一種復(fù)合纖維高分子增強(qiáng)混凝土聲屏障及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及交通隔音屏障技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)合纖維高分子增強(qiáng)混凝土聲 屏障及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聲屏障是在聲源和接收者之間插入一個(gè)設(shè)施，能使聲源傳播有一個(gè)顯著的附加衰 減，從而減弱接收者所在一定區(qū)域內(nèi)的噪音影響。
[0003] 目前鐵路橋梁插板式非金屬聲屏障單元板主要采用常規(guī)的C30混凝土配方和輕 質(zhì)混凝土配方。前者單元板質(zhì)量過(guò)大，面密度過(guò)高，運(yùn)輸安裝成本較高，力學(xué)性能較差；后者 單元板質(zhì)量輕，但抗彎強(qiáng)度低，抗沖擊性差，耐久性不佳，嚴(yán)重影響聲屏障的安全穩(wěn)定性和 吸聲降噪效果。以往插板式非金屬混凝土單元板采用面板直立開孔結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致在使用過(guò)程 中雨水滲入吸聲體嚴(yán)重影響屏障的吸聲效果。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有的混凝土聲屏障質(zhì)量過(guò)大、力學(xué)性能差、隔聲效 果欠佳、耐久性不好等。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種復(fù)合纖維高分子增強(qiáng)混凝土聲屏障。
[0006] 本發(fā)明還提供了一種該復(fù)合纖維高分子增強(qiáng)混凝土聲屏障的制備方法。
[0007] 具體技術(shù)方案如下：
[0008] -種復(fù)合纖維高分子增強(qiáng)混凝土聲屏障，混凝土原料包括陶粒、砂、凝膠材料、增 強(qiáng)纖維、減水劑、聚合物乳液和水；所述凝膠材料包括水泥、粉煤灰、硅灰和礦粉；所述增強(qiáng) 纖維為鋼纖維和/或聚丙烯纖維；所述聚合物乳液為丙烯酸酯共聚乳液或丁烯酸酯共聚乳 液。
[0009] 陶粒內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征呈細(xì)密蜂窩狀封閉型微孔，作為輕粗骨料，其體積密度較小，攪 拌時(shí)不易上浮，本身具有一定強(qiáng)度，能減小混凝土整體質(zhì)量，同時(shí)由于陶粒在混凝土中被水 泥砂漿基體包裹，相互隔離，改善混凝土內(nèi)部界面結(jié)構(gòu)，從而能改善混凝土的抗?jié)B性能。聚 合物乳液是一種水泥砂漿改性劑，本發(fā)明選用丙烯酸酯共聚乳液或丁烯酸酯共聚乳液，都 可以直接購(gòu)買市售商品，配方中添加該聚合物乳液后與其他成分配合，能夠提高產(chǎn)品極限 拉伸率、抗拉強(qiáng)度和抗裂性，增加抗?jié)B性，防止老混凝土進(jìn)一步碳化等。
[0010] 優(yōu)選地，上述復(fù)合纖維高分子增強(qiáng)混凝土聲屏障，混凝土原料按重量份數(shù)計(jì)，各成 分用量為：陶粒350~600kg/m3;砂550~800kg/m3;鋼纖維8~118kg/m 3或聚丙烯纖維 0· 44 ~6kg/m3;減水劑 0· 88 ~12kg/m 3;聚合物乳液 5 ~120kg/m 3;水 176 ~360kg/m 3;凝 膠材料中水泥200~460kg/m3、粉煤灰44~180kg/m3、娃灰5~60kg/m 3、礦粉88~180kg/ m3〇
[0011] 優(yōu)選地，上述復(fù)合纖維高分子增強(qiáng)混凝土聲屏障中，所述凝膠材料用量范圍為 440~600kg/m3,混凝土i丹落度范圍為50~90mm，水膠比范圍為0. 4~0. 6,其中水泥選用 普通硅酸鹽水泥，強(qiáng)度等級(jí)為P. 042. 5。配方中各組分的用量、水膠比、骨料級(jí)配和外加劑用 量等都對(duì)混凝土坍落度有影響，根據(jù)凝膠材料用量和混凝土強(qiáng)度要求，選擇P. 042. 5強(qiáng)度 等級(jí)的水泥最佳。該水泥較硫鋁酸鹽水泥性能穩(wěn)定，且能與粉煤灰、硅灰和礦粉較好反應(yīng)結(jié) 合，提高混凝土強(qiáng)度；混凝土凝固后顏色正常，不會(huì)像硫鋁酸鹽水泥一樣出現(xiàn)發(fā)黃的現(xiàn)象， 而且成本低廉。
[0012] 優(yōu)選地，上述復(fù)合纖維高分子增強(qiáng)混凝土聲屏障中，所述粉煤灰質(zhì)量等級(jí)為II 級(jí)；所述礦粉等級(jí)為S75 ;所述硅灰顆粒密度為2. 2g/cm3。上述等級(jí)下的粉煤灰、礦粉和硅 灰，由于其顆粒細(xì)小，能夠填充到水泥顆粒堆積形成的大空隙中，從而減少了有害空隙的存 在，材料致密性得到提高，混凝土強(qiáng)度進(jìn)一步提高。
[0013] 優(yōu)選地，上述復(fù)合纖維高分子增強(qiáng)混凝土聲屏障中，所述陶粒為圓球形，粒徑范圍 為3. 5~8mm，顆粒表觀密度范圍為1120~1180kg/m3。陶粒屬于輕骨料范疇，其體積密度 較小，攪拌時(shí)不易上浮，本身具有一定強(qiáng)度，能減小混凝土整體質(zhì)量，同時(shí)由于陶粒在混凝 土中被水泥砂漿基體包裹，相互隔離，改善混凝土內(nèi)部界面結(jié)構(gòu)，從而能改善混凝土的抗?jié)B 性能。
[0014] 優(yōu)選地，上述復(fù)合纖維高分子增強(qiáng)混凝土聲屏障中，所述砂為河砂，砂中的含泥量 小于2%。砂中的含泥量對(duì)減水劑的影響很大，含量過(guò)大有可能降低減水劑的減水性，含泥 量小于2%的河砂對(duì)減水劑的影響較小，而且成本低廉。
[0015] 優(yōu)選地，上述復(fù)合纖維高分子增強(qiáng)混凝土聲屏障中，所述鋼纖維長(zhǎng)度為30mm，直 徑為0. 7_ ;聚丙烯纖維長(zhǎng)度為12_。添加鋼纖維或/和聚丙烯纖維能增加混凝土內(nèi)部界 面過(guò)渡區(qū)，改善微觀界面，起到明顯的阻裂與增切作用，從而提高混凝土的力學(xué)性能和耐久 性。由于聚丙烯纖維與鋼纖維相比具有密度小、單絲直徑小和彈性模量低等特性，因而低摻 量的聚丙烯纖維既可達(dá)到上述效果。本發(fā)明所選的增強(qiáng)纖維加入混凝土?xí)r，其和易性好、分 散性好、在混凝土中的分布均勻，增強(qiáng)效果明顯。
[0016] 優(yōu)選地，上述復(fù)合纖維高分子增強(qiáng)混凝土聲屏障中，所述減水劑為聚羧酸高效減 水劑。其減水性能良好，從而減少單位用水量和水泥用量，節(jié)約成本，改善混凝土拌合物的 流動(dòng)性。該減水劑可購(gòu)買市售商品，如四川鑫嘉業(yè)建材科技有限公司的XJY-聚羧酸高性能 減水劑。
[0017] 一種以上任一所述的復(fù)合纖維高分子增強(qiáng)混凝土聲屏障的制備方法，步驟為：先 將陶粒預(yù)浸泡30~90分鐘，再將河砂、水泥、粉煤灰、硅灰和礦粉混合攪拌10~60s，向其 中加入增強(qiáng)纖維，攪拌30~120s，再投入2/3的用水量和預(yù)浸泡的陶粒攪拌30~120s，最 后加入剩余水量和聚合物乳液攪拌均勻，依次進(jìn)行澆筑、收漿、抹壓和硬化。
[0018] 在整個(gè)攪拌過(guò)程中主要是關(guān)注輕骨料即陶粒的上浮，不考慮粉煤灰等的上浮，實(shí) 際上粉煤灰等在混合攪拌時(shí)幾乎不會(huì)上浮，所以必須預(yù)先對(duì)陶粒進(jìn)行浸泡處理。
[0019] 優(yōu)選地，上述復(fù)合纖維高分子增強(qiáng)混凝土聲屏障的制備方法中，在抹壓之后，采用 不透氣膜覆蓋表面，待硬化至可上人時(shí)，揭開不透氣膜，替換成透水透氣膜簾幕覆蓋，用水 澆透，蓄水養(yǎng)護(hù)。以此減緩熱量和水分的流失速度，使其反應(yīng)徹底，提高混凝土強(qiáng)度。