一種frp筋超高性能混凝土蓋板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于建筑材料領(lǐng)域，具體涉及一種FRP筋超高性能混凝土蓋板。
【背景技術(shù)】
[0002]超高性能混凝土，簡稱UHPC (Ultra-High Performance Concrete)，是過去三十年中最具創(chuàng)新性的水泥基工程材料，實(shí)現(xiàn)了工程材料性能的大跨越，它的其中一個(gè)代表是活性粉末混凝土。
[0003]活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete，簡寫為RPC):是由多元活性粉末摻合料、無機(jī)膠凝材料、連續(xù)級(jí)配細(xì)骨料、鋼纖維等混合纖維組成，通過最優(yōu)化級(jí)配設(shè)計(jì)，使材料內(nèi)部的缺陷(孔隙與微裂縫)減小到最少，具有超高強(qiáng)度、高韌性、高耐久性、高阻裂性和體積穩(wěn)定性良好的新型水泥基復(fù)合材料。由于活性粉末混凝土中鋼纖維的存在加強(qiáng)了水泥石的咬合作用，使該材料的抗拉強(qiáng)度得到大幅提高，達(dá)高強(qiáng)混凝土的4~6倍，極限拉伸應(yīng)變更是可達(dá)高強(qiáng)混凝土的70~80倍，斷裂韌性是普通混凝土的250多倍，其力學(xué)性能和變形能力明顯優(yōu)于普通混凝土和高強(qiáng)混凝土。因此該材料適用于對(duì)結(jié)構(gòu)有高強(qiáng)、輕質(zhì)、阻裂、耐久性要求的結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域。
[0004]超高性能混凝土蓋板，相比于傳統(tǒng)混凝土蓋板，承載能力和耐久性能都有了很大的提高，蓋板厚度也能得到減小，能有效解決傳統(tǒng)混凝土蓋板笨重不易檢修的問題。另外，由于超高性能混凝土的超高力學(xué)性能，可以使用抗拉強(qiáng)度更高的預(yù)應(yīng)力筋來替代普通鋼筋，并充分發(fā)揮其抗拉性能。盡管超高性能混凝土蓋板有如此多的優(yōu)點(diǎn)，但在偶然沖擊荷載或者長期荷載作用下，蓋板仍然存在開裂的問題，雖然它的承載能力還是能夠保證其正常工作，但是蓋板內(nèi)的鋼筋會(huì)隨著時(shí)間的推移而發(fā)生腐蝕，強(qiáng)度也會(huì)逐漸降低，這對(duì)蓋板承載能力的危害是十分嚴(yán)重的。在大多數(shù)情況下，蓋板是帶裂縫工作的，蓋板內(nèi)部的鋼筋腐蝕問題會(huì)造成很大的損失，這個(gè)問題在腐蝕性較強(qiáng)的環(huán)境中顯得尤為嚴(yán)峻。
[0005]FRP筋(玻璃纖維筋、玄武巖纖維筋、碳纖維筋等)作為一種新型的受力筋，具有良好的耐腐蝕性能，同時(shí)具有密度小等優(yōu)點(diǎn)，但是其力學(xué)性能和與混凝土的粘結(jié)性能與鋼筋都有較大的不同，目前仍是研宄的熱點(diǎn)。將纖維筋替換鋼筋應(yīng)用于蓋板中，將能很好地解決鋼筋腐蝕的問題，蓋板即使開裂也能繼續(xù)正常工作。
[0006]但FRP筋具有輕質(zhì)的特點(diǎn)，在蓋板成型的時(shí)候會(huì)上浮到混凝土表面甚至突起，造成蓋板底部保護(hù)層厚度不足甚至FRP筋直接暴露在蓋板外，從而影響蓋板的承載能力和抗裂性能。另外，超高性能混凝土蓋板一般要求行人蓋板厚度控制在50mm以內(nèi)，成型模具也采用塑料模具，無法預(yù)先將FRP筋固定在蓋板內(nèi)部適當(dāng)?shù)奈恢?。在?shí)際生產(chǎn)中，對(duì)于厚度較薄的蓋板，一般采用吊筋的辦法將鋼筋網(wǎng)片懸掛在蓋板內(nèi)部，但是此方法對(duì)于FRP筋并不適用，原因在于FRP筋的重量輕而容易受混凝土的影響而上下移動(dòng)。當(dāng)混凝土流動(dòng)度過大，F(xiàn)RP筋會(huì)被混凝土浮起至表面甚至突起，這樣不僅會(huì)影響蓋板的外觀，還會(huì)影響蓋板的承載能力和抗裂性能；當(dāng)混凝土流動(dòng)度過小，F(xiàn)RP筋與混凝土之間的粘結(jié)性和整體性也就無法保證，同時(shí)成型也會(huì)十分困難?！緦?shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型的目的在于提供了一種FRP筋超高性能混凝土蓋板，利用FRP筋的高抗拉強(qiáng)度及強(qiáng)耐腐蝕能力，取代傳統(tǒng)超高性能混凝土蓋板內(nèi)部的鋼筋網(wǎng)片，即使蓋板開裂也不用擔(dān)心內(nèi)部的FRP筋被銹蝕，能夠有效增長蓋板的使用壽命且不會(huì)讓承載能力降低，同時(shí)還能減輕結(jié)構(gòu)自重，降低結(jié)構(gòu)維護(hù)費(fèi)用，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。
[0008]本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種上述FRP筋超高性能混凝土蓋板的制備方法，其不僅能夠省去將鋼筋網(wǎng)片吊起留出上下保護(hù)層厚度的步驟，同時(shí)也能夠解決FRP筋因質(zhì)輕而上浮的問題，保證了蓋板的承載能力和抗裂性不受影響。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型可以采取如下技術(shù)方案:
[0010]一種FRP筋超高性能混凝土蓋板，包括超高性能混凝土層，所述超高性能混凝土層內(nèi)距離蓋板下端面10~20mm、距離蓋板四側(cè)邊10~20mm的位置設(shè)置有平行于蓋板下端面的FRP筋網(wǎng)片，所述FRP筋網(wǎng)片由縱向設(shè)置的受力筋和橫向設(shè)置的分布筋綁扎組成，所述分布筋位于受力筋上方。
[0011]進(jìn)一步地，所述受力筋直徑為6~20mm，受力筋直徑比分布筋大2mm以上。
[0012]進(jìn)一步地，所述受力筋的兩端設(shè)置有墩頭，所述墩頭的外徑為受力筋直徑的1.3-2.0 倍。
[0013]進(jìn)一步地，所述FRP筋采用玻璃纖維筋、玄武巖纖維筋或碳纖維筋。
[0014]進(jìn)一步地，所述FRP筋超高性能混凝土蓋板的厚度小于等于60mm。
[0015]進(jìn)一步地，所述超高性能混凝土的抗壓強(qiáng)度大于等于140MPa。
[0016]本實(shí)用新型的第二個(gè)目的是提供一種FRP筋超高性能混凝土蓋板的制備方法，包括步驟:
[0017]I)按照蓋板的尺寸和保護(hù)層厚度，選擇作為分布筋和受力筋的FRP筋尺寸；
[0018]2)將分布筋和受力筋綁扎成網(wǎng)片，分布筋和受力筋在節(jié)點(diǎn)處緊密連接；
[0019]3)將綁扎好的FRP筋網(wǎng)片放入模具模腔內(nèi)，放置時(shí)受力筋朝上，分布筋緊貼模腔底面，四邊各留出10~20mm的保護(hù)層厚度；
[0020]4)制備流動(dòng)度范圍為130mm~160mm的超高性能混凝土，所述流動(dòng)度參考水泥膠砂跳桌流動(dòng)度實(shí)驗(yàn)進(jìn)行，但跳桌不跳動(dòng)；
[0021]5)將拌合好的超高性能混凝土傾倒注入模具模腔中，振動(dòng)成型后抹平蓋板外表面，F(xiàn)RP筋網(wǎng)片能剛好被控制在蓋板內(nèi)部并自動(dòng)留出符合要求的上下保護(hù)層厚度；
[0022]6)將蓋板連同模具進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，脫模后繼續(xù)養(yǎng)護(hù)至性能滿足要求，得到FRP筋超高性能混凝土蓋板。
[0023]進(jìn)一步地，所述步驟6)具體包括:將蓋板連同模具進(jìn)行蒸汽養(yǎng)護(hù)，環(huán)境溫度保持為40°C養(yǎng)護(hù)24小時(shí)，之后取出拆模；再在85°C條件下繼續(xù)養(yǎng)護(hù)48小時(shí)，得到FRP筋超高性能混凝土蓋板。
[0024]本實(shí)用新型提供的FRP筋超高性能混凝土蓋板及其制備方法，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0025]I)利用FRP筋的高抗拉強(qiáng)度及強(qiáng)耐腐蝕能力，取代傳統(tǒng)超高性能混凝土蓋板內(nèi)部的鋼筋網(wǎng)片，即使蓋板開裂也不用擔(dān)心內(nèi)部的FRP筋被銹蝕，能夠有效增長蓋板的使用壽命且不會(huì)讓承載能力降低，同時(shí)還能減輕結(jié)構(gòu)自重，降低結(jié)構(gòu)維護(hù)費(fèi)用，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。
[0026]2)通過控制超高性能混凝土的流動(dòng)度范圍來使蓋板自動(dòng)留出上下保護(hù)層厚度，不僅能夠省去將網(wǎng)片吊起留出上下保護(hù)層厚度的步驟，同時(shí)也能夠解決FRP筋因質(zhì)輕而上浮的問題，保證了蓋板的承載能力和抗裂性不受影響。
[0027]本實(shí)用新型將在建筑、電力等領(lǐng)域發(fā)揮巨大作用，應(yīng)用前景廣闊。
【附圖說明】
[0028]圖1本實(shí)用新型實(shí)施例的FRP筋超高性能混凝土蓋板配筋俯視示意圖。
[0029]圖2為圖1中A-A向剖視示意圖。
[0030]圖3為圖1中B-B向剖視示意圖。
[0031]圖中所示為:1-受力筋；2_分布筋；3_超高性能混凝土層。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的目的作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，實(shí)