一種采用新型組合界面的FRP型材—混凝土組合結構制造技術

本發明專利技術屬于混凝土結構技術領域，具體涉及一種采用新型組合界面的FRP型材—混凝土組合結構。該結構中包括FRP型材模板、FRP剪力鍵、界面樹脂層和混凝土；FRP剪力鍵設置于FRP型材模板表面；混凝土直接澆筑于FRP型材模板表面；FRP剪力鍵、FRP型材模板表面與現澆混凝土之間設有界面樹脂層。本發明專利技術所提供的新型組合界面的FRP型材—混凝土組合結構，制備過程簡便，易操作，同時具有較強的可設計性、結合了現有的濕粘結和鋼螺栓剪力鍵的技術優點，技術效果突出，可以較為有效的克服FRP型材與混凝土之間易剝離脫落、鋼螺栓剪力鍵易生銹且易對FRP型材造成打孔損壞的技術缺陷，利于FRP型材-混凝土組合結構的推廣應用。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術屬于混凝土結構
，具體涉及一種采用新型組合界面的FRP型材—混凝土組合結構。該結構中包括FRP型材模板、FRP剪力鍵、界面樹脂層和混凝土；FRP剪力鍵設置于FRP型材模板表面；混凝土直接澆筑于FRP型材模板表面；FRP剪力鍵、FRP型材模板表面與現澆混凝土之間設有界面樹脂層。本專利技術所提供的新型組合界面的FRP型材—混凝土組合結構，制備過程簡便，易操作，同時具有較強的可設計性、結合了現有的濕粘結和鋼螺栓剪力鍵的技術優點，技術效果突出，可以較為有效的克服FRP型材與混凝土之間易剝離脫落、鋼螺栓剪力鍵易生銹且易對FRP型材造成打孔損壞的技術缺陷，利于FRP型材-混凝土組合結構的推廣應用。【專利說明】一種采用新型組合界面的FRP型材一混凝土組合結構
本專利技術屬于混凝土結構
，具體涉及一種采用新型組合界面的FRP型材一 混凝土組合結構。
技術介紹
現有建筑施工技術中，由于鋼筋銹蝕所導致的基礎設施耐久性嚴重下降，造成了 巨大的經濟損失。統計數據表明，鋼筋和鋼材腐蝕所造成的經濟損失一般可達國民經濟總 產值（⑶P)的2?4%，如歐洲約為3%，美國和澳大利亞均為4. 2%，而波蘭則為6?10%，我國約 為6%。因而提高基礎設施耐久性是世界各國經濟和社會發展面臨的重要問題。 纖維增強復合材料（FiberReinforcedPolymer,簡稱FRP)的出現，為提升基礎設 施耐久性帶來了希望。與傳統的鋼材、鋼筋和混凝土等結構材料相比，FRP材料具有優異的 耐腐蝕性能、較高的比強度、比模量和較好的抗疲勞性能等顯著優點。 在FRP型材一混凝土組合結構中，FRP型材不僅可以作為混凝土結構的模板，還能 作為組合梁的抗彎增強材料，在提高混凝土結構耐久性的同時也可提升結構的安全性能， 因而在惡劣環境中使用時FRP型材一混凝土組合結構的性能優勢更為明顯。已有研究表 明，FRP型材一混凝土組合結構能夠較為充分的發揮FRP材料的輕質高強、耐腐蝕的優點以 及混凝土高抗壓強度的優勢，具有高耐久、重量輕、施工快速和耐疲勞等優點，是一種極具 應用潛力的結構形式。 FRP型材與混凝土的組合界面連接/粘結性能是FRP型材一混凝土組合結構的關 鍵問題。現有的FRP型材與混凝土之間常見的連接方式有：直接澆筑、環氧膠接干粘結界 面、鋼螺栓剪力鍵連接等方式。直接澆筑連接的FRP型材與混凝土的組合界面連接/粘結 能力往往較為有限；而純環氧膠粘結的FRP型材與混凝土的組合界面的承載力較低，容易 產生局部剝離；鋼螺栓剪力鍵連接方式則需要在FRP型材表面打孔，從而對型材造成一定 程度的削弱，同時鋼連接件存在著銹蝕問題。由于現有的FRP型材與混凝土的組合界面連 接方式的弊端在一定程度上限制了FRP型材一混凝土組合材料的推廣應用，因而有必要繼 續改進提高FRP型材與混凝土之間界面抗剪切承載力的連接方式。
技術實現思路
本專利技術目的在于提供一種采用新型組合界面的FRP型材一混凝土組合結構，所述 新型組合結構中FRP型材與混凝土組合界面之間采用一種新型連接方式，即新型組合結構 的組合界面處依靠剪力鍵提供的機械咬合力和濕粘結樹脂提供的粘結力共同承擔界面剪 力；本專利技術可以較好地解決FRP型材與混凝土界面之間易發生滑移失效的問題，使FRP型材 與混凝土共同受力和協同工作，同時又使得組合結構具有較好的耐久性能。 本專利技術所采取的技術方案如下： 一種采用新型組合界面的FRP型材一混凝土組合結構，包括FRP型材模板、FRP剪力鍵、 界面樹脂層和混凝土；FRP剪力鍵設置于FRP型材模板表面；混凝土直接澆筑于FRP型材模 板表面；FRP剪力鍵、FRP型材模板表面與現澆混凝土之間設有界面樹脂層； 所述界面樹脂層為濕粘結樹脂； 具體施工時，首先須在FRP型材模板表面包括剪力鍵表面布設濕粘結樹脂，在樹脂開 始發粘但尚未固化的時間段內，將混凝土澆筑于FRP型材模板表面；待樹脂完成固化反應 且混凝土達到設計強度后方可承重受力；新型組合結構的組合界面處依靠剪力鍵提供的機 械咬合力和濕粘結樹脂提供的粘結力共同承擔界面剪力。 所述采用新型組合界面的FRP型材一混凝土組合結構中，所述濕粘結樹脂為環氧 樹脂或乙烯基樹脂，濕粘結樹脂須選用在潮濕環境中仍然能夠固化的樹脂，樹脂固化后的 抗拉強度須達到30MPa以上；界面樹脂層即濕粘結樹脂層厚度宜為廣2mm。 所述采用新型組合界面的FRP型材一混凝土組合結構中，FRP剪力鍵的形狀為槽 形、工字形或L形；FRP剪力鍵在FRP型材模板表面宜呈點式均勻間隔分布，單個剪力鍵的 長度方向沿著垂直于剪切力的方向布置。當構件的剪跨區段內有較大的集中荷載時，可將 連接件的個數按剪力圖面積比例分配后再在各個剪跨段內各自均勻布置。 所述采用新型組合界面的FRP型材一混凝土組合結構中，FRP剪力鍵可在FRP型 材模板表面布設剪力鍵用纖維增強材料后，采用真空導入工藝浸潤樹脂基體，實現一體化 成型；或采用由拉擠成型的FRP槽形型材、FRP工字鋼型材、FRP角鋼型材切割成段制作成 相應形狀的FRP剪力鍵，然后用環氧樹脂將其粘結于FRP型材模板表面。 所述采用新型組合界面的FRP型材一混凝土組合結構，其特征在于，所述FRP型材 的纖維增強材料為GFRP(玻璃纖維)、BFRP(玄武巖纖維)、CFRP(碳纖維）或者以上纖維材 料的混雜纖維材料。 所述采用新型組合界面的FRP型材一混凝土組合結構中；FRP型材模板上所設置 剪力鍵數量和剪力鍵的間距根據界面處所需要達到的抗剪切承載力設計值計算得到，剪力 鍵數量的具體計算方法如下： (1)根據下述公式計算出新型組合界面的FRP型材一混凝土組合結構中FRP型材與混 凝土純濕粘結界面的承載力h;所述純濕粘結界面為FRP型材模板與混凝土之間僅依靠濕 粘結樹脂提供站結力： 【權利要求】1. 一種采用新型組合界面的FRP型材一混凝土組合結構，其特征在于，該結構包括FRP 型材模板、FRP剪力鍵、界面樹脂層和混凝土；FRP剪力鍵設置于FRP型材模板表面；混凝土 直接澆筑于FRP型材模板表面；FRP剪力鍵、FRP型材模板表面與混凝土之間設有界面樹脂 層；所述界面樹脂層為濕粘結樹脂。2. 如權利要求1所述采用新型組合界面的FRP型材一混凝土組合結構，其特征在于，所 述濕粘結樹脂為環氧樹脂或乙烯基樹脂；界面樹脂層厚度為1~2_。3. 如權利要求1所述采用新型組合界面的FRP型材一混凝土組合結構，其特征在于，所 述FRP剪力鍵為槽形、工字形或L形；在剪跨區段內，FRP剪力鍵在FRP型材模板表面點式 均勻間隔分布，單個剪力鍵的長度方向沿著垂直于剪切力的方向布置。4. 如權利要求3所述采用新型組合界面的FRP型材一混凝土組合結構，其特征在于， FRP剪力鍵在FRP型材模板表面一體化成型；或采用由FRP槽形型材、FRP工字鋼型材、FRP 角鋼型材切割成段制作成相應形狀的FRP剪力鍵，然后用環氧樹脂將其粘結于FRP型材模 板表面。5. 如權利要求1所述采用新型組合界面的FRP型材一混凝土組合結構，其特征在于，所 述FRP型材模板、FRP剪力鍵所用材質為GFRP、BF本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種采用新型組合界面的FRP型材—混凝土組合結構，其特征在于，該結構包括FRP型材模板、FRP剪力鍵、界面樹脂層和混凝土；FRP剪力鍵設置于FRP型材模板表面；混凝土直接澆筑于FRP型材模板表面；FRP剪力鍵、FRP型材模板表面與混凝土之間設有界面樹脂層；所述界面樹脂層為濕粘結樹脂。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張普，吳剛，高丹盈，朱虹，孟少平，
申請(專利權)人：鄭州大學，
類型：發明
國別省市：河南;41