[发明专利]一种大应变柔性水泥混凝土及其制备方法及大应变柔性水泥混凝土铺装层

说明书

本申请涉及混凝土领域，具体公开了一种大应变柔性水泥混凝土及其制备方法及大应变柔性水泥混凝土铺装层。大应变柔性水泥混凝土，按质量分数计，包括水泥20‑30份、级配矿料50‑60份、弹性组分3‑15份和水6‑12份，所述弹性组分包括苯丙乳液和橡胶弹性颗粒。本申请的大应变柔性水泥混凝土可用于钢桥面铺装，其具有一定强度的同时大幅提高极限变形能力。

技术领域

本申请涉及混凝土领域，更具体地说，它涉及一种大应变柔性水泥混凝土及其制备方法及大应变柔性水泥混凝土铺装层。

背景技术

普通水泥混凝土的特点是强度高，水稳定性好，价格低廉。但水泥混凝土的缺点是极限变形能力有限，一般只有300-500个微应变，当不均匀变形超过极限变形能力时，水泥混凝土就会出现开裂问题。这一特性限制了水泥混凝土在许多方面的应用。例如，作为钢桥面铺装薄层应用时，由于钢箱梁的伸缩变形较大，薄层铺装非常容易产生桥面铺装层开裂，进而导致桥面渗水和钢板腐蚀等严重问题。所以当前的铺装材料多采用环氧树脂类的材料，工程造价比较昂贵。近年来，有研究人员在钢桥面铺装上采用活性粉末混凝土技术，大幅提高水泥混凝土的强度，但相应的问题是，桥面钢板需要焊接钢钉剪力键和布设钢筋网来防止高强水泥混凝土的收缩开裂，其施工难度和工程造价也均大幅增加。

因此，需要通过对水泥混凝土配伍的技术改造，使水泥混凝土保持一定强度的同时大幅增加水泥混凝土的极限变形能力，从而有效突破水泥混凝土应用的局限性。

发明内容

为了使水泥混凝土在保持一定强度的同时改善极限变形能力，本申请提供一种大应变柔性水泥混凝土及其制备方法及大应变柔性水泥混凝土铺装层。

第一方面，本申请提供一种大应变柔性水泥混凝土，采用如下的技术方案：

一种大应变柔性水泥混凝土，按质量分数计，原料包括水泥20-30份、级配矿料50-60份、弹性组分3-15份、彩色色粉3-5份和水6-12份，所述弹性组分包括苯丙乳液和橡胶弹性颗粒。

通过采用上述技术方案，由于采用在体系中添加橡胶颗粒和苯丙乳液的方法提高了大应变柔性水泥混凝土的极限应变值，同时保证大应变柔性水泥混凝土一定的抗折强度，使大应变柔性水泥混凝土不容易发生脆断。

橡胶弹性颗粒加入后，可填充大应变柔性水泥混凝土内部的空隙，改善水泥与骨料的界面状况，约束大应变柔性水泥混凝土内微裂缝的产生与发展，并形成吸收应变能的结构变形中心，吸收震动能，从而降低大应变柔性水泥混凝土的弹性模量。

优选的，所述水泥为标号42.5以上的普通硅酸盐水泥。

通过采用上述技术方案，采用标号42.5以上的普通硅酸盐水泥能够保证大应变柔性水泥混凝土一定的强度。

优选的，所述橡胶弹性颗粒为EPDM橡胶颗粒或TPE橡胶颗粒。

通过采用上述技术方案，EPDM橡胶颗粒和TPE橡胶颗粒均对提高大应变柔性水泥混凝土的极限应变值有良好的效果。

优选的，所述橡胶弹性颗粒的粒径小于2mm。

通过采用上述技术方案，粒径小于2mm的橡胶弹性颗粒能够填充水泥浆中的空隙，提高大应变柔性水泥混凝土的极限应变值。

优选的，所述级配矿料包括粒径为5-10mm的粗料、粒径为3-5mm的中料和粒径为0-3mm的细料。

通过采用上述技术方案，根据大应变柔性水泥混凝土铺装层厚度的不同，选择相应粒径的级配矿料，以满足不同的施工需求。

优选的，所述粗料占50-70%，所述中料占10-20%，所述细料占10-30%。

通过采用上述技术方案，级配矿料采用上述比例，具有轻质高强、抗震性能好、抗裂性好和耐久性好等优点。