装配式活性粉末混凝土无配筋预制路面板及其制作方法
【专利摘要】一种装配式预制无配筋活性粉末混凝土路面板及制作方法，板体为由活性粉末混凝土制作而成的材料板，活性粉末混凝土材料板内靠近上下底面分别铺设有一层水平钢丝网，并且在四个转角处分别设置一个竖向贯通、两端均能连接吊具的吊装预埋件。制作时控制活性粉末混凝土的流动度，使路面板在后期制作过程中不变形，并在室内自然养护，使路面板整体质量得到保证。与普通混凝土路面板相比，本发明路面板结构无配筋，厚度小，体型轻便重量轻，便于运输和安装，且可重复使用；强度高，耐磨、承载能力高，抗冲击、抗疲劳性能好，耐候性好，施工快捷高效，可广泛应用于临时建筑生活区的道路施工中。
【专利说明】装配式活性粉末混凝土无配筋预制路面板及其制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及路面施工【技术领域】，特别是涉及一种高强度的活性粉末混凝土预制路面板及其制作方法。
【背景技术】
[0002]活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete),简称RPC,是一种新型水泥基复合材料，这种材料最初于90年代由法国Bouygues公司发明，经过特定方法条件生产出来,具有超高强度、优异耐久性的特点，在石油、核电、市政、海洋及军事设施等工程中有广阔的应用前景。国外应用工程主要有加拿大魁北克省的Sherbrooke，世界上第一座预应力活性粉末混凝土结构人行天桥，法国Cattenom核电站、韩国首尔一座拱型人行天桥等工程，我国则主要应用于高铁客运专线人行道盖板、挡板以及一些军事设施等，在其他领域应用的近年来逐渐增多。但此项技术尚未在装配式路面板上应用，也没有相应的制作方法。
[0003]现有的普通钢筋混凝土预制路面板在应用时存在以下几点问题:(I)抗压强度不高，安装拆卸及使用过程中构件容易出现边角破损的现象；(2)抗弯曲强度不高，使用过程中容易出现路面板断裂的现象；(3)采用热养护方式便于早日脱模及吊装，需要的能耗较高；(4)同样平面尺寸的普通钢筋混凝土预制路面板构件厚度大，体型笨重，不便于多次重复安装使用、运输；(5)混凝土耐久性较差；(6)路面板在制作时需要预埋吊件，拆模出厂时需要切割吊件，工序烦琐。
【发明内容】
[0004]本发明目的在于提供一种装配式活性粉末混凝土无配筋预制路面板及其制作方法，解决现有技术中普通钢筋混凝土预制路面板强度不高、安装拆卸及使用过程容易出现破损、断裂、快速拆模需采用高能耗的热养护技术且不便于现场制作的问题；还解决普通路面板含配筋、构件厚度大、体型笨重、不便于多次重复使用时安装运输的问题；同时解决现有活性粉末混凝土在现场制作过程中极易出现流动度过小、造成后期浇筑困难或流动度过大、造成成型后吊装时构件变形造成生产质量不稳定影响整体施工质量的技术问题；此外，还解决现有路面板在制作时需要预埋吊件、拆模出厂时需要切割吊件、工序烦琐、费时费力的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采取如下技术方案:
一种装配式活性粉末混凝土无配筋预制路面板，包括路面板板体，其特征在于:所述路面板板体的内部、靠近上下底面分别铺有一层水平钢丝网；所述路面板板体的四个转角处分别预埋一个竖向贯通路面板板体的吊装预埋件，所述吊装预埋件是套有挡件的内螺纹套管，所述内螺纹套管穿过上下两层水平钢丝网，且一头与吊环螺栓进行螺纹连接；所述挡件水平设于上下两层水平钢丝网的中间。
[0006]优选的，所述路面板板体为活性粉末混凝土板体。
[0007]进一步优选的，所述挡件可以是中间开有预留孔的水平锚板，也可以是周围辐射状焊接挡杆的水平圆环。
[0008]进一步优选的，所述水平锚板可以为金属材料的圆形板、三角板或矩形板。
[0009]更进一步优选的,所述路面板板体的厚度为50?100mm,仅是相同平面尺寸普通混凝土路面板的1/3?1/2。
[0010]更优选的，所述活性粉末混凝土板体由活性粉末混凝土浇筑而成，采用以下原料及优化配比，大幅提高路面板力学性能，尤其是抗压强度、抗折强度，原料及重量配比为:
水泥20%?50% ；
掺合料5%?30% ；
细骨料30%?60% ；
微粉料4%?25% ；
超塑化剂1%?8% ；
保塑剂0%?0.5% ；
消泡剂0.2%?1% ；
水7%?10%。
[0011]其中，水泥为普通硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥或粉煤灰水泥，强度等级不低于42.5级；掺合料为S12含量大于93%，比表面积大于20000kg/m3的硅灰、二级粉煤灰或活性指数大于95%的矿渣粉；细骨料为石英砂、河砂或机制砂，粒径为0.16?2.50mm ;微细粉为300目?500目的石英粉或微矿粉；超塑化剂粉末为聚羧酸盐类或氨基磺酸盐类等混合物组成，减水率达到30%以上；保塑剂由磷酸盐、硫酸盐等混合物组成；所述消泡剂为有机硅消泡剂粉末、高级脂肪醇消泡剂粉末或聚醚类消泡剂中一种或几种混合物。
[0012]本发明还涉及上述活性粉末混凝土无配筋预制路面板的制作方法，其特征在于，包括如下步骤:
步骤一、路面板模具的预处理:用水性脱模剂均匀涂抹路面板模具；
步骤二、在路面板模具内安装水平钢丝网和吊装预埋件:按照相对位置关系，将上下两个水平钢丝网与四个吊装预埋件进行焊接固定，成为面板龙骨架，其中的两个水平钢丝网水平平行设置，四个吊装预埋件垂直于水平钢丝网平面，内螺纹套管的两端都穿过水平钢丝网平面，中间的锚板与水平钢丝网平面平行并位于两层水平钢丝网中间，将整个架体放入路面板模具内并固定；
步骤三、连接形成路面板龙骨架:将水平钢丝网和吊装预埋件连接形成路面板龙骨架，将整个架体放入路面板模具内并固定；
步骤四、制备混凝土:进行混凝土的制备，包括原材料的称重、混合与搅拌；
步骤五、活性粉末混凝土路面板的浇筑及成型:将步骤三得到的活性粉末混凝土一次浇注入模，使其均匀布料于路面板模具内，之后将装有活性粉末混凝土的模具放到高频振动台振动2?3分钟，使活性粉末混凝土体内的气体完全从混凝土表面逸出，最后用抹子收平表面，高频振动台的振动频率不少于50赫兹,振幅0.3mm?0.6mm ；
步骤六、路面板的养护:将成型的活性粉末混凝土路面板用塑料薄膜包住，水平吊装并放置于室内进行自然养护，室内自然养护温度不低于20°C，I天后拆模，在吊装预埋件上安装吊环螺栓，至此，路面板的制作完成。
[0013]优选的，所述步骤四中，混凝土为活性粉末混凝土，其具体制备方法为:将水泥、掺合料、微粉料、细骨料、超塑化剂等原料按照既定比例称量后，倒入搅拌机干拌0.5?3分钟，搅拌机转速不低于60转/分钟，然后放入水，搅拌3?5分钟后成为浆体，最后加入细骨料，再搅拌0.5?2分钟，搅拌均匀后备用，所得活性粉末混凝土的流动度为160?200_。
[0014]与现有技术相比，本发明的技术优势在于:
1、采用活性粉末混凝土制作，其力学性能与普通混凝土预制路面板有很大差别，混凝土抗压强度彡llOMpa，混凝土抗折强度彡15Mpa，单轮最大轮压13KN，最大承载力200KN，具有超高抗压、抗折强度，优异的耐久性，抗冲击、抗弯曲性能强；提高早期强度，混凝土自然养护I天后强度就大于60MPa，即可进行吊装，减少养护维修工作量；克服普通混凝土预制路面板强度不高，路面不耐磨，边角掉块，易折断等问题；
2、采用双层水平钢丝网和角部的四个上下贯通的吊装预埋件形成面板龙骨架，取代传统结构配筋，进一步增大了面板的整体强度，抗裂效果好，使路面板不配置受力钢筋及钢纤维的情况下，能满足最大承载力的要求；同时，使路面板的厚度大幅减小，一般为50?100_，仅是相同平面尺寸普通混凝土路面板的1/3?1/2，构件体型轻盈，解决了普通混凝土预制路面板构件体型笨重，安装、运输极不方便的问题，给预制、运输和现场施工带来方便，便于随时安装及拆卸；
3、制作方法简单，可工厂化批量生产，标准化制作，质量稳定可靠，成本低，路面板施工前不用预埋吊环螺栓，拆模后不用切割吊环螺栓，简化了施工工序；
4、采用转速不低于60转/分钟强制式搅拌机制备流动度为160?200mm的混凝土,采用频率不少于50赫兹，振幅0.3mm?0.6mm高频振动台成型路面板，并在室内温度不低于20°C的情况下自然养护，避免了路面板在现场制作过程中流动度过小造成浇筑困难，或流动度过大造成成型后吊装过程的构件厚度尺寸难以保证准确，从而造成生产质量不稳定、匀质性不好，影响其工程应用及施工质量的问题；
5、路面板两面均可使用，均可吊装，而且可重复利用，具有良好的经济效益。
[0015]综上，该产品技术性能优越，可广泛应用于临时建筑设施、抗震抢险等工程领域。适合于市政、桥梁工程，尤其是临时建筑物项目等路面铺装，在我国大规模的工程建设中具有广阔的应用前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本发明涉及的装配式预制无配筋活性粉末混凝土路面板的俯视图；
图2是图1中A-A剖面的剖面结构示意图；
图3是图1中B-B剖面的剖面结构示意图；
图4是本发明涉及的吊装预埋件3的整体结构的正视图；
图5是本发明涉及的吊装预埋件3的整体结构的俯视图；
图6是本发明涉及的吊装预埋件3与吊环螺栓4的连接关系示意图。
[0017]附图标记:1-路面板板体、2-水平钢丝网、3-吊装预埋件、31-内螺纹套管、32-挡件、4-吊环螺栓。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本
【发明内容】
进行进一步的解释说明。
[0019]如图1?图3，一种装配式活性粉末混凝土无配筋预制路面板，包括路面板板体1，其特征在于:所述路面板板体I的内部、靠近板体上下底面分别铺有一层水平钢丝网2 ;所述路面板板体I的四个转角处分别预埋一个垂直上下底面的吊装预埋件3，所述吊装预埋件3是套有挡件32的内螺纹套管31，挡件32位于上下两层水平钢丝网2的中间，用于卡固内螺纹套管31，可以是水平设置、中间开有套管预留孔的锚板，也可以由中间的圆环和辐射状焊接于圆环周围的挡杆组成。如图4、图5和图6，本实施例中吊装预埋件3的挡件32是水平设置、中间开有套管预留孔的正方形锚板，锚板可以为金属材料的为圆形板、三角板或矩形板，锚板的板平面水平，设在两层水平钢丝网之间。内螺纹套管31穿过上下两层水平钢丝网并贯通整个路面板板体2，且一头与吊环螺栓4进行螺纹连接。如图6，所述内螺纹套管31的一个或两个端部与吊环螺栓4底部的螺栓进行螺纹连接，吊环螺栓露在面板的外面且底部与路面板板面接触。路面板可两面进行吊装，两面均可使用。本实施例中，吊装预埋件3中内螺纹套管内径1mm,外径20mm,高度50?100mm,正方形锚板边长50mm,厚Imm，所述水平钢丝网2距活性粉末混凝土板的上下底面的距离为1.5?3mm，所述路面板的厚度为50?100mm，是相同平面尺寸普通混凝土路面板的1/3?1/2。
[0020]本实施例涉及的路面板板体I为活性粉末混凝土板，活性粉末混凝土可大幅提高路面板力学性能，尤其是抗压强度、抗折强度，其活性粉末混凝土采用以下原料及优化配t匕，活性粉末混凝土的原料及重量配比为:
水泥20%?50% ；
掺合料5%?30% ；
细骨料30%?60% ；
微粉料4%?25% ；
超塑化剂1%?8% ；
保塑剂0%?0.5% ；
消泡剂0.2%?1% ；
水7%?10%。
[0021]其中，水泥为普通硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥或粉煤灰水泥，强度等级不低于42.5级；掺合料为S12含量大于93%，比表面积大于20000kg/m3的硅灰、二级粉煤灰或活性指数大于95%的矿渣粉；细骨料为石英砂、河砂或机制砂，粒径为0.16?2.50mm ;微细粉为300目?500目的石英粉或微矿粉；超塑化剂粉末为聚羧酸盐类或氨基磺酸盐类等混合物组成，减水率达到30%以上；保塑剂由磷酸盐、硫酸盐等混合物组成；所述消泡剂为有机硅消泡剂粉末、高级脂肪醇消泡剂粉末或聚醚类消泡剂中一种或几种混合物。
[0022]本发明还涉及一种上述的活性粉末混凝土无配筋预制路面板的制作方法，其特征在于，包括如下步骤:
步骤一、路面板模具的预处理:用水性脱模剂均匀涂抹路面板模具；
步骤二、在路面板模具内安装水平钢丝网2和吊装预埋件3:按照相对位置关系，将上下两个水平钢丝网2与四个吊装预埋件3进行焊接固定，成为面板龙骨架，其中的两个水平钢丝网2水平平行设置，四个吊装预埋件3垂直于水平钢丝网平面，内螺纹套管31的两端都穿过水平钢丝网平面，中间的锚板32与水平钢丝网平面平行并位于两层水平钢丝网中间，将整个架体放入路面板模具内并固定； 步骤三、连接形成路面板龙骨架:将水平钢丝网和吊装预埋件连接形成路面板龙骨架，将整个架体放入路面板模具内并固定；
步骤四、制备混凝土:进行混凝土的制备，包括原材料的称重、混合与搅拌；本次实施例中选用活性粉末混凝土:将水泥、掺合料、微粉料、细骨料、超塑化剂等原料按照既定比例称量后，倒入搅拌机干拌0.5?3分钟，转速不低于60转/分钟，然后放入水，搅拌3?5分钟后成为浆体，然后加入细骨料，再搅拌0.5?2分钟，将混凝土搅拌均匀备用，制备的混凝土流动度为160?200_ ；
步骤五、活性粉末混凝土路面板的浇筑及成型:将步骤三得到的活性粉末混凝土一次浇注入模，使其均匀布料于路面板模具内，之后将装有活性粉末混凝土的模具放到高频振动台振动2?3分钟，使活性粉末混凝土体内的气体完全从混凝土表面逸出，最后用抹子收平表面；高频振动台的振动频率不少于50赫兹,振幅0.3mm?0.6_。
[0023]步骤六、路面板的养护:将成型的活性粉末混凝土路面板用塑料薄膜包住，水平吊装并放置于室内进行自然养护，室内自然养护不低于20°C。I天后拆模，在吊装预埋件上安装吊环螺栓4，至此，路面板的制作完成。
【权利要求】
1.一种装配式活性粉末混凝土无配筋预制路面板，包括路面板板体(I)，其特征在于:所述路面板板体(I)的内部、靠近上下底面分别铺有一层水平钢丝网(2);所述路面板板体(O的四个转角处分别预埋一个竖向贯通路面板板体(I)的吊装预埋件(3)，所述吊装预埋件(3)是套有挡件(32)的内螺纹套管(31)，所述内螺纹套管(31)穿过上下两层水平钢丝网，且一头与吊环螺栓(4)进行螺纹连接；所述挡件(32)水平设于上下两层水平钢丝网(2)的中间。
2.根据权利要求1所述的装配式活性粉末混凝土无配筋预制路面板，其特征在于:所述路面板板体(I)为活性粉末混凝土板体。
3.根据权利要求2所述的装配式活性粉末混凝土无配筋预制路面板，其特征在于:所述挡件(32)是开有预留孔的水平锚板，或周围有辐射状挡杆的水平圆环。
4.根据权利要求3所述的装配式活性粉末混凝土无配筋预制路面板，其特征在于:所述水平锚板为金属材料的圆形板、三角板或矩形板。
5.根据权利要求2所述的装配式活性粉末混凝土无配筋预制路面板，其特征在于:所述路面板板体(I)的厚度为50?100mm。
6.根据权利要求2所述的装配式活性粉末混凝土无配筋预制路面板，其特征在于:所述活性粉末混凝土板体由活性粉末混凝土浇筑而成，所述活性粉末混凝土的组分及重量配比为: 水泥20%?50% ； 掺合料5%?30% ； 细骨料30%?60% ； 微粉料4%?25% ； 超塑化剂1%?8% ； 保塑剂0%?0.5% ； 消泡剂0.2%?1% ； 水7%?10%。
7.根据权利要求6所述的装配式活性粉末混凝土无配筋预制路面板，其特征在于:所述活性粉末混凝土的原料中，水泥为普通硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥或粉煤灰水泥，强度等级不低于42.5级；掺合料为s12含量大于93%,比表面积大于20000kg/m3的娃灰、二级粉煤灰或活性指数大于95%的矿渣粉；细骨料为石英砂、河砂或机制砂，粒径为0.16?.2.50mm ;微细粉为300目?500目的石英粉或微矿粉；超塑化剂粉末为聚羧酸盐类或氨基磺酸盐类等混合物组成，减水率达到30%以上；保塑剂由磷酸盐、硫酸盐等混合物组成；所述消泡剂为有机硅消泡剂粉末、高级脂肪醇消泡剂粉末或聚醚类消泡剂中一种或几种混合物。
8.一种根据权利要求1?7任意一项所述的活性粉末混凝土无配筋预制路面板的制作方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤一、模具的预处理:用水性脱模剂均匀涂抹路面板模具； 步骤二、在路面板模具内布设安装水平钢丝网(2)和吊装预埋件(3):按照相对位置关系，将上下两个水平钢丝网(2)与四个吊装预埋件(3)进行焊接固定， 步骤三、连接形成路面板龙骨架:将水平钢丝网(2)和吊装预埋件(3)连接形成路面板龙骨架，将整个架体放入路面板模具内并固定； 步骤四、制备混凝土:进行混凝土的制备，包括原材料的称重、混合与搅拌； 步骤五、活性粉末混凝土路面板的浇筑及成型:将步骤三得到的活性粉末混凝土一次浇注入模，使其均匀布料于路面板模具内，之后将装有活性粉末混凝土的模具放到高频振动台振动2?3分钟，使活性粉末混凝土体内的气体完全从混凝土表面逸出，最后用抹子收平表面，高频振动台的振动频率不少于50赫兹,振幅0.3mm?0.6mm ； 步骤六、路面板的养护:将成型的活性粉末混凝土路面板用塑料薄膜包住，水平吊装并放置于室内进行自然养护，室内自然养护温度不低于20°C，I天后拆模，在吊装预埋件上安装吊环螺栓(4)，至此，路面板的制作完成。
9.根据权利要求8所述的活性粉末混凝土无配筋预制路面板的制作方法，其特征在于，所述步骤四中，混凝土为活性粉末混凝土，其具体制备方法为:将水泥、掺合料、微粉料、细骨料、超塑化剂等原料按照既定比例称量后，倒入搅拌机干拌0.5?3分钟，搅拌机转速不低于60转/分钟，然后放入水，搅拌3?5分钟后成为浆体，最后加入细骨料，再搅拌.0.5?2分钟，搅拌均匀后备用，所得活性粉末混凝土的流动度为160?200_。
【文档编号】E01C5/08GK104294728SQ201410483774
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月22日 优先权日:2014年9月22日
【发明者】廖娟, 张涛, 王冬艳, 李景芳, 戢文占, 张楠, 王宝华, 张东华 申请人:中国建筑股份有限公司