一種高耐久型混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種混凝土構(gòu)件，特別是一種高耐久型混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件。
【背景技術(shù)】
[0002]如何有效地防止鋼筋銹蝕是腐蝕環(huán)境中(如煤炭工業(yè)環(huán)境和海洋環(huán)境中)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)面臨的一大難題。鋼筋銹蝕已經(jīng)成為導(dǎo)致全球鋼筋混凝土建筑物耐久性不足、過(guò)早破壞的最主要災(zāi)害。多年以來(lái)，沿海建筑由于耐久性不良引起的事故時(shí)有發(fā)生，由此帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失和加固處理費(fèi)用不斷增加。目前有大量鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)由鋼筋銹蝕引起混凝土開裂，保護(hù)層脫落而引起的事件很多，使其服務(wù)壽命遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)值或預(yù)期值。國(guó)內(nèi)外統(tǒng)計(jì)資料表明，鋼筋銹蝕造成結(jié)構(gòu)損壞導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失數(shù)額驚人。我國(guó)，近年來(lái)由鋼筋銹蝕引起的問題非常嚴(yán)重，例如交通部曾在1996年對(duì)我國(guó)港口工程混凝土結(jié)構(gòu)的破壞狀況作過(guò)調(diào)查，結(jié)果表明，80%結(jié)構(gòu)發(fā)生嚴(yán)重或較嚴(yán)重的鋼筋銹蝕破壞，而出現(xiàn)銹蝕破壞的時(shí)間僅僅有5年；1994年鐵路秋檢統(tǒng)計(jì)指出，在鐵路混凝土橋梁中有病害的有2675座，其中發(fā)生鋼筋銹蝕損傷的有722座，占27%。
[0003]纖維復(fù)合增強(qiáng)材料由于具有良好的耐腐蝕性能而逐步成為腐蝕環(huán)境下代替鋼筋的較好選擇，但是纖維復(fù)合增強(qiáng)材料與鋼筋之間的力學(xué)性能差異較大，纖維復(fù)合增強(qiáng)材料是一種線彈性材料，其應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線沒有類似于鋼筋一樣的屈服點(diǎn)，因此配纖維復(fù)合增強(qiáng)材料筋的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞形態(tài)無(wú)論表現(xiàn)為混凝土壓碎還是纖維復(fù)合增強(qiáng)材料筋拉斷都屬于脆性破壞，而脆性破壞是工程結(jié)構(gòu)必須避免的一種破壞形態(tài)。
[0004]存在問題:(1)普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件由于鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度有限，鋼筋很容易銹蝕，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的耐久性不足。(2)傳統(tǒng)的配纖維復(fù)合增強(qiáng)材料筋的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性較差，結(jié)構(gòu)極易發(fā)生脆性破壞。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是要提供一種高耐久型混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，以解決腐蝕環(huán)境下現(xiàn)有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)面臨的鋼筋銹蝕及配纖維復(fù)合增強(qiáng)材料筋的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的脆性破壞的問題。
[0006]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:本實(shí)用新型的高耐久型混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，包括纖維復(fù)合增強(qiáng)材料縱筋、纖維復(fù)合增強(qiáng)材料布、型鋼、混凝土和聚脲彈性體；在纖維復(fù)合增強(qiáng)材料縱筋的外圍纏繞纖維復(fù)合增強(qiáng)材料布，構(gòu)成纖維復(fù)合增強(qiáng)材料籠，在纖維復(fù)合增強(qiáng)材料籠的內(nèi)部設(shè)置型鋼；采用混凝土包裹纖維復(fù)合增強(qiáng)材料籠和型鋼；在混凝土包裹層的外表面設(shè)有聚脲彈性體。
[0007]所述的纖維復(fù)合增強(qiáng)材料縱筋為多根，并相互平行。
[0008]所述的纖維復(fù)合增強(qiáng)材料為碳纖維復(fù)合增強(qiáng)材料、耐堿型玻璃纖維復(fù)合增強(qiáng)材料、芳綸纖維復(fù)合增強(qiáng)材料或玄武巖纖維復(fù)合增強(qiáng)材料。
[0009]所述的型鋼為實(shí)腹式型鋼或格構(gòu)式型鋼。
[0010]所述的纏繞為交叉式纏繞或單向纏繞。
[0011]有益效果，本實(shí)用新型通過(guò)采用纖維復(fù)合增強(qiáng)材料代替鋼筋以及在結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面噴涂聚脲彈性體來(lái)提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐久性，通過(guò)混凝土內(nèi)部放置型鋼來(lái)提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性，從而在保證構(gòu)件延性的前提下達(dá)到構(gòu)件高耐久性的目的。與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)勢(shì):
[0012]I)高耐久性。采用纖維復(fù)合增強(qiáng)材料代替鋼筋以及在結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面噴涂聚脲彈性體從而保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件的高耐久性。
[0013]2)高延性。在構(gòu)件的核心配有型鋼，通過(guò)鋼材的良好的變形保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性。同時(shí)型鋼因其位于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的核心而具有足夠的混凝土保護(hù)層厚度，從而可以免遭銹蝕。
[0014]3)良好的經(jīng)濟(jì)性和加工性能。采用整體纖維復(fù)合增強(qiáng)材料布纏繞在纖維復(fù)合增強(qiáng)材料縱筋的外圍，其施工快捷方便，節(jié)省了因箍筋接頭過(guò)多而浪費(fèi)材料。同時(shí)纖維復(fù)合增強(qiáng)材料布容易彎曲，避免了纖維復(fù)合增強(qiáng)材料箍筋彎曲成型時(shí)強(qiáng)度顯著退化的問題，從而可以充分發(fā)揮材料的力學(xué)性能。
【附圖說(shuō)明】
:
[0015]圖1為本實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為圖1的A-A剖面圖。
[0017]圖3為本實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖4為圖3的A-A剖面圖。
[0019]圖5為本實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖6為圖5的A-A剖面圖。
[0021]圖中:1_纖維復(fù)合增強(qiáng)材料縱筋；2_纖維復(fù)合增強(qiáng)材料布；3_型鋼；4_混凝土 ；5-聚脲彈性體；6-孔洞。
【具體實(shí)施方式】
[0022]本實(shí)用新型的高耐久型混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，包括:纖維復(fù)合增強(qiáng)材料縱筋、纖維復(fù)合增強(qiáng)材料布、型鋼、混凝土和聚脲彈性體；在纖維復(fù)合增強(qiáng)材料縱筋的外圍纏繞纖維復(fù)合增強(qiáng)材料布，構(gòu)成纖維復(fù)合增強(qiáng)材料籠，在纖維復(fù)合增強(qiáng)材料籠的內(nèi)部設(shè)置型鋼；采用混凝土包裹纖維復(fù)合增強(qiáng)材料籠和型鋼；在混凝土包裹層的外表面設(shè)有聚脲彈性體。
[0023]所述的纖維復(fù)合增強(qiáng)材料縱筋為多根，并相互平行；所述的纖維復(fù)合增強(qiáng)材料為碳纖維復(fù)合增強(qiáng)材料、耐堿型玻璃纖維復(fù)合增強(qiáng)材料、芳綸纖維復(fù)合增強(qiáng)材料或玄武巖纖維復(fù)合增強(qiáng)材料。
[0024]所述的型鋼為實(shí)腹式型鋼或格構(gòu)式型鋼。所述的纏繞為交叉式纏繞或單向纏繞。
[0025]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作進(jìn)一步的描述:
[0026]實(shí)施例1:圖1為高耐久型混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的一種形式，該結(jié)構(gòu)構(gòu)件包含由碳纖維復(fù)合增強(qiáng)材料縱筋I(lǐng)和交叉螺旋式纏繞在碳纖維復(fù)合增強(qiáng)材料縱筋I(lǐng)外圍的碳纖維復(fù)合增強(qiáng)材料布2組成的碳纖維復(fù)合增強(qiáng)材料籠；在碳纖維復(fù)合增強(qiáng)材料籠的內(nèi)部設(shè)置格構(gòu)式型鋼3，格構(gòu)式型鋼的腹板設(shè)有孔洞6 ;再采用混凝土 4包裹碳纖維復(fù)合增強(qiáng)材料籠和型鋼3 ;在混凝土 4包裹層的外表面設(shè)有聚脲彈性體5。
[0027]實(shí)施例2:圖3為高耐久型混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的一種形式，該結(jié)構(gòu)構(gòu)件包含由耐堿型玻璃纖維復(fù)合增強(qiáng)材料縱筋I(lǐng)和交叉螺旋式纏繞在耐堿型玻璃纖維復(fù)合增強(qiáng)材料縱筋I(lǐng)外圍的耐堿型玻璃纖維復(fù)合增強(qiáng)材料布2組成的耐堿型玻璃纖維復(fù)合增強(qiáng)材料籠；在耐堿型玻璃纖維復(fù)合增強(qiáng)材料籠的內(nèi)部設(shè)置箱型型鋼3，再采用混凝土 4包裹耐堿型玻璃纖維復(fù)合增強(qiáng)材料籠和箱型型鋼3 ;在混凝土 4包裹層的外表面設(shè)有聚脲彈性體5。
[0028]實(shí)施例3:圖5為高耐久型混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的一種形式，該結(jié)構(gòu)構(gòu)件包含由碳纖維復(fù)合增強(qiáng)材料縱筋I(lǐng)和單向螺旋式纏繞在碳纖維復(fù)合增強(qiáng)材料縱筋I(lǐng)外圍的玄武巖纖維復(fù)合增強(qiáng)材料布2組成的纖維復(fù)合增強(qiáng)材料籠；在纖維復(fù)合增強(qiáng)材料籠的內(nèi)部設(shè)置圓鋼管3，再采用混凝土 4包裹纖維復(fù)合增強(qiáng)材料籠和圓鋼管3 ;在混凝土 4包裹層的外表面設(shè)有聚脲彈性體5。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高耐久型混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其特征是:該混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，包括:纖維復(fù)合增強(qiáng)材料縱筋、纖維復(fù)合增強(qiáng)材料布、型鋼、混凝土和聚脲彈性體；在纖維復(fù)合增強(qiáng)材料縱筋的外圍纏繞纖維復(fù)合增強(qiáng)材料布，構(gòu)成纖維復(fù)合增強(qiáng)材料籠，在纖維復(fù)合增強(qiáng)材料籠的內(nèi)部設(shè)置型鋼；采用混凝土包裹纖維復(fù)合增強(qiáng)材料籠和型鋼；在混凝土包裹層的外表面設(shè)有聚脲彈性體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高耐久型混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其特征是:所述的纖維復(fù)合增強(qiáng)材料縱筋為多根，并相互平行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高耐久型混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其特征是:所述的纖維復(fù)合增強(qiáng)材料為碳纖維復(fù)合增強(qiáng)材料、耐堿型玻璃纖維復(fù)合增強(qiáng)材料、芳綸纖維復(fù)合增強(qiáng)材料或玄武巖纖維復(fù)合增強(qiáng)材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高耐久型混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其特征是:所述的型鋼為實(shí)腹式型鋼或格構(gòu)式型鋼。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高耐久型混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其特征是:所述的纏繞為交叉式纏繞或單向纏繞。
【專利摘要】一種高耐久型混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，構(gòu)件包括：纖維復(fù)合增強(qiáng)材料縱筋、纖維復(fù)合增強(qiáng)材料布、型鋼、混凝土和聚脲彈性體；在纖維復(fù)合增強(qiáng)材料縱筋的外圍纏繞纖維復(fù)合增強(qiáng)材料布，構(gòu)成纖維復(fù)合增強(qiáng)材料籠，在纖維復(fù)合增強(qiáng)材料籠的內(nèi)部設(shè)置型鋼；采用混凝土包裹纖維復(fù)合增強(qiáng)材料籠和型鋼；在混凝土包裹層的外表面設(shè)有聚脲彈性體。通過(guò)采用纖維復(fù)合增強(qiáng)材料代替鋼筋以及在結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面噴涂聚脲彈性體來(lái)提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐久性，通過(guò)混凝土內(nèi)部放置型鋼來(lái)提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性，從而在保證構(gòu)件延性的前提下達(dá)到構(gòu)件高耐久性的目的。優(yōu)點(diǎn)：具有高耐久性；高延性和良好的經(jīng)濟(jì)性和加工性能；能夠充分發(fā)揮材料的力學(xué)性能。
【IPC分類】E01D19-00, E01D101-00, E04C3-00
【公開號(hào)】CN204386028
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420858189
【發(fā)明人】李賢 , 匡小波, 張?jiān)葡? 張鵬, 李新章
【申請(qǐng)人】中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2014年12月30日