超高性能水泥基槽型型材的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种超高性能水泥基槽型型材，是一种装配式水泥基槽型型材，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槽型型材。
【背景技术】
[0002] 普通混凝±由于强度低脆性大，制成的结构构件截面大，施工便捷性差，所W尚未 出现类似于钢结构型材运样轻巧便捷的装配式型材构件。超高性能水泥基复合材料的出现 使装配式水泥基型材成为可能。超高性能水泥基复合材料通过纤维增强配筋等技术，使超 高性能水泥基型材取得类似型钢的材料构件性能，应用于装配式建筑的梁、柱、粧等结构， 使建筑物具有类似于钢结构的建造速度，但拥有高于钢结构型材的耐腐蚀耐火性能。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种由超高性能水泥基复合材料诱筑的超高性能水泥基槽 型型材，该水泥基槽型型材的高度尺寸设为H、腿宽尺寸设为B、腰厚尺寸设为D、平均腿厚 度设为t、腰端圆弧半径设为R、腿端圆弧半径设为Ri时，满足：H/B = 0. 8~3 ;D/B = 0. 1~ 0. 5 ;t/H = 0. 05 ~0. 5 ;R/B = 0. 05 ~0. 5 ;Ri/t = 0. 1 ~0. 5。
[0004] 如上所述的超高性能水泥基槽型型材，其特征在于横截面H可W随着型材长度L 发生变化，满足H = k ? L+H。，成为变截面型材，其中，k《0. 5, H。为型材的初始高度。
[0005] 如上所述的超高性能水泥基槽型型材，其特征在于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 依照本发明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=种；
[0006]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% ;
[0007] 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；
[0008] 1)所述理想堆积曲线公式为：
[000引 Psd= A+(IOO-A) ? (d/D max)。/26;
[0010] 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，D m。、为颗粒的最 大粒径；
[0011] 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：
[001引 当 h《220mm 时，A = 5 ? h/h0，
[001 引 当 h > 220mm 时，A = 5 ? Q-h) Ao,
[0014] 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 ;
[0015] 2)胶凝材料各组分的粒径累计分布曲线：
[0016] 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);
[0017] 3)数值分析计算如下：
[0018] 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Xb.，且满足 XcG[0. 250, 0. 875]、狂Sf巧fa+XjG[0. 125, 0. 750]、Xc巧Sf巧fa+Xbs= 1 ;
[0019] 设定混合后胶凝材料的粒径累计分布曲线为：
[0020] P=Xcf。(d)+XsffSf(d)+Xfaffa(d)+Xbsfbs(d)，
[0021] 对各组分的体积分数Xc、Xsf、Xfa和XbsW0.OOl~0.Ol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。、Xgf、Xf。和XJt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；
[0022] 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；
[0023] 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；
[0024] 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：
[00巧]巧落度GB/T50080 : ^IOmm；
[0026]或扩展度GB/T50080:> 450mm;
[0027] 只有在高流动度即巧落度> 220mm时才测试扩展度，此时混凝±流动性W扩展度 为准；
[002引材料硬化后性能如下：
[0029] 抗压强度，标准养护28d:^ITOMPao
[0030] 进行热处理养护时，可W提高材料的抗压强度。热处理方法为：凝固后在20±2°C 下静置2~24小时，然后在85±5°C下静置24~48小时。进行热处理后材料的抗压强度 ^ 220MPa〇
[0031] 根据权利要求3所述的超高性能水泥基复合材料，其特征在于，所述纵坐标依最 大值100%等分选取，至少取5个值。
[0032] 作为优选的技术方案：
[0033] 如上所述的超高性能水泥基复合材料，其特征在于，所述的W/B为0. 12至0. 28。
[0034] 如上所述的超高性能水泥基复合材料，其特征在于，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/T 27690 ;所述粉煤灰符合《用于 水泥和混凝±的粉煤灰》GB/T 1596 ;所述矿粉符合《用于水泥和混凝±中的粒化高炉矿渣 粉》GB/T 18046;水符合《混凝±用水标准》JGJ 63。
[0035] 如上所述的超高性能水泥基复合材料，其特征在于，所述超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 %。
[0036] 如上所述的超高性能水泥基复合材料，其特征在于，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%。
[0037] 如上所述的超高性能水泥基复合材料，其特征在于，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。
[0038] 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。
[0039] 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];
[0040] 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；
[0041] 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；
[0042] 1)所述堆积曲线公式为：
[004引PsdA=b+(l00-b) ? (dA/DAmax)"/2e;
[0044] 其中，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；
[0045] 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：
[0046]当 h《220mm 时，b = 5 ? h/h〇，
[0047]当 h > 220mm 时，b = 5 ? Q-h) A〇，
[0048] I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;
[0049] 2)各种骨料的颗粒累计分布曲线：
[0050] 对骨料中所需的砂和石子经筛分测试得到各自的累计分布曲线f.m(d)和t"(d); [005d fsm(d)为 m# 级配砂，m = I ~5 ;
[005引fm(d)为n#级配石子，n=1~5 ;当不需要石子时，则不考虑石子的累计分布曲 线；
[0053] 3)数值分析计算如下：
[0054] 设m#级配砂占骨料总量的体积分数为X,m、和n#级配石子占骨料总量的体积分数 为 XfD,且满足 E Xsm+ E Xrn = 1 ;
[00巧]设定混合后骨料的粒径累计分布曲线为：
[0056] Pa= X Xsmfsm (d) +X Xrnfrn (d);
[0057] 对各组分的体积分数X,m和Xf。Wo. OOl~0. 05为步长，在各自的取值范围内穷举 计算Pa,比较曲线Pa和P gdA，计算相同纵坐标所对应的横坐标粒径dA的标准差，取标准差最 小的Xgm和X f。值作为骨料的各组分配比分数。
[0058] 如上所述的超高性能水泥基复合材料，所述纵坐标依最大值100%等分选取，至少 取5个值。
[0059] 如上所述的超高性能水泥基复合材料，所述细骨料的细度模数为2. 4~2. 8。
[0060] 如上所述的超高性能水泥基复合材料，所述碎石为玄武岩或花岗岩。
[0061] 如上所述的超高性能水泥基复合材料，所述超高性能水泥基