【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及建筑材料，尤其涉及一種預(yù)應(yīng)力混凝土梁及其制備方法。
技術(shù)介紹
1、混凝土梁是一種廣泛使用的建筑材料，其結(jié)合了混凝土的壓縮強度和鋼筋的拉伸強度，具有優(yōu)良的抗壓性能和耐久性。然而，現(xiàn)有技術(shù)的混凝土梁也存在一些固有的缺陷，如收縮以及徐變。收縮是指混凝土在硬化過程中體積的自然減少，收縮會導(dǎo)致混凝土內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力，進而引起裂縫；徐變是指混凝土在持續(xù)荷載作用下發(fā)生的非彈性變形，即隨著時間的推移，混凝土在恒定荷載作用下持續(xù)變形的現(xiàn)象。收縮和徐變會導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)的變形、裂縫和預(yù)應(yīng)力損失，影響結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。現(xiàn)有技術(shù)對混凝土梁收縮和徐變的處理方法采用抗收縮和徐變的設(shè)計方案或采用更高標準的材料。
2、現(xiàn)有技術(shù)對混凝土梁收縮和徐變的處理方法存在以下問題：
3、(1)采用抗收縮和徐變的結(jié)構(gòu)方案，如在混凝土梁設(shè)計和施工過程中預(yù)留結(jié)構(gòu)尺寸的余量，以補償收縮變形，但這一方法并沒有實質(zhì)上解決問題，依然會因收縮和徐變產(chǎn)生質(zhì)量問題。
4、(2)采用更高標準的材料，如大量使用高性能水泥、礦物摻合料或其他經(jīng)過復(fù)雜處理后才能使用的材料，但大量高標準的材料使用的同時也會帶來高昂的混凝土成本，并且使用高性能水泥以及礦物摻合料等材料的混凝土梁的早期強度增長較慢，固化時間長，并且往往需要復(fù)雜且穩(wěn)定的材料供應(yīng)鏈，對施工進度與成本影響較大。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、(一)要解決的技術(shù)問題
2、鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點、不足，本專利技術(shù)提供一種預(yù)應(yīng)力混凝土梁及其制備方法，其解決
3、(二)技術(shù)方案
4、為了達到上述目的，本專利技術(shù)采用的主要技術(shù)方案包括：
5、第一方面，本專利技術(shù)提供一種預(yù)應(yīng)力混凝土梁的制備方法，包括以下步驟：
6、s1：將水泥、粉煤灰、細骨料以及粗骨料混合攪拌，攪拌后得到干料；
7、s2：將納米二氧化硅、天然沸石與水混合，進行超聲分散，得到分散液；將干料與分散液混合攪拌，得到濕料；
8、s3：向濕料中加入減水劑，攪拌，得到混凝土漿料；
9、s4：將混凝土漿料澆筑到后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁模具中，然后進行第一次養(yǎng)護，得到混凝土梁坯，養(yǎng)護溫度為35-55℃；向混凝土梁坯施加預(yù)應(yīng)力后，獲得預(yù)應(yīng)力混凝土梁坯；
10、s5：對預(yù)應(yīng)力混凝土梁坯進行第二次養(yǎng)護，養(yǎng)護溫度為40-65℃，養(yǎng)護后得到預(yù)應(yīng)力混凝土梁；
11、按重量份計，水泥為400-600份、粉煤灰為10-50份、細骨料為400-1000份、粗骨料為800-1200份、天然沸石為5-25份、納米二氧化硅為1-10份、水為100-200份、減水劑為1-10份；混凝土漿料的膠水比為1:0.28-0.4。
12、根據(jù)本專利技術(shù)的較佳實施例，步驟s1中，細骨料為天然砂以及機制砂中的至少一種；粗骨料為礦山碎石、礦渣、花崗巖、玄武巖以及建筑垃圾制成的粗骨料中的至少一種；細骨料中粒徑在0.315mm至2.36mm范圍內(nèi)細骨料的質(zhì)量應(yīng)占細骨料總質(zhì)量的30-50％，粗骨料中粒徑在4.75mm至19.5mm范圍內(nèi)的粗骨料質(zhì)量應(yīng)占粗骨料總質(zhì)量的30-50％。
13、根據(jù)本專利技術(shù)的較佳實施例，步驟s1中，水泥為硅酸鹽水泥，水泥的粒徑為10-25μm；粉煤灰的粒徑不超過20μm，粉煤灰中sio2含量為15-55wt％，al2o3含量為5-30wt％。
14、根據(jù)本專利技術(shù)的較佳實施例，步驟s2中，納米二氧化硅的粒徑為1-100nm，純度≥95％；納米二氧化硅中粒徑不超過40nm的納米二氧化硅的質(zhì)量應(yīng)占粗骨料總質(zhì)量的30-50％。
15、根據(jù)本專利技術(shù)的較佳實施例，步驟s2中，天然沸石為方沸石、濁沸石、鈣十字沸石、鈉沸石、絲光沸石、片沸石、斜發(fā)沸石、菱沸石以及八面沸石中的至少一種；天然沸石的粒徑為10μm-1mm，孔隙率為20-50％。
16、根據(jù)本專利技術(shù)的較佳實施例，步驟s2中，超聲分散的超聲波頻率為60khz-90khz，分散時間為10-100min。
17、根據(jù)本專利技術(shù)的較佳實施例，步驟s3中，減水劑為萘系、密胺系、氨基磺酸鹽系以及脂肪族系中的至少一種。
18、根據(jù)本專利技術(shù)的較佳實施例，步驟s4中，澆筑時采用分層澆筑；澆筑過程中邊澆筑邊對混凝土進行振蕩分散；第一次養(yǎng)護時，養(yǎng)護時間為3-7天，空氣濕度為90-100％；步驟s4中，養(yǎng)護a天后，第一次養(yǎng)護的溫度條件按照以下公式確定：
19、fc(t)＝f0(1+α·(t-t0))·e^(-β·(ttop-t))
20、t0：參考養(yǎng)護溫度，根據(jù)普通混凝土標準養(yǎng)護溫度選擇；
21、f0：參考養(yǎng)護強度，即在參考養(yǎng)護溫度t0下，養(yǎng)護a天后的混凝土強度，單位為mpa；
22、t：實際養(yǎng)護溫度；
23、fc(t)：實際強度，即在實際養(yǎng)護溫度t下，同樣養(yǎng)護a天后的混凝土強度，單位為mpa；
24、ttop：水化活躍溫度，混凝土水化反應(yīng)最活躍的溫度，通過實驗測得；
25、α：早期強度增長系數(shù)，0<α≤0.1，無單位；
26、β：活躍變化系數(shù)，0<β≤0.1，無單位；
27、t0、t以及ttop只取數(shù)值，不取單位；3≤a≤7。
28、根據(jù)本專利技術(shù)的較佳實施例，步驟s5中，第二次養(yǎng)護時，養(yǎng)護時間為1-10天，空氣濕度為90-100％。
29、第二方面，本專利技術(shù)提供一種預(yù)應(yīng)力混凝土梁，由第一方面提供的制備方法制備得到。
30、(三)有益效果
31、本專利技術(shù)的一種預(yù)應(yīng)力混凝土梁，其由混凝土漿料固化成型得到，所述混凝土漿料含有納米二氧化硅+天然沸石+粉煤灰+普通水泥+細骨料+粗骨料等原料，使固化后的混凝土具有較低的收縮和徐變程度，其結(jié)合后張法施加預(yù)應(yīng)力得到預(yù)應(yīng)力混凝土梁，相對于現(xiàn)有技術(shù)而言，其通過對混凝土漿料組分的優(yōu)化設(shè)計，大幅度增加了混凝土梁在成型后的抗收縮能力以及抗徐變能力，并通過預(yù)應(yīng)力的施加增加混凝土梁的承載能力，減小外界荷載對混凝土梁應(yīng)力結(jié)構(gòu)的影響，達到了減少混凝土梁長時間使用后變形開裂的技術(shù)效果；納米二氧化硅+天然沸石+細骨料+粗骨料+普通水泥的組合還使得混凝土在擁有良好的抗收縮能力以及抗徐變能力的同時，具有成本低、固化速度快、混凝土梁早期強度增長快速以及較強的抗腐蝕性等優(yōu)勢，并且，由于本專利技術(shù)不涉及到高性能或高標號的水泥、改性材料或其他需要進行復(fù)雜理化處理的材料，不需要建立復(fù)雜的供應(yīng)鏈，進一步降低了本專利技術(shù)混凝土梁的原料成本以及施工成本，達到了加快混凝土梁固化時間以及降低混凝土原料成本的技術(shù)效果。
32、其次，由于本專利技術(shù)的混凝土梁中的混凝土采用了納米二氧化硅+天然沸石+普通水泥的組合，通過納米二氧化硅、天然沸石與普通水泥之間的填充效應(yīng)、膠凝效應(yīng)(火山灰反應(yīng))以及界面效應(yīng)等反應(yīng)，使得到的混凝土還具有良好的抗壓強度、抗拉強度、密本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種預(yù)應(yīng)力混凝土梁的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟S1中，所述細骨料為天然砂以及機制砂中的至少一種；所述粗骨料為礦山碎石、礦渣、花崗巖、玄武巖以及建筑垃圾制成的粗骨料中的至少一種；所述細骨料中粒徑在0.315mm至2.36mm范圍內(nèi)細骨料的質(zhì)量應(yīng)占細骨料總質(zhì)量的30-50％，所述粗骨料中粒徑在4.75mm至19.5mm范圍內(nèi)的粗骨料質(zhì)量應(yīng)占粗骨料總質(zhì)量的30-50％。
3.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟S1中，所述水泥為硅酸鹽水泥，水泥的粒徑為10-25μm；所述粉煤灰的粒徑不超過20μm，粉煤灰中SiO2含量為15-55wt％，Al2O3含量為5-30wt％。
4.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟S2中，所述納米二氧化硅的粒徑為1-100nm，純度≥95％；納米二氧化硅中粒徑不超過40nm的納米二氧化硅的質(zhì)量應(yīng)占粗骨料總質(zhì)量的30-50％。
5.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟S2中，所述天然沸石為方沸石、濁沸石、鈣十字沸石、鈉沸石、
6.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟S2中，所述超聲分散的超聲波頻率為60kHz-90kHz，分散時間為10-100min。
7.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟S3中，所述減水劑為萘系、密胺系、氨基磺酸鹽系以及脂肪族系中的至少一種。
8.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟S4中，澆筑時采用分層澆筑；澆筑過程中邊澆筑邊對混凝土進行振蕩分散；第一次養(yǎng)護時，養(yǎng)護時間為3-7天，空氣濕度為90-100％；步驟S4中，養(yǎng)護A天時，第一次養(yǎng)護的溫度條件按照以下公式確定：
9.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟S5中，第二次養(yǎng)護時，養(yǎng)護時間為1-10天，空氣濕度為90-100％。
10.一種預(yù)應(yīng)力混凝土梁，其特征在于，所述預(yù)應(yīng)力混凝土梁由權(quán)利要求1-9任一項所述的制備方法制備得到。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種預(yù)應(yīng)力混凝土梁的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟s1中，所述細骨料為天然砂以及機制砂中的至少一種；所述粗骨料為礦山碎石、礦渣、花崗巖、玄武巖以及建筑垃圾制成的粗骨料中的至少一種；所述細骨料中粒徑在0.315mm至2.36mm范圍內(nèi)細骨料的質(zhì)量應(yīng)占細骨料總質(zhì)量的30-50％，所述粗骨料中粒徑在4.75mm至19.5mm范圍內(nèi)的粗骨料質(zhì)量應(yīng)占粗骨料總質(zhì)量的30-50％。
3.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟s1中，所述水泥為硅酸鹽水泥，水泥的粒徑為10-25μm；所述粉煤灰的粒徑不超過20μm，粉煤灰中sio2含量為15-55wt％，al2o3含量為5-30wt％。
4.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟s2中，所述納米二氧化硅的粒徑為1-100nm，純度≥95％；納米二氧化硅中粒徑不超過40nm的納米二氧化硅的質(zhì)量應(yīng)占粗骨料總質(zhì)量的30-50％。
5.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟s2中，所述天...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：段志宏，郭榮鑫，仝躍，文元勇，付朝書，王慶龍，林潤生，王云東，石明，譚文明，楊興華，王洪兵，岳瑤，邱雷，廖永龐，張應(yīng)雄，
申請(專利權(quán))人：云南宣會高速公路有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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