[发明专利]一种超高性能混凝土带肋夹芯楼板及其制造方法

说明书

本发明涉及装配式建筑领域，公开了一种超高性能混凝土带肋夹芯楼板及其制造方法，其中超高性能混凝土带肋夹芯楼板，包括UHPC底板和UHPC顶板，所述UHPC底板和UHPC顶板之间均布有多个UHPC短柱和UHPC肋，所述UHPC底板内均布有第一纵向钢筋，所述UHPC顶板内均布有第二纵向钢筋，各所述UHPC短柱内均设有竖向钢筋，所述竖向钢筋的上端固定在所述第二纵向钢筋上，所述竖向钢筋的下端固定在所述第一纵向钢筋上。本发明的底板、顶板、肋和短柱均采用UHPC材料制成，充分利用UHPC高强度、高韧性和高耐久性的特点，形成一种超高性能混凝土带肋夹芯楼板结构，该结构可以充分发挥UHPC材料的高性能、减轻结构自重、降低施工难度、提高结构耐久性、减轻后期管养难度。

技术领域

本发明涉及装配式建筑领域，具体地涉及一种超高性能混凝土带肋夹芯楼板及其制造方法。

背景技术

装配式建筑是指由预制部品部件在工地装配而成的建筑。随着现代工业技术的发展，建造房屋可以像机器生产那样，成批成套地制造。只要把预制好的房屋构件，运到工地装配起来就成了。我国目前的建筑行业依然处于较低的发展水平——能耗高、机械化水平低等，建筑行业亟待面临着转型升级，转变发展方式、提高产业化发展水平，促进建筑领域的节能减排。

预制混凝土楼板作为装配式混凝土结构主要结构受力构件之一，是装配式建筑的重要组成部分，是把楼板在预制场预先制作好，然后在施工现场进行安装。近年来装配式楼板结构得到了长足发展，由原来的空心板、预应力 T型板、预制植筋板、钢筋混凝土及预应力混凝土叠合板(夹芯叠合板、带反肋叠合板、空腹叠合板和普通钢筋桁架叠合板)等传统结构向三明治组合板、型钢板/钢桁架混凝土叠合板等轻型、多功能结构转变。高强材料和新结构的配合通常能表现出优异的性能，比如，以高强度纤维混凝土为面层，以波纹型钢板作为芯层的三明治组合板，不仅强度高、变形性能良好，而且其质量不到传统混凝土板的1/4；再如，纤维混凝土板与钢桁架叠合板不仅刚度好、质量轻，同时能充分发挥两者的延性特征，具有良好的抗震性能。

实现预制装配式楼板的轻量标准化是装配式建筑的未来发展趋势。实现途径主要包括：一是取决于所采用的材料，为降低PC构件的重量和尺寸，宜选用和研发轻质高强的结构性材料，如轻型骨料、高强度钢等；二是取决于结构构造，通过特殊的结构形式设计，实现材料集约化利用，综合提高装配式楼板的刚度、强度、连接性能等。目前，装配式楼板以普通钢筋混凝土为主要的施工材料，但传统普通混凝土结构楼板有自重大、耐久性一般、接缝易渗漏等缺点；钢带肋夹芯楼板在结构轻巧、可自由切割利用上优势明显，但不耐火，在有特殊防火需求的建筑中，钢结构必须采用耐火材料加以保护以提高耐火等级；在潮湿和腐蚀性介质的环境中，钢结构容易发生锈蚀，一般要采取除锈、镀锌、涂料等方式进行定期维护；采用不锈钢带肋夹芯楼板则价格较高。且随着装配式建筑的迅速发展，向传统材料提出了质轻、高强的要求。高强材料能有效减小构件截面尺寸，减低自重，节约材料用量和运输成本。

超高性能混凝土，简称UHPC(Ultra-High Performance Concrete)，是过去三十年中最具创新性的水泥基工程材料，实现了工程材料性能的大跨越，它的代表是活性粉末混凝土。活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete，简写为RPC)是由多元活性粉末掺合料、无机胶凝材料、连续级配细骨料、钢纤维等混合纤维组成，通过最优化级配设计，使材料内部的缺陷(空隙与微裂缝)减少到最少，具有超高强度、高韧性、高耐久性、高阻裂性和体积稳定性良好的新型水泥基复合材料。由于活性粉末混凝土中钢纤维的存在加强了水泥石的咬合作用，使材料的抗拉强度得到大幅度提高，达高强混凝土的4～6倍，极限拉伸应变更是可达高强混凝土的70～80倍，断裂韧性是普通混凝土的250多倍，其力学性能和变形性能明显优于普通混凝土和高强混凝土。因此该材料适用于对结构有高强、轻质、阻裂、耐久性要求的结构工程领域。

目前UHPC材料在装配式建筑领域主要用于外挂装饰墙板、预制UHPC 楼梯、阳台等方面，在结构连接构造等方面，对UHPC梁板柱整体预制接头、 UHPC强化节点、UHPC湿接缝力学性能等方面还需展开相关研究。