的约束作用。本发明适用于预制uhpc结构构件的制作过程。本发明可避免由于uhpc收缩引起的uhpc与钢材的不协调变形，避免构件产生收缩裂缝，提高构件的耐久性；原理简单、施工便捷、施工质量容易保证。

技术特征：

技术总结
一种避免结硬过程中UHPC结构构件收缩开裂的方法，本发明涉及超高性能混凝土预制构件制造领域，具体涉及一种避免结硬过程中UHPC结构构件收缩开裂的方法。本发明是要解决传统方法制作的UHPC结构构件结硬过程中易产生收缩裂缝的问题。方法:在浇筑UHPC时预留孔道，待UHPC结硬后再配置受力钢筋，减小了混凝土收缩引起的混凝土与内部钢材的不协调变形，根据需要选择是否施加预应力，最后对预留孔道进行灌浆并养护，完成构件的制作。本发明原理简单、施工便捷，可避免由于UHPC收缩引起的UHPC与钢材的不协调变形，避免构件产生收缩裂缝，提高构件的耐久性，施工质量容易保证。

技术研发人员：郑子玥;许崇浩;郑文忠;王英
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：2019.04.28
技术公布日：2019.07.19