碳纖維布預約束超高性能混凝土柱的制造方法技術

本發明專利技術公開了一種碳纖維布預約束超高性能混凝土柱的制造方法，屬于建筑結構領域，用碳纖維布制成封閉的圓柱筒，并在其中的一個圓形面上開設填料孔和充氣孔；密封填料孔并通過充氣孔向封閉的圓柱筒內充入壓縮空氣至形成直立飽滿的空腔圓柱體；通過填料孔分層填入活性粉末混凝土RPC至填滿圓柱體，并振搗密實，形成活性粉末混凝土RPC柱；在活性粉末混凝土RPC柱的上下底面施加一定的壓力；在一定的溫度下使用蒸汽對活性粉末混凝土RPC柱進行養護至合適的時間；移除壓力并停止蒸汽養護，對活性粉末混凝土RPC柱進行混凝土標準養護形成成品柱；在成品柱的側壁涂防火涂層，在活性粉末混凝土達到極限應變時碳纖維布充分達到強度，在結構破壞時強度得到充分利用。

Manufacturing method of carbon fiber cloth pre restrained ultra-high performance concrete column

The invention discloses a method for manufacturing carbon fiber pre constrained ultra high performance concrete column, which belongs to the field of building structure, the use of carbon fiber cloth cylinder is closed, and open the filling hole and filled holes in a circular surface of the sealing filler hole; and the formation of the hollow cylinder to cylinder full upright enclosed inside is filled with compressed air to air through holes; through hole filler fill layered reactive powder concrete RPC to fill the cylinder, and the vibration compacting, the formation of reactive powder concrete in column RPC column; RPC reactive powder concrete on the bottom surface of applying certain pressure; maintenance to the appropriate time of reactive powder concrete the RPC column using steam at a certain temperature; remove the pressure and stop steam curing of reactive powder concrete RPC column concrete standard curing to form product in the product column; The side wall of the column is coated with fireproof coating. When the reactive powder concrete reaches the ultimate strain, the carbon fiber cloth reaches the full strength, and the strength is fully utilized when the structure is broken.

【技術實現步驟摘要】
碳纖維布預約束超高性能混凝土柱的制造方法
本專利技術屬于建筑結構加固領域，尤其涉及一種碳纖維布預約束超高性能混凝土柱的制造方法。
技術介紹
在建筑結構中，柱子是建筑物重要的受力支承構件，用以支承梁、桁架、樓板等，而鋼筋混凝土結構的柱子在眾多的建筑中應用最為廣泛。但是由于鋼筋混凝土柱的承載力、延性以及抗震等性能的有限，經過不斷的研究，鋼管混凝土在勁性鋼筋混凝土及螺旋配筋混凝土的基礎上演變和發展起來，在土木建筑工程中應用已有近百年的歷史。但是鋼管混凝土中混凝土的性能是其整體的關鍵所在，隨著現代建筑工程對建筑材料和建筑結構的要求越來越高，對于高性能混凝土的研究也就越來越多，活性粉末混凝土（RPC）便是其中之一。通過數據資料可知，活性粉末混凝土（RPC）的泊松比0.22，而鋼材的泊松比為0.3，導致在軸壓力作用下，鋼管的橫向變形大于活性粉末混凝土（RPC）的橫向變形，因此不能使用鋼管約束RPC。經過不斷的探索，發現碳纖維布性能優越，其抗拉強度為鋼材的10倍，彈性模量與鋼材相當，且其密度僅為鋼材的1／5。以碳纖維布為模板澆筑活性粉末混凝土（RPC）柱，使碳纖維布包裹保護內部RPC，是一種較為新穎的結構組成思路。但是，若不對碳纖維布施加預拉伸，則活性粉末混凝土達到極限應變時碳纖維布并未充分達到強度，所以兩者并未得到充分利用。通過文獻檢索，目前國內外相關機構及眾多學者對碳纖維布和RPC這兩種材料分別進行了大量的研究，但尚未見到將其二者相結合制成預約束RPC柱的研究。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供一種碳纖維布預約束超高性能混凝土柱的制造方法，通過將碳纖維布制成圓柱體模板，向其中填入活性粉末混凝土RPC，并進行預壓使得RPC獲得預壓力、碳纖維布獲得預拉力，使RPC柱獲得碳纖維布的預約束，其強度得到增大，碳纖維布也因預拉伸，兩者的強度達到最大，在結構破壞時強度得到充分利用。為解決上述技術問題，本專利技術所采取的技術方案是：一種碳纖維布預約束超高性能混凝土柱的制造方法，用碳纖維布制成封閉的圓柱筒，并在其中的一個圓形面上開設填料孔和充氣孔，并將該圓形面作為頂面；密封填料孔并通過充氣孔向封閉的圓柱筒內充入壓縮空氣至形成直立飽滿的空腔圓柱體；通過填料孔分層填入活性粉末混凝土RPC至填滿圓柱體，并振搗密實，形成活性粉末混凝土RPC柱；在活性粉末混凝土RPC柱的上下底面施加一定的壓力；保持上述壓力，在一定的溫度下使用蒸汽對活性粉末混凝土RPC柱進行養護至合適的時間；移除壓力并停止蒸汽養護，對活性粉末混凝土RPC柱進行混凝土標準養護形成成品柱；在成品柱的側壁涂防火涂層。進一步地，用碳纖維布制成封閉的圓柱筒中，為內外兩層同心的封閉的圓柱筒，密封填料孔開設在內外層構成的圓環面上，充氣孔為兩個，一個開設在所述的圓環面上，一個開設在與所述圓環面在同一面的內層的圓形面上，充入壓縮空氣后形成內圓柱體和外面的環形柱體，從填料孔填入的活性粉末混凝土RPC進入環形柱體內，填滿搗實后形成中空的活性粉末混凝土RPC柱。進一步地，形成的所述活性粉末混凝土RPC柱的直徑D為150mm-300mm。進一步地，所述的碳纖維布的強度在3500MPa-4500MPa之間，彈性模量在210GPa-260GPa之間，極限抗拉應變在0.015-0.02之間。進一步地，通過所述填料孔填入活性粉末混凝土RPC為分層填入，每層填入高度10cm-20cm，并進行分層搗實。進一步地，所述活性粉末混凝土RPC的配合比為硅酸鹽水泥：硅灰：石英砂：石英粉：鋼纖維：水=1:(0.25-0.35):(1.1-1.5):(0.3-0.4):(0.17-0.28):(0.17-0.28)，并且摻加高效減水劑使坍落度在20mm-50mm左右。進一步地，在所述活性粉末混凝土RPC柱的上下底面所施加的壓力在11D2-15D2之間，以mm為單位。進一步地，使用蒸汽時，溫度不低于90℃，蒸汽養護時間為3-5天。進一步地，所述的混凝土標準養護的溫度為20℃2℃，相對濕度95%的條件下養護28天。采用上述技術方案所產生的有益效果在于：1、本專利技術利用碳纖維布制成封閉的圓柱結構并充入壓縮空氣，形成中空的圓柱體，在圓柱體內填入活性粉末混凝土RPC，進行預壓，使得活性粉末混凝土達到極限應變時碳纖維布充分達到強度，其中碳纖維布既可用作模板，又因預拉伸使得其強度可以充分利用，也因受預拉力從而預約束活性粉末混凝土RPC，使得形成的活性粉末混凝土RPC柱整體強度更高，兩者得到充分利用。2、由于活性粉末混凝土RPC受到預壓力，而又受到碳纖維布的預約束，使得活性粉末混凝土RPC在承受實際荷載后，因受預壓力而強度增大，延性更好。3、本專利技術的制造方法簡便，原理清晰明了，形成的活性粉末混凝土RPC成品柱的強度可靠。附圖說明圖1是采用本專利技術制造的活性粉末混凝土RPC柱的實施例一的示意圖；圖2是采用本專利技術制造的活性粉末混凝土RPC柱的剖面受力示意圖；圖3是采用本專利技術制造的活性粉末混凝土RPC柱的實施例二的示意圖；圖4是采用本專利技術制造的活性粉末混凝土RPC柱的實施例二的剖視圖；圖中：1、填料孔；2、充氣孔。具體實施方式下面結合附圖和具體實施方式對本專利技術作進一步詳細的說明。實施例一參見圖1，為本專利技術提供的碳纖維布預約束超高性能混凝土柱的制造方法的具體實施例之一，圖2示出了采用本專利技術制造的活性粉末混凝土RPC柱的剖面受力示意圖，用碳纖維布制成封閉的圓柱筒，并在其中的一個圓形面上開設填料孔1和充氣孔2，并將該圓形面作為頂面；密封填料孔1并通過充氣孔2向封閉的圓柱筒內充入壓縮空氣至形成直立飽滿的空腔圓柱體；通過填料孔1分層填入活性粉末混凝土RPC至填滿圓柱體，并振搗密實，形成活性粉末混凝土RPC柱；在活性粉末混凝土RPC柱的上下底面施加一定的壓力；保持上述壓力，在一定的溫度下使用蒸汽對活性粉末混凝土RPC柱進行養護至合適的時間；移除壓力并停止蒸汽養護，對活性粉末混凝土RPC柱進行混凝土標準養護形成成品柱；在成品柱的側壁涂防火涂層。本專利技術利用碳纖維布制成封閉的圓柱結構并充入壓縮空氣，形成中空的圓柱體，在圓柱體內填入活性粉末混凝土RPC，進行預壓，使得活性粉末混凝土達到極限應變時碳纖維布充分達到強度，其中碳纖維布既可用作模板，又因預拉伸使得其強度可以充分利用，也因受預拉力從而預約束活性粉末混凝土RPC，使得形成的活性粉末混凝土RPC柱整體強度更高，兩者得到充分利用；由于活性粉末混凝土RPC受到預壓力，而又受到碳纖維布的預約束，使得活性粉末混凝土RPC在承受實際荷載后，因受預壓力而強度增大，延性更好。進一步地，本專利技術實施例提供的纖維布預約束超高性能混凝土柱的制造方法的具體實施方式，形成的活性粉末混凝土RPC柱的直徑D為150mm-300mm。進一步地，本專利技術實施例提供的纖維布預約束超高性能混凝土柱的制造方法的具體實施方式，選用的碳纖維布的強度在3500MPa-4500MPa之間，彈性模量在210GPa-260GPa之間，極限抗拉應變在0.015-0.02之間。進一步地，本專利技術實施例提供的纖維布預約束超高性能混凝土柱的制造方法的具體實施方式，通過填料孔1填入活性粉末混凝土RPC為分層填入，每層填入高度10cm-20cm，并進行分層搗實。進一本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種碳纖維布預約束超高性能混凝土柱的制造方法，其特征在于，用碳纖維布制成封閉的圓柱筒，并在其中的一個圓形面上開設填料孔和充氣孔，并將該圓形面作為頂面；密封填料孔并通過充氣孔向封閉的圓柱筒內充入壓縮空氣至形成直立飽滿的空腔圓柱體；通過填料孔分層填入活性粉末混凝土RPC至填滿圓柱體，并振搗密實，形成活性粉末混凝土RPC柱；在活性粉末混凝土RPC柱的上下底面施加一定的壓力；保持上述壓力，在一定的溫度下使用蒸汽對活性粉末混凝土RPC柱進行養護至合適的時間；移除壓力并停止蒸汽養護，對活性粉末混凝土RPC柱進行混凝土標準養護形成成品柱；在成品柱的側壁涂防火涂層。

【技術特征摘要】
1.一種碳纖維布預約束超高性能混凝土柱的制造方法，其特征在于，用碳纖維布制成封閉的圓柱筒，并在其中的一個圓形面上開設填料孔和充氣孔，并將該圓形面作為頂面；密封填料孔并通過充氣孔向封閉的圓柱筒內充入壓縮空氣至形成直立飽滿的空腔圓柱體；通過填料孔分層填入活性粉末混凝土RPC至填滿圓柱體，并振搗密實，形成活性粉末混凝土RPC柱；在活性粉末混凝土RPC柱的上下底面施加一定的壓力；保持上述壓力，在一定的溫度下使用蒸汽對活性粉末混凝土RPC柱進行養護至合適的時間；移除壓力并停止蒸汽養護，對活性粉末混凝土RPC柱進行混凝土標準養護形成成品柱；在成品柱的側壁涂防火涂層。2.根據權利要求1所述的碳纖維布預約束超高性能混凝土柱的制造方法，其特征在于，用碳纖維布制成封閉的圓柱筒中，為內外兩層同心的封閉的圓柱筒，密封填料孔開設在內外層構成的圓環面上，充氣孔為兩個，一個開設在所述的圓環面上，一個開設在與所述圓環面在同一面的內層的圓形面上，充入壓縮空氣后形成內圓柱體和外面的環形柱體，從填料孔填入的活性粉末混凝土RPC進入環形柱體內，填滿搗實后形成中空的活性粉末混凝土RPC柱。3.根據權利要求1或2所述的碳纖維布預約束超高性能混凝土柱的制造方法，其特征在于，形成的所述活性粉末混凝土RPC柱的直徑D為150mm-300mm。4.根據權利要求1或2所述的碳纖維布預約束超...

【專利技術屬性】
技術研發人員：戴鵬，吳立朋，梁甜甜，喬文濤，房思思，
申請(專利權)人：石家莊鐵道大學，
類型：發明
國別省市：河北,13