一種高耐久型混凝土結構構件及其制作方法技術

一種高耐久型混凝土結構構件及其制作方法，屬于混凝土構件及其制作方法。構件包括：纖維復合增強材料縱筋、纖維復合增強材料布、型鋼、混凝土和聚脲彈性體；在纖維復合增強材料縱筋的外圍纏繞纖維復合增強材料布，構成纖維復合增強材料籠，在纖維復合增強材料籠的內部設置型鋼；采用混凝土包裹纖維復合增強材料籠和型鋼；在混凝土包裹層的外表面設有聚脲彈性體。通過采用纖維復合增強材料代替鋼筋以及在結構構件表面噴涂聚脲彈性體來提高結構構件的耐久性，通過混凝土內部放置型鋼來提高結構構件的延性，從而在保證構件延性的前提下達到構件高耐久性的目的。優點：具有高耐久性；高延性和良好的經濟性和加工性能；能夠充分發揮材料的力學性能。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】，屬于混凝土構件及其制作方法。構件包括：纖維復合增強材料縱筋、纖維復合增強材料布、型鋼、混凝土和聚脲彈性體；在纖維復合增強材料縱筋的外圍纏繞纖維復合增強材料布，構成纖維復合增強材料籠，在纖維復合增強材料籠的內部設置型鋼；采用混凝土包裹纖維復合增強材料籠和型鋼；在混凝土包裹層的外表面設有聚脲彈性體。通過采用纖維復合增強材料代替鋼筋以及在結構構件表面噴涂聚脲彈性體來提高結構構件的耐久性，通過混凝土內部放置型鋼來提高結構構件的延性，從而在保證構件延性的前提下達到構件高耐久性的目的。優點：具有高耐久性；高延性和良好的經濟性和加工性能；能夠充分發揮材料的力學性能。【專利說明】
本專利技術涉及一種混凝土構件及其制作方法，特別是。
技術介紹
如何有效地防止鋼筋銹蝕是腐蝕環境中(如煤炭工業環境和海洋環境中)鋼筋混凝土結構面臨的一大難題。鋼筋銹蝕已經成為導致全球鋼筋混凝土建筑物耐久性不足、過早破壞的最主要災害。多年以來，沿海建筑由于耐久性不良引起的事故時有發生，由此帶來的經濟損失和加固處理費用不斷增加。目前有大量鋼筋混凝土結構由鋼筋銹蝕引起混凝土開裂，保護層脫落而引起的事件很多，使其服務壽命遠低于設計值或預期值。國內外統計資料表明，鋼筋銹蝕造成結構損壞導致的經濟損失數額驚人。我國，近年來由鋼筋銹蝕引起的問題非常嚴重，例如交通部曾在1996年對我國港口工程混凝土結構的破壞狀況作過調查，結果表明，80%結構發生嚴重或較嚴重的鋼筋銹蝕破壞，而出現銹蝕破壞的時間僅僅有5年；1994年鐵路秋檢統計指出，在鐵路混凝土橋梁中有病害的有2675座，其中發生鋼筋銹蝕損傷的有722座，占27%。 纖維復合增強材料由于具有良好的耐腐蝕性能而逐步成為腐蝕環境下代替鋼筋的較好選擇，但是纖維復合增強材料與鋼筋之間的力學性能差異較大，纖維復合增強材料是一種線彈性材料，其應力-應變關系曲線沒有類似于鋼筋一樣的屈服點，因此配纖維復合增強材料筋的混凝土結構構件的破壞形態無論表現為混凝土壓碎還是纖維復合增強材料筋拉斷都屬于脆性破壞，而脆性破壞是工程結構必須避免的一種破壞形態。 存在問題:(1)普通鋼筋混凝土結構構件由于鋼筋的混凝土保護層厚度有限，鋼筋很容易銹蝕，從而導致結構的耐久性不足。(2)傳統的配纖維復合增強材料筋的混凝土結構構件的延性較差，結構極易發生脆性破壞。
技術實現思路
本專利技術的目的是要提供，解決腐蝕環境下現有鋼筋混凝土結構面臨的鋼筋銹蝕及配纖維復合增強材料筋的混凝土結構構件的脆性破壞的問題。 本專利技術的目的是這樣實現的:本專利技術的高耐久型混凝土結構構件，包括:纖維復合增強材料縱筋、纖維復合增強材料布、型鋼、混凝土和聚脲彈性體；在纖維復合增強材料縱筋的外圍纏繞纖維復合增強材料布，構成纖維復合增強材料籠，在纖維復合增強材料籠的內部設置型鋼；采用混凝土包裹纖維復合增強材料籠和型鋼；在混凝土包裹層的外表面設有聚脲彈性體。 所述的纖維復合增強材料縱筋為多根，并相互平行。 所述的纖維復合增強材料為碳纖維復合增強材料、耐堿型玻璃纖維復合增強材料、芳綸纖維復合增強材料或玄武巖纖維復合增強材料。 所述的型鋼為實腹式型鋼或格構式型鋼。 所述的纏繞為交叉式纏繞或單向纏繞。 本專利技術的高耐久型混凝土結構構件的制作方法為: a)按設計要求定位纖維復合增強材料縱筋，再將纖維復合增強材料布纏繞在纖維復合增強材料縱筋的外圍以形成纖維復合增強材料籠； b)將型鋼按設計位置放置在纖維復合增強材料籠的內部；再將纖維復合增強材料籠和型鋼放入模板內部； c)澆筑混凝土，待混凝土達到一定強度脫模，再在其外表面噴涂聚脲彈性體。 有益效果，本專利技術通過采用纖維復合增強材料代替鋼筋以及在結構構件表面噴涂聚脲彈性體來提高結構構件的耐久性，通過混凝土內部放置型鋼來提高結構構件的延性，從而在保證構件延性的前提下達到構件高耐久性的目的。與現有技術相比具有如下優勢: I)高耐久性。采用纖維復合增強材料代替鋼筋以及在結構構件表面噴涂聚脲彈性體從而保證結構構件的高耐久性。 2)高延性。在構件的核心配有型鋼，通過鋼材的良好的變形保證結構構件的延性。同時型鋼因其位于結構構件的核心而具有足夠的混凝土保護層厚度，從而可以免遭銹蝕。 3)良好的經濟性和加工性能。采用整體纖維復合增強材料布纏繞在纖維復合增強材料縱筋的外圍，其施工快捷方便，節省了因箍筋接頭過多而浪費材料。同時纖維復合增強材料布容易彎曲，避免了纖維復合增強材料箍筋彎曲成型時強度顯著退化的問題，從而可以充分發揮材料的力學性能。 【專利附圖】【附圖說明】 : 圖1為本實施例1的結構示意圖。 圖2為圖1的A-A剖面圖。 圖3為本實施例2的結構示意圖。 圖4為圖3的A-A剖面圖。 圖5為本實施例3的結構示意圖。 圖6為圖5的A-A剖面圖。 圖中:1_纖維復合增強材料縱筋；2_纖維復合增強材料布；3_型鋼；4_混凝土 ；5-聚脲彈性體；6-孔洞。 【具體實施方式】 本專利技術的高耐久型混凝土結構構件，包括:纖維復合增強材料縱筋、纖維復合增強材料布、型鋼、混凝土和聚脲彈性體；在纖維復合增強材料縱筋的外圍纏繞纖維復合增強材料布，構成纖維復合增強材料籠，在纖維復合增強材料籠的內部設置型鋼；采用混凝土包裹纖維復合增強材料籠和型鋼；在混凝土包裹層的外表面設有聚脲彈性體。 所述的纖維復合增強材料縱筋為多根，并相互平行；所述的纖維復合增強材料為碳纖維復合增強材料、耐堿型玻璃纖維復合增強材料、芳綸纖維復合增強材料或玄武巖纖維復合增強材料。 所述的型鋼為實腹式型鋼或格構式型鋼。所述的纏繞為交叉式纏繞或單向纏繞。 下面結合附圖對本專利技術的實施例作進一步的描述: 實施例1:圖1為高耐久型混凝土結構構件的一種形式，該結構構件包含由碳纖維復合增強材料縱筋I和交叉螺旋式纏繞在碳纖維復合增強材料縱筋I外圍的碳纖維復合增強材料布2組成的碳纖維復合增強材料籠；在碳纖維復合增強材料籠的內部設置格構式型鋼3，格構式型鋼的腹板設有孔洞6 ;再采用混凝土 4包裹碳纖維復合增強材料籠和型鋼3 ;在混凝土 4包裹層的外表面設有聚脲彈性體5。 本專利技術的高耐久型混凝土結構構件的制作方法為: a)按設計要求定位碳纖維復合增強材料縱筋I，再將碳纖維復合增強材料布2交叉纏繞在碳纖維復合增強材料縱筋I的外圍以形成碳纖維復合增強材料籠； b)將格構式型鋼3按設計位置放置在碳纖維復合增強材料籠的內部；再將碳纖維復合增強材料籠和格構式型鋼3放入模板內部； c)澆筑混凝土 4，待混凝土4達到一定強度脫模，再在其外表面噴涂聚脲彈性體5。 實施例2:圖3為高耐久型混凝土結構構件的一種形式，該結構構件包含由耐堿型玻璃纖維復合增強材料縱筋I和交叉螺旋式纏繞在耐堿型玻璃纖維復合增強材料縱筋I外圍的耐堿型玻璃纖維復合增強材料布2組成的耐堿型玻璃纖維復合增強材料籠；在耐堿型玻璃纖維復合增強材料籠的內部設置箱型型鋼3，再采用混凝土 4包裹耐堿型玻璃纖維復合增強材料籠和箱型型鋼3 ;在混凝土 4包裹層的外表面設有聚脲彈性體5。 本專利技術的高耐久型混凝土結構構件的制作方法為: a)按設計要求定位耐堿型玻璃纖維復合增強材料縱筋I，再將本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高耐久型混凝土結構構件，其特征是：該混凝土結構構件，包括：纖維復合增強材料縱筋、纖維復合增強材料布、型鋼、混凝土和聚脲彈性體；在纖維復合增強材料縱筋的外圍纏繞纖維復合增強材料布，構成纖維復合增強材料籠，在纖維復合增強材料籠的內部設置型鋼；采用混凝土包裹纖維復合增強材料籠和型鋼；在混凝土包裹層的外表面設有聚脲彈性體。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李賢，匡小波，張云霞，張鵬，李新章，
申請(專利權)人：中國礦業大學，
類型：發明
國別省市：江蘇;32