[發明專利]一種加固水下混凝土結構的超高性能混凝土及制備方法

有效

• 申請號: 201910081294.8
• 申請日: 2019-01-28
• 公開（公告）號: CN109592947B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 水亮亮;馬骉;鄭曉光;吳立報;陳亞杰
• 申請（專利權）人: 上海市政工程設計研究總院(集團)有限公司;上海市政工程設計科學研究所有限公司
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B111/74
• 代理公司: 上海世圓知識產權代理有限公司 31320
• 代理人: 陳穎潔

本發明屬先進土木工程材料技術領域，具體涉及一種加固水下混凝土結構的超高性能混凝土及制備方法，本發明采用的原材料有水泥、礦粉、粉煤灰、硅灰、膨脹劑、石英砂、石英粉、石灰石粉、鋼纖維、粘度調節劑、減水劑、消泡劑及水，將上述原材料按一定重量比稱取后，先將干物料一并加入強制攪拌鍋內預拌均勻，隨后再將水或混有減水劑及消泡劑的水也加入鍋內，繼續攪拌，待拌合物呈均勻流態狀時加入鋼纖維，由此獲得本發明產品。本發明具有制備方法簡便，發明產品工作性好、水陸強度比高及與普通混凝土水下粘結性能好等優點，可用于水下混凝土結構的加固，進而提高結構的承載力與耐久性。

技術領域

本發明屬先進土木工程材料技術領域，具體涉及一種加固水下混凝土結構的超高性能混凝土及制備方法。

背景技術

橋梁作為跨越江河湖海等的重要構筑物，給車輛與行人的通過帶來的巨大的便利，在其服役期間，橋梁下部結構的橋墩易受水蝕、凍融及碰撞等因素產生一定的缺陷，進而導致其承載力和耐久性降低，威脅著上部結構的安全使用。大量統計結果表明，水位變化區(即干濕交替變化區)為橋墩最易產生缺陷的部位，為了修補這些缺陷，提高橋墩承載力與耐久性，常采用增大截面法對缺陷部位進行加固。因此，不可避免的涉及到水下混凝土結構的加固，可采用的方法包括圍堰排水后加固及水下灌注抗分散混凝土法加固，前者雖然加固效果較好，但施工周期長且費用高，而后者的加固效果受施工工藝及水下抗分散混凝土性能的影響較大，一般水下抗分散混凝土與受損部位的混凝土黏結性能較差，加固效果一般。

超高性能混凝土(UltraHighPerformanceConcrete，簡稱UHPC)是一種具備超高強度、超高韌性及高耐久性的新型水泥基復合材料，目前主要應用于正交異性鋼橋面的鋪裝，該技術可有效提高鋼橋面剛度，進而有望解決正交異性鋼橋面系鋼結構疲勞開裂和鋪裝層頻繁破損兩大難題。已有研究表明，超高性能混凝土與普通混凝土的粘結性能優異，加之其超高的力學性能及耐久性能，若能進一步提高其水下抗分散性能，其將是一種理想的水下混凝土結構加固修補材料。

發明內容

本發明的目的在于提供一種加固水下混凝土結構的超高性能混凝土，該發明產品具有水陸強度比高，且與普通混凝土水下粘結性能優異等優點。

為實現上述目的，本發明的技術方案如下：一種加固水下混凝土結構的超高性能混凝土，其特征在于所述超高性能混凝土的組分包括水泥、礦粉、粉煤灰、硅灰、膨脹劑、石英砂、石英粉、石灰石粉、鋼纖維、粘度調節劑、減水劑、消泡劑及水，各原材料的重量比為：

本發明中，所述水泥為硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥中的一種，其強度等級為42.5級或52.5級中的一種。

本發明中，所述礦粉為S95級或S105級中的一種。

本發明中，所述粉煤灰為一級粉煤灰。

本發明中，所述硅灰的比表面積≥20000m²/kg，且二氧化硅含量≥90％。

本發明中，所述膨脹劑為硫鋁酸鈣類膨脹劑，且優選電氣化學工業株式會社生產的HP-CSA型產品。

本發明中，所述石英砂的細度為20～30目，所述石英粉的細度為120-200目。

本發明中，所述石灰石粉由細度為400目及1250目的石灰石粉按6:4的質量比混合而成。

本發明中，所述鋼纖維長度為6～25mm，直徑為0.10-0.30mm，抗拉強度≥2500MPa，鋼纖維類型為長直形或端鉤形中的一種或兩種纖維的混合。

本發明中，所述粘度調節劑為羥丙基甲基纖維素醚，其黏度值為8000MPa·s或40000MPa·s。

本發明中，所述減水劑為聚羧酸系減水劑，減水率不低于25％。

本發明中，所述消泡劑為醚類消泡劑。