專利名稱：一種用于早期張拉預應力結構混凝土的功能型摻合料及其用途的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于早期張拉預應力結構混凝土的功能型摻合料。
背景技術：
高速鐵路橋梁的主要功能是為高速列車提供平順、穩定的橋上線路，確保運營安全和乘坐舒適；橋梁應具有足夠的豎向、橫向、縱向和抗扭剛度，使結構的各種變形很??； 避免結構出現車橋共振或過大振動。由于橋梁節省土地資源、質量容易控制等突出特點，以橋帶路的設計理念已經被廣泛應用于高速鐵路與客運專線的設計中。高架、長橋、大跨度橋梁多，橋梁比例大是我國高速鐵路的典型特征之一。以京滬高速鐵路為例，全線正線長度 1318公里，正線橋梁247座，延長1059. 351公里，占線路全長的80. 4%，其中箱梁31034孔， 各種特殊結構397座。京滬沿線約96%的簡支箱梁采用梁場預制、架橋機架設的施工方法， 另有397處特殊橋梁和1000余孔梁采用橋位灌筑的施工方法?；炷潦侨祟惤顝V泛使用的建筑材料，也是當前最大宗的人造材料。與其他常用建筑材料相比，水泥混凝土生產能耗低，原料來源廣，工藝簡便，生產成本低，它還具有耐久、防火、適用性強、應用方便等特點。因而，世界范圍內的高速鐵路90%以上的橋梁都選用混凝土結構，隨著混凝土技術的發展，人們意識到礦物摻和料對于改善混凝土工作性，提高混凝土耐久性，降低水泥用量減少環境污染方面具有重要作用，礦物摻和料已經成為高性能混凝土不可或缺的組分，常用的混凝土摻合料包括粉煤灰、磨細礦渣粉、硅灰、偏高嶺土等，近年來隨著基礎建設規模的不斷擴大，優質礦物摻合料已經面臨嚴重的資源短缺問題，同時具有特殊功能的摻合料也對于特殊結構的混凝土施工也能起到重要作用。現澆梁尤其是采用懸臂澆筑法施工的預應力混凝土連續梁，受各懸臂階段施工周期限制等因素的影響，往往成為工程建設中的控制節點。為了提高施工效率，施工單位希望能夠盡早進行張拉，以保證施工進度。然而，我國公路領域在20世紀80 90年代修建了大量預應力混凝土連續梁(懸臂施工)，后期針對運營過程中暴露的梁體開裂、跨中下撓等病害問題，國內科研機構和高校進行了較系統研究，研究表明預施應力時混凝土彈性模量偏低、導致預應力徐變損失偏大是導致病害產生的主要原因之一。對于預應力混凝土結構， 混凝土預施應力齡期主要影響混凝土徐變變形以及預應力損失；受荷齡期越早，混凝土徐變變形和預應力損失越大。如何在保證后期徐變變形和梁體抗裂性滿足要求的前提下，通過采用有效的措施，通過調整混凝土預施應力齡期以滿足建設工期要求是需要解決的關鍵問題。

發明內容
基于以上工程建設中存在的實際問題，本發明提出了一種用于早期張拉預應力結構混凝土的功能型摻合料，并將其應用于快速張拉現澆梁混凝土的制備中，創造性的將碳酸鹽石粉引入功能型摻合料中，采用該功能型摻合料制備出的現澆梁混凝土具有高早強、高彈模與后期強度持續穩定增長的特性。采用該功能型摻合料可以在不提高混凝土設計強度等級的前提下，制備出滿足快速張拉要求的混凝土。將該功能型摻合料應用于現澆梁混凝土的制備，可有效解決傳統現澆梁混凝土預施應力齡期長、建設工期長的問題。本發明的技術方案一種用于早期張拉預應力結構混凝土的功能型摻合料，其特征在于由碳酸鹽石粉和礦物摻合料組合而成，該功能型摻合料以重量計算的配合比為碳酸鹽石粉5% -95% ;礦物粉料5% -90 %。上述的一種用于早期張拉預應力結構混凝土的功能型摻合料，其特征在于上述碳酸鹽石粉是由含碳酸鈣礦石經破碎、磨細等工藝加工而成的，所用的含碳酸鈣礦石包括白云石、方解石等。上述的一種用于早期張拉預應力結構混凝土的功能型摻合料，其特征在于上述礦物粉料主要是粉煤灰、磨細礦渣、硅灰、偏高嶺土、硅微粉、鋼渣粉、磷渣粉、鋰渣粉之中的一種或二種以上的混合物。上述的一種用于早期張拉預應力結構混凝土的功能型摻合料的制備方法，其特征在于制備工藝的步驟是先將含碳酸鈣礦石破碎、粉磨成碳酸鹽石粉，再按配方的比例將碳酸鹽石粉與礦物粉料混合，用攪拌機對其進行充分攪拌，直至兩者被均勻混合成功能型摻合料。上述的一種用于早期張拉預應力結構混凝土的功能型摻合料的用途，其特征在于應用于快速張拉的橋梁現澆梁高性能混凝土。本發明與現有傳統技術相比具有的有益效果將碳酸鹽石粉與礦物粉料組合，既可以發揮碳酸鹽石粉早期強度高、早期彈模高的優點，又可以發揮礦物粉料后期持續水化， 后期強度持續增長的優點。將其應用于現澆梁高性能混凝土的制備，可配制出早期強度高、 早期彈模高的混凝土，與普通礦物摻合料制備的混凝土相比，提高了早期彈性模量，可以實現現澆梁的早期張拉，對于降低模板周轉周期、縮短現澆梁施工周期、節約工程建設資金具有重要意義。本發明功能型摻合料應用于混凝土時應同時摻加高效減水劑，以使粉體顆粒充分分散，充分發揮出本發明復合摻和料的填充及減水效應。本發明功能型摻合料，具有顯著的填充、減水以及具有與水泥的反應活性，可替代 10% -80%的水泥，配制出高性能混凝土。本發明功能型摻合料，作為摻和料可替代10% -80%水泥，配制出多種用途的高性能混凝土。如聞速鐵路無昨軌道軌道板混凝土、聞速鐵路道床板混凝土、聞速鐵路充填層自密實混凝土、活性粉末混凝土等。
具體實施例方式本發明是一種用于早期張拉預應力結構混凝土的功能型摻合料的用途，其特征在于由碳酸鹽石粉和礦物摻合料組合而成，該功能型摻合料以重量計算的配合比為碳酸鹽石粉5% -95% ;礦物粉料5% -90%。上述的一種用于早期張拉預應力結構混凝土的功能型摻合料的用途，其特征在于上述碳酸鹽石粉是由含碳酸鈣礦石經破碎、磨細等工藝加工而成的，所用的含碳酸鈣礦石包括白云石、方解石等。上述的一種用于早期張拉預應力結構混凝土的功能型摻合料的用途，其特征在于上述礦物粉料主要是粉煤灰、磨細礦渣、硅灰、偏高嶺土、硅微粉、鋼渣粉、磷渣粉、鋰渣粉之中的一種或二種以上的混合物。上述的一種用于早期張拉預應力結構混凝土的功能型摻合料的用途，其特征在于制備工藝的步驟是先將含碳酸鈣礦石破碎、粉磨成碳酸鹽石粉，再按配方的比例將碳酸鹽石粉與礦物粉料混合，用攪拌機對其進行充分攪拌，直至兩者被均勻混合成功能型摻合料。上述的一種用于早期張拉預應力結構混凝土的功能型摻合料的用途，其特征在于應用于快速張拉的橋梁現澆梁高性能混凝土。下面通過實施例說明其
具體實施例方式實施例I碳酸鹽石粉制備將方解石破碎、磨細成碳酸鹽石粉。功能型摻合料的配比為碳酸鹽石粉70% ;粉煤灰10% ;磨細礦渣粉20%?；炷僚浜媳?kg/m3):水泥384 ;功能型摻合料96 ;細骨料750 ;粗骨料 1080 ;水:129 ;減水劑4. 8。混凝土性能初始坍落度220mm，含氣量2. 4%，Id抗壓強度34. 9MPa，3d抗壓強度 50. 8MPa，28d抗壓強度59. IMPa, Id彈性模量27. IGPa, 3d彈性模量37. 5GPa，該混凝土用于現澆梁施工，3d即可滿足張拉要求。實施例2碳酸鹽石粉制備將白云石破碎、磨細成碳酸鹽石粉。功能型摻合料的配比為碳酸鹽石粉95% ;磨細礦渣粉5%?；炷僚浜媳?kg/m3):水泥376 ;功能型摻合料75 ;細骨料760 ;粗骨料 1050 ;水:152 ;減水劑1. 9?；炷列阅艹跏继涠?00mm，含氣量3. I %，3d抗壓強度53. 6MPa，5d抗壓強度 64. 5MPa，28d抗壓強度74. 8MPa，3d彈性模量40. 5GPa，28d彈性模量47. 2GPa，該混凝土用于現澆梁施工，3d即可滿足張拉要求。實施例3碳酸鹽石粉制備將石灰石采礦加工過程中尾礦、石屑等破碎、磨細成碳酸鹽石粉。功能型摻合料的配比為碳酸鹽石粉40%，硅灰20%，粉煤灰40% ；混凝土配合比(kg/m3):水泥488 ;功能型摻合料166 ;細骨料601 ;粗骨料 1116，水195. 2，減水劑5. 6 ；混凝土性能初始坍落度180mm，含氣量3. 8%，3d抗壓強度42. 2MPa，28d抗壓強度57. 2MPa，3d彈性模量42. 3GPa，該混凝土用于現澆梁施工，3d即可滿足張拉要求。實施例4碳酸鹽石粉制備將方解石破碎、磨細成碳酸鹽石粉。功能型摻合料的配比為碳酸鹽石粉20% ;磨細礦渣粉50% ;鋼渣粉15% ;偏高嶺土 15%。混凝土配合比水泥240 ;功能型摻合料240 ;細骨料754 ;粗骨料1086 ；/jC 130 ;減水劑3. 2?；炷列阅艹跏继涠?10mm，含氣量I. 8%，3d抗壓強度55. 2MPa，28d抗壓強度65. 2MPa，3d彈性模量38. 7GPa，28d彈性模量50. 3GPa，該混凝土用于現澆梁施工，3d即可滿足張拉要求。實施例5碳酸鹽石粉制備將方解石破碎、磨細成碳酸鹽石粉。功能型摻合料的配比為碳酸鹽石粉10% ;石灰石粉40% ;磷渣粉35% ;鋰渣粉15%?；炷僚浜媳人?80 ;功能型摻合料130 ;細骨料815 ;粗骨料885 ;水 150 ;減水劑4. 5?；炷列阅艹跏继涠?90mm，含氣量4. 0%，Id抗壓強度46. IMPa, 3d抗壓強度 58. OMPa, 28d抗壓強度72. OMPa, Id彈性模量36. 2GPa，3d彈性模量40. 2GPa，該混凝土用于現澆梁施工，3d即可滿足張拉要求。上述的對實施例的描述是為便于該技術領域的普通技術人員能夠理解和應用本發明。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經過創造性的勞動。因此，本發明不限于這里的實施例，本領域技術人員根據本發明的揭示，對于本發明做出的改進和修改都應該在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種用于早期張拉預應力結構混凝土的功能型摻合料，其特征在于由碳酸鹽石粉和礦物摻合料組合而成，該功能型摻合料以重量計算的配合比為碳酸鹽石粉5% -95% ;礦物粉料5% -90%。
2.按權利要求I所述的一種用于早期張拉預應力結構混凝土的功能型摻合料，其特征在于上述碳酸鹽石粉是由含碳酸鈣礦石經破碎、磨細等工藝加工而成的，所用的含碳酸鈣礦石包括白云石、方解石等。
3.按權利要求I所述的一種用于早期張拉預應力結構混凝土的功能型摻合料，其特征在于上述礦物粉料主要是粉煤灰、磨細礦渣、硅灰、偏高嶺土、硅微粉、鋼渣粉、磷渣粉、鋰渣粉之中的一種或二種以上的混合物。
4.按權利要求I所述的一種用于早期張拉預應力結構混凝土的功能型摻合料，其特征在于制備工藝的步驟是先將含碳酸鈣礦石破碎、粉磨成碳酸鹽石粉，再按配方的比例將碳酸鹽石粉與礦物粉料混合，用攪拌機對其進行充分攪拌，直至兩者被均勻混合成功能型摻合料。
5.按權利要求I所述的一種用于早期張拉預應力結構混凝土的功能型摻合料，其特征在于應用于快速張拉的橋梁現澆梁高性能混凝土。
全文摘要
本發明涉及一種用于早期張拉預應力結構混凝土的功能型摻合料，由碳酸鹽石粉、礦物摻合料按5％-95％∶5％-95％重量百分比組成；上述碳酸鹽石粉是由含碳酸鈣礦石經破碎、磨細等工藝加工而成的。其制備工藝是將碳酸鹽礦石磨成細粉，再與其它礦物粉料按比例混合均勻，制成的功能型摻合料應用于現澆梁混凝土的制備，可在不提高混凝土設計強度等級的前提下，制備出滿足快速張拉要求的混凝土，可有效解決傳統現澆梁混凝土預施應力齡期長、建設工期長的問題。
文檔編號C04B18/12GK102584063SQ20121004516
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月27日 優先權日2012年2月27日
發明者易忠來, 李化建, 謝永江, 趙國堂 申請人:中國鐵道科學研究院鐵道建筑研究所