[發(fā)明專(zhuān)利]一種超高性能混凝土蜂窩結(jié)構(gòu)復(fù)合井蓋及其制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510588393.7
• 申請(qǐng)日: 2015-09-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105089077B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙筠
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 江西貝融新型建材股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): E02D29/14
• 分類(lèi)號(hào): E02D29/14;B28B23/02
• 代理公司: 江西省專(zhuān)利事務(wù)所36100
• 代理人: 胡里程

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種超高性能混凝土（UHPC）蜂窩結(jié)構(gòu)復(fù)合井蓋，尤其是一種超高性能混凝土與混凝土復(fù)合的井蓋。

背景技術(shù)

超高性能混凝土（UHPC）定義與發(fā)展歷程

超高性能混凝土（Ultra-High Performance Concrete，簡(jiǎn)稱(chēng)UHPC），因?yàn)橐话阈钃饺脘摾w維或高強(qiáng)聚合物纖維，也被稱(chēng)作超高性能纖維增強(qiáng)混凝土（Ultra-High Performance Fibre Reinforced Concrete，簡(jiǎn)稱(chēng)UHPFRC）。UHPC不同于傳統(tǒng)的高強(qiáng)混凝土（HSC）和鋼纖維混凝土（SFRC），也不是傳統(tǒng)意義“高性能混凝土（HPC）”的高強(qiáng)化，而是性能指標(biāo)明確的新品種水泥基結(jié)構(gòu)工程材料。1999年清華大學(xué)覃維祖教授等發(fā)表文章“一種超高性能混凝土－活性粉末混凝土”最早介紹了UHPC，至今在中國(guó)仍然較多地使用“活性粉末混凝土（簡(jiǎn)稱(chēng)RPC）”名稱(chēng)。RPC是法國(guó)一個(gè)公司的專(zhuān)利產(chǎn)品名稱(chēng)，宣傳介紹較多而廣為人知。1994年法國(guó)學(xué)者De Larrard等將這類(lèi)新材料稱(chēng)作UHPC，由于UHPC或UHPFRC名稱(chēng)沒(méi)有商業(yè)色彩，且能更好表達(dá)這種水泥基材料或混凝土的優(yōu)越性能，逐步被廣泛接受和采用。

UHPC較有代表性的定義或需要具備的特性如下：是一種組成材料顆粒的級(jí)配達(dá)到最佳的水泥基復(fù)合材料；水膠比小于0.25，含有較高比例的微細(xì)短鋼纖維增強(qiáng)材料；抗壓強(qiáng)度不低于150MPa；具有受拉狀態(tài)的韌性，開(kāi)裂后仍保持抗拉強(qiáng)度不低于5MPa（法國(guó)要求7MPa）；內(nèi)部具有不連通孔結(jié)構(gòu)，有很高抵抗氣、液體浸入的能力，與傳統(tǒng)混凝土和高性能混凝土（HPC）相比，耐久性可大幅度提高。

UHPC屬于現(xiàn)代先進(jìn)材料，創(chuàng)新了水泥基材料（混凝土或砂漿）與纖維、鋼材（鋼筋或高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力鋼筋）的復(fù)合模式，大幅度提高了纖維和鋼筋在混凝土中的強(qiáng)度利用效率，使水泥基結(jié)構(gòu)材料的全面性能發(fā)生了跨越式進(jìn)步。使用UHPC可以建造輕質(zhì)高強(qiáng)和高韌性的結(jié)構(gòu)，徹底改變混凝土結(jié)構(gòu)“肥梁胖柱”狀態(tài)；其結(jié)構(gòu)所擁有的耐久性和工作壽命，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越鋼、鋁、塑料等其它所有結(jié)構(gòu)材料。

UHPC在上世紀(jì)七十年代末起源于丹麥，八、九十年代在歐洲進(jìn)行了比較系統(tǒng)深入的研究，并開(kāi)始在小型工程和制品上應(yīng)用。進(jìn)入本世紀(jì)，在歐美、日韓等許多國(guó)家均將UHPC作為新型、未來(lái)的或戰(zhàn)略性工程材料進(jìn)行研究與發(fā)展，法國(guó)和日本率先制定了設(shè)計(jì)指南。目前，UHPC的配制、生產(chǎn)、施工和預(yù)制技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，結(jié)構(gòu)性能與設(shè)計(jì)規(guī)范正處于發(fā)展完善過(guò)程，工程結(jié)構(gòu)與制品的應(yīng)用不斷取得新進(jìn)展，定期舉辦國(guó)際UHPC／UHPFRC研討會(huì)進(jìn)行學(xué)術(shù)交流。

UHPC的制備與增強(qiáng)、增韌原理

上世紀(jì)七十年代初的一些試驗(yàn)研究證實(shí)，提高水泥凈漿的密實(shí)度，可以有效提高強(qiáng)度。丹麥學(xué)者H.H. Bache教授發(fā)展的DSP（Densified System with ultra-fine Particles）理論，即：用充分分散的超細(xì)顆粒（硅灰）填充在水泥顆粒堆積體系的空隙中，實(shí)現(xiàn)顆粒堆積致密化。借助高效減水劑的分散作用，硅灰顆粒填充占據(jù)了水泥顆粒間的空隙即大量原本是水填充的空間，從而大幅度減小固體顆粒堆積的空隙率以及漿體的需水量，DSP體系可以使水膠比降低到0.10~0.20的超低水平。使用高強(qiáng)骨料，DSP基體混凝土的抗壓強(qiáng)度可以達(dá)到280MPa，但脆性非常大；同時(shí)使用鋼纖維增強(qiáng)增韌（即UHPC），抗壓強(qiáng)度可達(dá)到400MPa（常溫養(yǎng)護(hù)）。后來(lái)再進(jìn)一步，法國(guó)使用高壓成型和高溫高壓（壓蒸）養(yǎng)護(hù)的活性粉末混凝土（RPC），最高抗壓強(qiáng)度達(dá)到了800MPa。

高密實(shí)的DSP基體與鋼纖維界面的密實(shí)度也非常高，界面粘結(jié)強(qiáng)度得以大幅度提高，使鋼纖維在DSP基體中提高抗拉、抗彎、抗裂與增韌作用得到充分的發(fā)揮。

用DSP理論配制超高強(qiáng)度混凝土，是混凝土技術(shù)的一個(gè)重大突破。同時(shí)期出現(xiàn)的MDF水泥（Macro Defect Free，宏觀無(wú)缺陷水泥，用聚合物填充水泥漿孔隙和裂縫），SIFCON（Slurry Infiltrated Fibre Concrete，預(yù)填鋼纖維灌注水泥細(xì)砂漿的混凝土），也可以獲得很高的材料強(qiáng)度和韌性，但是前者需要輥壓或擠壓成型，后者難以使鋼纖維形成三維堆積，在應(yīng)用上受到很大制約，至今只能用于制作小型制品。DSP理論實(shí)現(xiàn)更高的密實(shí)度，只需要選擇適宜優(yōu)質(zhì)原材料和進(jìn)行配合比優(yōu)化，不需要使用特殊的工藝方法，用傳統(tǒng)攪拌設(shè)備和振動(dòng)密實(shí)方法，就能生產(chǎn)與成型。因此，基于DSP理論配制的UHPC，較快地進(jìn)入了實(shí)用階段。