[發明專利]一種粘結增強改性材料及其在鋼混組合橋面板濕接縫混凝土中的應用

在審

• 申請號: 202010777020.5
• 申請日: 2020-08-05
• 公開（公告）號: CN111892329A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 王懷才;楊建波;王麗靜;丁春燕
• 申請（專利權）人: 湖北長江路橋股份有限公司
• 主分類號: C04B24/42
• 分類號: C04B24/42;C04B24/38;C04B28/04;E01D19/06;E01D19/12;C04B18/14
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明;官群

本發明涉及一種粘結增強改性材料及其在鋼混組合橋面板濕接縫混凝土中的應用，所述粘結增強改性材料按質量百分數計由以下組分組成：膨脹組分55～70％，硅灰20～35％，早強組分0～2.5％，增粘增韌組分1.8～5％，減水組分1～3％，減縮組分0.5～2.0％，增粘保水組分0～0.25％，消泡劑0～1％。本發明的粘結增強改性材料解決了濕接縫混凝土自身開裂、新老混凝土界面開裂，早期張拉徐變較大、新老混凝土粘結強度較低的問題，適用于對新老混凝土界面粘結和收縮徐變性能有較高要求的濕接縫工程。

技術領域

本發明涉及建筑材料技術領域，特別涉及一種粘結增強改性材料及其在鋼混組合橋面板濕接縫混凝土中的應用。

背景技術

鋼混組合橋梁采用預制混凝土橋面板與現澆濕接縫的方式與鋼梁通過抗剪連接件連接成組合梁，是一種易于實現快速拼裝的高性能橋梁結構形式，符合國家橋梁建設預制化、標準化、工業化和產業化的要求。橋面板縱橫向濕接縫是保證主梁結構整體性形成的關鍵部位，對橋面板之間力的傳遞以及荷載的分布起著十分重要的作用。但濕接縫又是鋼混凝土組合梁橋最易出現病害的部位之一，這主要是因為濕接縫混凝土普遍存在本體開裂或者結合面開裂的問題，導致橋梁內部滲水，影響結構耐久性。雖然現澆濕接縫結構已在先簡支后連續橋梁、拓改拼寬橋梁、節段預制拼裝橋梁、鋼混組合梁橋等多種形式橋梁中得到廣泛應用，但實際工程中濕接縫的開裂和滲水現象迄今尚未得到完全解決，這是濕接縫設計與施工亟待解決的關鍵問題。因此，開發具有抗開裂、高粘結強度的高性能濕接縫混凝土材料，對保證與提升裝配式橋梁的質量具有十分重要的意義。

鋼混組合梁施工中，首先，為減少混凝土收縮徐變對結構的不利影響，設計要求預制混凝土橋面板澆筑完后存放不少于6個月，由此導致后澆濕接縫與先澆橋面板混凝土之間存在較長時間的齡期差，因此二者存在較大的收縮變形差。其次，后澆濕接縫與先澆預制橋面板之間存在新老混凝土的結合面。該結合面區域存在一個類似于混凝土中骨料與水泥石之間的界面過渡區，是一個薄弱環節。在這個結合面區域，由于混凝土的親水性，會在老混凝土表面形成水膜，使結合面處新混凝土的局部水膠比高于其本體中的水膠比，導致結合面處的水泥水化產物以膠結能力較弱的針棒狀鈣礬石和六方片狀、板狀氫氧化鈣這些晶體為主，水化硅酸鈣凝膠為輔，且晶體尺寸大，氫氧化鈣取向性生長，降低界面強度。由于老混凝土的阻礙，新混凝土中的泌水和氣泡易積聚在老混凝土表面，使得結合面區域的新混凝土局部水膠比更高，孔隙率也高，大孔和微裂縫在該區富集，顯著降低界面強度。上述效應也稱之為混凝土新老結合面高水膠比效應，該效應的產生將大大降低濕接縫混凝土與預制橋面板之間的粘結強度。濕接縫采用常規混凝土其收縮徐變較大，抗拉和韌性較差，與老混凝土的界面粘結強度不高，導致在施工期外界環境變化或運行期外荷載作用下，濕接縫混凝土普遍存在本體開裂或者接合面開裂的問題，從而引起橋梁內部滲水。因此，為有效控制濕接縫混凝土本體及與老混凝土結合面的開裂，需要保證濕接縫與預制橋面板變形的協調及良好的界面粘結性能。第三，由于工期要求，需要盡早(混凝土澆筑完成后7d甚至3～5d)張拉預應力，按照設計要求，張拉時濕接縫混凝土抗壓強度需達到設計強度的90％，彈性模量不低于28d彈性模量設計值的90％，由此對濕接縫混凝土的早期收縮徐變提出了嚴格要求。目前普遍認為，加載齡期較早的混凝土徐變較大，會導致結構較大的應力松弛，加載前混凝土養護越差，強度越低，徐變越大，反之亦然。因此，濕接縫混凝土需要提高早期強度以適應早期張拉的需求，但要控制混凝土的早期徐變。

綜上所述，預制橋面板濕接縫高性能混凝土材料應具有較高的新老混凝土粘結強度、良好的抗裂性能、較高的早期強度和較低的收縮徐變等綜合性能。為制備滿足上述性能要求的濕接縫混凝土，開發一種具有多功能的專用粘結增強改性材料，將具有很強的實用價值。

發明內容