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/D_r/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，D_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/h。， 当h> 220mm时，A= 5 · (l_h) /h0， 1为扩展度设计值，h为坍落度设计值，h。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 (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。、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XfJP矿粉占胶凝材料总量的体积分数为Xbs，且满足 XCG[〇· 250, 0· 875]、（Xsf+Xfa+Xbs)G[〇· 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X。、Xsf、XfJPXbsW0. 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、1和XJI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 :彡 10mm; 或扩展度GB/T50080 :彡 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:彡170MPa。2. 根据权利要求1所述的超高性能水泥基桥面板，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；所述的W/B为0. 12至0. 28 ;所述水泥符合国标《通用硅酸 盐水泥》GB175 ;所述硅灰符合《砂浆和混凝土用硅灰》GB/T27690 ;所述粉煤灰符合《用于 水泥和混凝土的粉煤灰》GB/T1596 ;所述矿粉符合《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣 粉》GB/T18046 ;水符合《混凝土用水标准》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%以上的减水剂，掺量 为所述胶凝材料质量的〇. 5%~5%，消泡剂掺量为胶凝材料的0. 08%~2 %，增稠剂掺量 为胶凝材料的〇. 005 %~0. 5 %，缓凝剂掺量为水泥材料0. 005 %~1. 5 %，减缩剂掺量为胶 凝材料的〇. 1 %~5%。3. 根据权利要求2所述的超高性能水泥基桥面板，其特征在于，所述减水剂的减水率 为30 %以上，掺量为所述胶凝材料质量的0. 8 %~3 %。4. 根据权利要求1所述的超尚性能水泥基桥面板，其特征在于，所述超尚性能水泥基 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.lg/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.lg/cm3;表观密度为 1. 8 ~3.Og/cm3; 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，以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： PsdA=b+(l〇〇-b) · (dA/DAnax) π/2β； 其中，PsdA为骨料颗粒通过筛孔的百分比，b为骨料经验常数，dA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坍落度或扩展度要求通过公式确 定： 当h< 220mm时，b= 5 ·h/h。， 当〉220mm时，b= 5 · (l_h) /h0， 1为扩展度设计值，h为坍落度设计值，h。为坍落度桶的高度300mm; 2) 各种骨料的颗粒累计分布曲线： 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fsni(d)和fm(d); fsm(d)为m#级配砂，m= 1~5 ; f；n(d)为n#级配石子，η= 1~5 ;当不需要石子时，则不考虑石子的累计分布曲线； 3)数值分析计算如下： 设m#级配砂占骨料总量的体积分数为Xsni、和n#级配石子占骨料总量的体积分数为X^，且满足； 设定混合后骨料的粒径累计分布曲线为： PA= 2Xsmfsm(d) + 2Xrnfrn(d); 对各组分的体积分数Xsni和X^以0. 001~0. 05为步长，在各自的取值范围内穷举计算PA，比较曲线pjpPsdA，计算相同纵坐标所对应的横坐标粒径4的标准差，取标准差最小的 xsni和X?值作为骨料的各组分配比分数。5. 根据权利要求4所述的超高性能水泥基桥面板，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；所述细骨料的细度模数为2. 4~2. 8 ;所述碎石为玄武岩或 -H-* lJj山. 化冈石。6. 根据权利要求1所述的超尚性能水泥基桥面板，其特征在于，所述超尚性能水泥基 复合材料中还添加纤维，所述纤维为钢纤维或非金属纤维，非金属纤维为聚乙烯醇纤维、聚 乙烯纤维、聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、聚酯纤维、尼龙纤维、纤维素纤维、碳纤维、玻璃纤维 或玄武岩纤维，占所述超高性能水泥基复合材料体积的0. 05%~5% ;所述纤维的直径为 15~1000μm，纤维长度为1~100mm。7. 根据权利要求1所述的超尚性能水泥基桥面板，其特征在于，所述超尚性能水泥基 桥面板中间段（1)和两侧加强段（2)采用钢筋、钢绞线或者纤维复合筋进行配筋，中间段 (1)配筋率1 %~10 %，两侧加强段（2)配筋率5 %~15 % ;所述钢筋、钢绞线屈服强度 多400MPa;所述纤维复合筋抗拉强度多800MPa;所述纤维复合筋米用有机合成纤维、玻璃 纤维、碳纤维、玄武岩纤维的一种或几种组合与树脂制成。8. 根据权利要求1所述的超尚性能水泥基桥面板，其特征在于，所述超尚性能水泥基 桥面板中间段（1)横筋（S4)和两侧加强段（2)横筋（S5)搭接长度大于1. 5B1;搭接部分采 用绑扎或焊接方法连接。9. 根据权利要求1所述的超尚性能水泥基桥面板，其特征在于，所述超尚性能水泥基 桥面板自重彡240kg/m2。
【专利摘要】本发明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。
【IPC分类】C04B28/04, E01D19/12, E01D101/26
【公开号】CN105254249
【申请号】CN201510713619
【发明人】赵正
【申请人】上海罗洋新材料科技有限公司
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年10月28日