CN109020345B - 一种免蒸养超高性能混凝土检查井盖及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种免蒸养超高性能混凝土检查井盖及其制备方法，包括超高性能混凝土体和钢筋骨架，超高性能混凝土体由以下原料组成：河砂、高活性低收缩掺合料、矿粉、水泥、高活性分子级活化催化剂、减水剂、钢纤维和水；本发明还公开了制备这种免蒸养超高性能混凝土检查井盖的方法。本发明采用常温养护方式，工艺简单，降低了生产成本和能耗。采用常温养护方式制备的超高性能混凝土检查井盖性能优越，而且具备极佳的抗渗、抗冻融、耐腐蚀、耐高温、抗冲磨等耐久性能。
Description
技术领域
本发明属于人孔检查井或类似物的盖，涉及一种超高性能混凝土检查井盖及其制备方法，特别是涉及一种免蒸养的D400等级超高性能混凝土检查井盖及其制备工艺。
背景技术
检查井盖是通往地下设施的出入口顶部的封闭物。所有给排水、通信、电力、燃气、热力、消防等公用设施的地下管线均需设置检查井和安装检查井盖。检查井盖由井盖和井座构成，在道路上使用会频繁受到机动车辆的碾压和冲击，因此检查井盖需要较高的结构强度和抗冲击性能；井盖破损或丢失，会严重危害行人、非机动和机动车辆的安全，因此井盖需要耐久和防盗。此外，井盖需要非常稳定地安置在井座上，防止人、车行走在井盖上时产生跳动和噪声。D400等级检查井盖适用于城市主路、公路、高等级公路、高速公路等区域，是目前适用场合和用量比较大的品种之一。
目前，市场上D400等级检查井盖使用的材料主要为铸铁(球墨铸铁和灰口铸铁)。但其所面临的主要问题是易丢失，并因此常常引发严重交通事故。现在虽然采取多种措施防盗，如安装井盖防盗锁、防盗链、防盗铰或隐蔽式井盖等等，但均无法从根本上杜绝铸铁井盖丢失问题。
专利CN201520565823.9、CN201510460789.3、CN201520716063.7、CN201510588393.7、CN201710071364.2公布的D400等级超高性能混凝土检查井盖虽然使用了回收价值不高的材料，可以有效解决铸铁井盖丢失的问题，但是均采用蒸汽或热水养护方式对超高性能混凝土检查井盖进行养护，养护设备投资大、能耗高，则生产成本高，相对铸铁检查井盖性价比优势不明显。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种免蒸养超高性能混凝土检查井盖及其制备工艺，通过高活性分子级活化催化剂的添加来提高水泥等胶凝材料的潜在活性，使用常温养护方式，降低生产成本和能耗。制得的超高性能混凝土检查井盖性能优于GB26537-2011《钢纤维混凝土检查井盖》要求，且具备极佳的抗渗、抗冻融、耐腐蚀、耐高温、抗冲磨等耐久性能。
本发明制备的D400等级超高性能混凝土检查井盖采用常温养护方式养护，原材料广泛易得且经济性强，省去耗资巨大的蒸养设备以及蒸养能耗，降低生产成本。其承载能力和球墨铸铁相当，但其使用寿命预期可达100年，相比铸铁检查井盖使用寿命约为50年，周期使用寿命成本更划算，且兼具防盗、抗滑等优点。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种免蒸养超高性能混凝土检查井盖，包括超高性能混凝土体和钢筋骨架，所述的超高性能混凝土体由以下重量百分比的原料组成：
河砂 45~50%，
高活性低收缩掺合料 10~15%，
矿粉 5~8%，
水泥 16~24%，
高活性分子级活化催化剂 0.1~0.5%，
减水剂 0.4~0.6%，
钢纤维 5.8~8.2%，
水 8~9%，
所述的高活性分子级活化催化剂为十二水合硫酸铝钾、硼碳烷硅酮、磷酸硅铝的化工混合物。
在本发明一个较佳实施例中，所述的河砂细度模数2.4~3.0，粒径0~5mm。
在本发明一个较佳实施例中，所述的高活性低收缩掺合料为粉煤灰及硅灰的混合物。
在本发明一个较佳实施例中，所述的矿粉为S95矿粉。
在本发明一个较佳实施例中，所述的钢纤维为镀铜钢纤维，长度6~13mm，直径0.1~0.2mm。
在本发明一个较佳实施例中，所述的减水剂为聚羧酸减水剂。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种免蒸养高性能混凝土检查井盖的制备方法，包括以下步骤 ：
将河砂、高活性低收缩掺合料、矿粉、水泥、高活性分子级活化催化剂、减水剂、水依次倒入搅拌机搅拌3~5min，然后加入钢纤维搅拌3~5min，均匀后将制成的浆体浇筑进有钢筋骨架的专用模具内，经常温养护后得到超高性能混凝土检查井盖。
本发明的有益效果是：
1、本发明通过添加高活性分子级活化催化剂，在混凝土内部渗透，催化未产生水化反应的水泥及活性掺合料的潜在活性，在孔隙和裂缝中形成大量不溶于水的长链状结晶，填表塞毛细孔道，从而使混凝土致密，前期和后期强度大大提高。使其可以不采用蒸养方式就能提高水泥等胶凝材料的潜在活性，省去耗资巨大的蒸养设备以及蒸养能耗，降低生产成本。
2、本发明添加的高活性分子级活化催化剂在为超高性能混凝土检查井盖提供优良力学性能的同时，还使其具备极佳的抗渗、抗冻融、耐腐蚀、耐高温、抗冲磨等耐久性能。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种免蒸养超高性能混凝土检查井盖，包括超高性能混凝土体和钢筋骨架，所述的超高性能混凝土体由以下重量百分比的原料组成：河砂46.5%、高活性低收缩掺合料10%、聚羧酸减水剂0.59%、高活性分子级活化催化剂0.1%、S95矿粉5%、水泥23.6%、镀铜钢纤维6%和水8.21%。
所述的免蒸养超高性能混凝土检查井盖的制备方法，具体包括以下步骤 ：
将河砂、高活性低收缩掺合料、聚羧酸减水剂、高活性分子级活化催化剂、S95矿粉、水泥、水依次倒入搅拌机搅拌3min，然后加入钢纤维搅拌4min，搅拌均匀后将制成的浆体浇筑进有钢筋骨架的专用模具内，经常温养护28天后得到超高性能混凝土检查井盖。
实施例2
一种免蒸养超高性能混凝土检查井盖，包括超高性能混凝土体和钢筋骨架，所述的超高性能混凝土体由以下重量百分比的原料组成：河砂46.5%、高活性低收缩掺合料10%、聚羧酸减水剂0.58%、高活性分子级活化催化剂0.2%、S95矿粉6%、水泥22.5%、镀铜钢纤维6%和水8.22%。
所述的免蒸养超高性能混凝土检查井盖的制备方法，具体包括以下步骤 ：
将河砂、高活性低收缩掺合料、聚羧酸减水剂、高活性分子级活化催化剂、S95矿粉、水泥、水依次倒入搅拌机搅拌4min，然后加入钢纤维搅拌4min，搅拌均匀后将制成的浆体浇筑进有钢筋骨架的专用模具内，经常温养护28天后得到超高性能混凝土检查井盖。
实施例3
一种免蒸养超高性能混凝土检查井盖，包括超高性能混凝土体和钢筋骨架，所述的超高性能混凝土体由以下重量百分比的原料组成：河砂45.8%、高活性低收缩掺合料11%、聚羧酸减水剂0.51%、高活性分子级活化催化剂0.3%、S95矿粉7%、水泥20%、镀铜钢纤维7%和水8.39%。
所述的免蒸养超高性能混凝土检查井盖的制备方法，具体包括以下步骤 ：
将河砂、高活性低收缩掺合料、聚羧酸减水剂、高活性分子级活化催化剂、S95矿粉、水泥、水依次倒入搅拌机搅拌3min，然后加入钢纤维搅拌5min，搅拌均匀后将制成的浆体浇筑进有钢筋骨架的专用模具内，经常温养护28天后得到超高性能混凝土检查井盖。
实施例4
一种免蒸养超高性能混凝土检查井盖，包括超高性能混凝土体和钢筋骨架，所述的超高性能混凝土体由以下重量百分比的原料组成：河砂45.8%、高活性低收缩掺合料12%、聚羧酸减水剂0.43%、高活性分子级活化催化剂0.5%、S95矿粉8%、水泥16.7%、镀铜钢纤维8.2%和水8.37%。
所述的免蒸养超高性能混凝土检查井盖的制备方法，具体包括以下步骤 ：
将河砂、硅灰及粉煤灰混合物、聚羧酸减水剂、高活性分子级活化催化剂、S95矿粉、水泥、水依次倒入搅拌机搅拌4min，然后加入钢纤维搅拌5min，搅拌均匀后将制成的浆体浇筑进有钢筋骨架的专用模具内，经常温养护28天后得到超高性能混凝土检查井盖。
对比例5
一种超高性能混凝土检查井盖，包括超高性能混凝土体和钢筋骨架，所述的超高性能混凝土体由以下重量百分比的原料组成：河砂45.8%、高活性低收缩掺合料11%、聚羧酸减水剂0.51%、S95矿粉7%、水泥20.4%、镀铜钢纤维7%和水8.29%。
对比例5超高性能混凝土检查井盖的制备方法，具体包括以下步骤 ：
将河砂、高活性低收缩掺合料、聚羧酸减水剂、S95矿粉、水泥、水依次倒入搅拌机搅拌4min，然后加入钢纤维搅拌5min，搅拌均匀后将制成的浆体浇筑进有钢筋骨架的专用模具内，待硬化后开始70℃蒸养72h，然后自然养护28天后得到超高性能混凝土检查井盖。
本发明实施例1~实施例4制得的免蒸养超高性能混凝土检查井盖及对比例5制得的超高性能混凝土检查井盖的性能如表1所示。
表1
从表1可以看出，本发明通过添加高活性分子级活化催化剂，采用常温养护方式制备的超高性能混凝土检查井盖性能优于现有蒸养方式制备的超高性能混凝土检查井盖，而且具备极佳的抗渗、抗冻融、耐腐蚀、耐高温、抗冲磨等耐久性能。本发明采用常温养护方式，工艺简单，降低了生产成本和能耗。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种免蒸养超高性能混凝土检查井盖，包括超高性能混凝土体和钢筋骨架，其特征在于，所述的超高性能混凝土体由以下重量百分比的原料组成：
河砂 45~50%，
高活性低收缩掺合料 10~15%，
矿粉 5~8%，
水泥 16~24%，
高活性分子级活化催化剂 0.1~0.5%，
减水剂 0.4~0.6%，
钢纤维 5.8~8.2%，
水 8~9%，
所述的高活性分子级活化催化剂为十二水合硫酸铝钾、硼碳烷硅酮、磷酸硅铝的化工混合物。
2.根据权利要求1所述的免蒸养超高性能混凝土检查井盖，其特征在于，所述的河砂细度模数2.4~3.0，粒径0~5mm。
3.根据权利要求1所述的免蒸养超高性能混凝土检查井盖，其特征在于，所述的高活性低收缩掺合料为粉煤灰及硅灰的混合物。
4.根据权利要求1所述的免蒸养超高性能混凝土检查井盖，其特征在于，所述的矿粉为S95矿粉。
5.根据权利要求1所述的免蒸养超高性能混凝土检查井盖，其特征在于，所述的钢纤维为镀铜钢纤维，长度6~13mm，直径0.1~0.2mm。
6.根据权利要求1所述的免蒸养超高性能混凝土检查井盖，其特征在于，所述的减水剂为聚羧酸减水剂。
7.根据权利要求1所述的免蒸养超 高性能混凝土检查井盖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将河砂、高活性低收缩掺和料、矿粉、水泥、高活性分子级活化催化剂、减水剂、水依次倒入搅拌机搅拌3~5min，然后加入钢纤维搅拌3~5min，均匀后将制成的浆体浇筑进有钢筋骨架的专用模具内，经常温养护后得到超高性能混凝土检查井盖。
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