[发明专利]一种用于早期张拉预应力结构混凝土的功能型掺合料及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于早期张拉预应力结构混凝土的功能型掺合料。

背景技术

高速铁路桥梁的主要功能是为高速列车提供平顺、稳定的桥上线路，确保运营安全和乘坐舒适；桥梁应具有足够的竖向、横向、纵向和抗扭刚度，使结构的各种变形很小；避免结构出现车桥共振或过大振动。由于桥梁节省土地资源、质量容易控制等突出特点，以桥带路的设计理念已经被广泛应用于高速铁路与客运专线的设计中。高架、长桥、大跨度桥梁多，桥梁比例大是我国高速铁路的典型特征之一。以京沪高速铁路为例，全线正线长度1318公里，正线桥梁247座，延长1059.351公里，占线路全长的80.4％，其中箱梁31034孔，各种特殊结构397座。京沪沿线约96％的简支箱梁采用梁场预制、架桥机架设的施工方法，另有397处特殊桥梁和1000余孔梁采用桥位灌筑的施工方法。

混凝土是人类近代最广泛使用的建筑材料，也是当前最大宗的人造材料。与其他常用建筑材料相比，水泥混凝土生产能耗低，原料来源广，工艺简便，生产成本低，它还具有耐久、防火、适用性强、应用方便等特点。因而，世界范围内的高速铁路90％以上的桥梁都选用混凝土结构，随着混凝土技术的发展，人们意识到矿物掺和料对于改善混凝土工作性，提高混凝土耐久性，降低水泥用量减少环境污染方面具有重要作用，矿物掺和料已经成为高性能混凝土不可或缺的组分，常用的混凝土掺合料包括粉煤灰、磨细矿渣粉、硅灰、偏高岭土等，近年来随着基础建设规模的不断扩大，优质矿物掺合料已经面临严重的资源短缺问题，同时具有特殊功能的掺合料也对于特殊结构的混凝土施工也能起到重要作用。

现浇梁尤其是采用悬臂浇筑法施工的预应力混凝土连续梁，受各悬臂阶段施工周期限制等因素的影响，往往成为工程建设中的控制节点。为了提高施工效率，施工单位希望能够尽早进行张拉，以保证施工进度。然而，我国公路领域在20世纪80～90年代修建了大量预应力混凝土连续梁(悬臂施工)，后期针对运营过程中暴露的梁体开裂、跨中下挠等病害问题，国内科研机构和高校进行了较系统研究，研究表明预施应力时混凝土弹性模量偏低、导致预应力徐变损失偏大是导致病害产生的主要原因之一。对于预应力混凝土结构，混凝土预施应力龄期主要影响混凝土徐变变形以及预应力损失；受荷龄期越早，混凝土徐变变形和预应力损失越大。如何在保证后期徐变变形和梁体抗裂性满足要求的前提下，通过采用有效的措施，通过调整混凝土预施应力龄期以满足建设工期要求是需要解决的关键问题。

发明内容

基于以上工程建设中存在的实际问题，本发明提出了一种用于早期张拉预应力结构混凝土的功能型掺合料，并将其应用于快速张拉现浇梁混凝土的制备中，创造性的将碳酸盐石粉引入功能型掺合料中，采用该功能型掺合料制备出的现浇梁混凝土具有高早强、高弹模与后期强度持续稳定增长的特性。采用该功能型掺合料可以在不提高混凝土设计强度等级的前提下，制备出满足快速张拉要求的混凝土。将该功能型掺合料应用于现浇梁混凝土的制备，可有效解决传统现浇梁混凝土预施应力龄期长、建设工期长的问题。

本发明的技术方案：一种用于早期张拉预应力结构混凝土的功能型掺合料，其特征在于：由碳酸盐石粉和矿物掺合料组合而成，该功能型掺合料以重量计算的配合比为：

碳酸盐石粉：5％-95％；

矿物粉料：5％-90％。

上述的一种用于早期张拉预应力结构混凝土的功能型掺合料，其特征在于：上述碳酸盐石粉是由含碳酸钙矿石经破碎、磨细等工艺加工而成的，所用的含碳酸钙矿石包括白云石、方解石等。

上述的一种用于早期张拉预应力结构混凝土的功能型掺合料，其特征在于：上述矿物粉料主要是粉煤灰、磨细矿渣、硅灰、偏高岭土、硅微粉、钢渣粉、磷渣粉、锂渣粉之中的一种或二种以上的混合物。

上述的一种用于早期张拉预应力结构混凝土的功能型掺合料的制备方法，其特征在于制备工艺的步骤是：先将含碳酸钙矿石破碎、粉磨成碳酸盐石粉，再按配方的比例将碳酸盐石粉与矿物粉料混合，用搅拌机对其进行充分搅拌，直至两者被均匀混合成功能型掺合料。

上述的一种用于早期张拉预应力结构混凝土的功能型掺合料的用途，其特征在于应用于快速张拉的桥梁现浇梁高性能混凝土。