CN104746801A - 一种预应力混凝土及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于预应力混凝土技术领域，具体来说，涉及到一种预应力混凝土及其施工方法。所述预应力混凝土包括预应力钢筋、环氧胶粘剂、混凝土和锚具；所述环氧胶粘剂位于预应力钢筋表面；所述预应力钢筋分布于混凝土结构内部，通过环氧胶粘剂与混凝土粘结成整体，其再通过锚具对混凝土施加预应力。与现有技术相比，本发明无需设置波纹管，增大了预应力混凝土构件的截面积，以单组份环氧胶粘剂为粘结材料，显著提高了预应力材料与混凝土的粘结性能，提升了预应力混凝土构件的受力性能；解决了预应力钢筋锈蚀对预应力混凝土构件耐久性造成的危害；无需灌浆，简化了施工工艺；以通电加热的方式固化，施工方便，效率高，质量稳定性好。

Description

一种预应力混凝土及其施工方法
技术领域
本发明属于预应力混凝土技术领域，具体来说，涉及到一种预应力混凝土及其施工方法。
背景技术
预应力混凝土结构因其优越的受力性能和耐久性已广泛应用于桥梁工程中，世界桥梁中70％以上都采用了预应力混凝土结构。预应力施工方法有先张法和后张法两种，采用先张法施工，其梁体的预制只能在张拉台座上进行，而且预应力钢筋只能采用直线形式布置，因此其应用不够广泛。采用后张法施工的预应力体系根据其与构件是否粘为一体，又分为有粘结预应力和无粘结预应力两种体系。无粘结预应力体系因其需要设置专门的转向装置、预应力钢筋与混凝土构件变形不协调、预应力钢筋在长期荷载的作用下容易产生疲劳、预应力损失较大等缺点而得不到广泛的使用。
有粘结预应力混凝土结构在桥梁、建筑中得到了广泛的应用。但是，预应力钢筋大多只能按多根一束布置，需预埋大直径的波纹管，消弱了结构的截面，而且在混凝土浇筑过程中易造成波纹管漏浆、堵管，导致预应力钢筋无法放置。同时预应力筋张拉完成后，要对预应力管道进行灌浆，实际操作中往往不可避免会出现压浆不饱满情况，造成以下一些病害：导致预应力筋的锈蚀、预应力筋的力学性能降低；减弱预应力筋和混凝土的协同工作能力等；由于波纹管注浆不饱满，造成构件的截面消弱；波纹管内的水泥浆渗水因冻胀而是混凝土构件沿波纹管开裂等众多病害，给预应力构件造成更大的安全隐患。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种施工简单、耐久性好的预应力混凝土及其施工方法。
本发明所述的一种预应力混凝土，所述预应力混凝土包括预应力钢筋、环氧胶粘剂、混凝土和锚具；所述环氧胶粘剂位于预应力钢筋表面；所述预应力钢筋分布于混凝土结构内部，通过环氧胶粘剂与混凝土粘结成整体，其再通过锚具对混凝土施加预应力。
本发明所述的一种碳纤维预应力混凝土，所述单组份环氧胶粘剂属于热致活单组份环氧胶粘剂，在100℃以下时，为粘稠状膏体，基本不固化，在120-160℃时，10-30分钟基本固化完全。
本发明所述的一种预应力混凝土，所述环氧胶粘剂按质量份计算，其原料包括100份的环氧树脂、5-10份的环氧活性稀释剂、8-15份的弹性改性剂、6-8份的热致活潜伏性固化剂、0.2份的消泡剂、100-150份的填料、1-3份的触变剂。
本发明所述的一种预应力混凝土，所述环氧树脂为液态双酚A型环氧树脂和/或液态双酚F型环氧树脂。
本发明所述的一种预应力混凝土，所述环氧活性稀释剂为丙烯基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、正丁基缩水甘油醚、聚乙二醇双缩水甘油醚、二缩水甘油醚中的一种或几种。
本发明所述的一种预应力混凝土，所述弹性改性剂为具有主链为柔性链段和端基为环氧基团的液体聚合物。
本发明所述的一种预应力混凝土，所述热致活潜伏性固化剂为胺化酰亚胺。
本发明所述的一种预应力混凝土，所述消泡剂为BYK-066N；所述触变剂为疏水型气相二氧化硅。
本发明所述的一种预应力混凝土，所述填料为100-400目石英砂、硅微粉、高岭土中的一种或几种。
本发明所述的预应力混凝土的施工方法，所述施工方法具体包括以下步骤：1)预应力钢筋涂胶：在预应力钢筋表面涂覆环氧胶粘剂，胶层厚度为3-5mm；2)预应力钢筋定位：将表面涂覆环氧胶粘剂的预应力钢筋按照施工图设计，固定到预应力构件已经编制好的钢筋骨架上；3)混凝土模板安装：将预应力锚固装置的预埋件安装就位后，将模板按照混凝土构件的设计尺寸安装好，并固定牢固；4)混凝土浇筑及养生：采用设计强度的混凝土进行浇筑，浇筑完成后按施工规范进行混凝土养生；5)预应力筋张拉：采用千斤顶张拉装置将预应力钢筋张拉到设计应力，然后锚固；6)预应力钢筋/混凝土粘结：采用供电装置给预应力钢筋两端通电，使其在电流作用下发热，保持预应力钢筋温度在120-160℃10-30分钟，即可停止供电，预应力混凝土构件施工完成。
与现有技术相比，本发明所述的预应力混凝土具有如下优点：无需设置波纹管，增大了预应力混凝土构件的截面积，有效提升了预应力混凝土构件的受力性能；无需灌浆，简化了施工工艺，避免了因灌浆施工缺陷导致预应力混凝土受力性能和耐久性的损失；采用单组份环氧胶粘剂代替水泥胶浆作为粘结材料，显著提高了预应力钢筋的防锈性能及与混凝土的粘结性能，提升了预应力混凝土构件的受力性能；采用预应力钢筋通电加热的方式激发单组份环氧胶粘剂的固化，施工方便，效率高，质量稳定性好。因此，本发明所述的预应力混凝土既适合工厂化预制又适合现场施工，施工工艺简便，产品质量稳定性好。实验证明，本发明对预应力混凝土结构的整体工作性能和耐久性都有很大的提升，延长其使用寿命，将在预应力技术领域发挥巨大的作用，市场前景广阔。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明所述的预应力混凝土及其施工方法做进一步说明，但是本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
本发明所述的一种预应力混凝土，所述预应力混凝土包括预应力钢筋、环氧胶粘剂、混凝土和锚具；所述环氧胶粘剂位于预应力筋表面；所述预应力钢筋分布于混凝土结构内部，通过环氧胶粘剂与混凝土粘结成整体，其再通过锚具对混凝土施加预应力；所述环氧胶粘剂按质量份计算，其原料包括100份的环氧树脂、5份的环氧活性稀释剂、8份的弹性改性剂、6份的热致活潜伏性固化剂、0.2份的消泡剂、100份的100目的石英砂、1份的触变剂。所述环氧树脂为液态双酚A型环氧树脂；环氧活性稀释剂为丙烯基缩水甘油醚；弹性改性剂为聚氨酯弹性改性剂QS-P24B，北京金岛奇士材料科技有限公司生产；热致活潜伏性固化剂为胺化酰亚胺；消泡剂为BYK-066N；触变剂为疏水型气相二氧化硅AEROSIL R974，赢创德固赛公司生产。
本发明所述的预应力混凝土的施工方法，所述施工方法具体包括以下步骤：1)预应力钢筋涂胶：在预应力钢筋表面涂覆环氧胶粘剂，胶层厚度为3mm；2)预应力钢筋定位：将表面涂覆环氧胶粘剂的预应力钢筋按照施工图设计，固定到预应力构件已经编制好的钢筋骨架上；3)混凝土模板安装：将预应力锚固装置的预埋件安装就位后，将模板按照混凝土构件的设计尺寸安装好，并固定牢固；4)混凝土浇筑及养生：采用设计强度的混凝土进行浇筑，浇筑完成后按施工规范进行混凝土养生；5)预应力筋张拉：采用千斤顶张拉装置将预应力钢筋张拉到设计应力，然后锚固；6)预应力钢筋/混凝土粘结：采用供电装置给预应力钢筋两端通电，使其在电流作用下发热，保持预应力钢筋温度在120-130℃30分钟，即可停止供电，预应力混凝土构件施工完成。
实施例2
本发明所述的一种预应力混凝土，所述预应力混凝土包括预应力钢筋、环氧胶粘剂、混凝土和锚具；所述环氧胶粘剂位于预应力钢筋表面；所述预应力钢筋分布于混凝土结构内部，通过环氧胶粘剂与混凝土粘结成整体，其再通过锚具对混凝土施加预应力；所述环氧胶粘剂按质量份计算，其原料包括100份的环氧树脂、8份的环氧活性稀释剂、10份的弹性改性剂、7份的热致活潜伏性固化剂、0.2份的消泡剂、130份的400目的硅微粉、2份的触变剂。该环氧胶粘剂还包括2质量份的红菇酮萜醇，该红菇酮萜醇提取自臭红菇Russula foetens子实体，其能辅助热致活潜伏性固化剂，使环氧胶粘剂有灵敏的固化点，缩小固化温度范围与固化时间。所述环氧树脂为等质量份的液态双酚A型环氧树脂和液态双酚F型环氧树脂；环氧活性稀释剂为等质量份的苯基缩水甘油醚和正丁基缩水甘油醚；弹性改性剂为聚氨酯弹性改性剂QS-P24B，北京金岛奇士材料科技有限公司生产；热致活潜伏性固化剂为胺化酰亚胺；消泡剂为BYK-066N；触变剂为疏水型气相二氧化硅AEROSIL R974，赢创德固赛公司生产。
本发明所述的预应力混凝土的施工方法，所述施工方法具体包括以下步骤：1)预应力钢筋涂胶：在预应力钢筋表面涂覆环氧胶粘剂，胶层厚度为4mm；2)预应力钢筋定位：将表面涂覆环氧胶粘剂的预应力钢筋按照施工图设计，固定到预应力构件已经编制好的钢筋骨架上；3)混凝土模板安装：将预应力锚固装置的预埋件安装就位后，将模板按照混凝土构件的设计尺寸安装好，并固定牢固；4)混凝土浇筑及养生：采用设计强度的混凝土进行浇筑，浇筑完成后按施工规范进行混凝土养生；5)预应力筋张拉：采用千斤顶张拉装置将预应力钢筋张拉到设计应力，然后锚固；6)预应力钢筋/混凝土粘结：采用供电装置给预应力钢筋两端通电，使其在电流作用下发热，保持预应力钢筋温度在120-126℃10分钟，即可停止供电，预应力混凝土构件施工完成。
实施例3
本发明所述的一种预应力混凝土，所述预应力混凝土包括预应力钢筋、环氧胶粘剂、混凝土和锚具；所述环氧胶粘剂位于预应力钢筋表面；所述预应力钢筋分布于混凝土结构内部，通过环氧胶粘剂与混凝土粘结成整体，其再通过锚具对混凝土施加预应力；所述环氧胶粘剂按质量份计算，其原料包括100份的环氧树脂、10份的环氧活性稀释剂、15份的弹性改性剂、8份的热致活潜伏性固化剂、0.2份的消泡剂、100份的300目的硅微粉、50份的120目的高岭土、3份的触变剂。所述环氧树脂为液态双酚F型环氧树脂；环氧活性稀释剂为聚乙二醇双缩水甘油醚；弹性改性剂为聚氨酯弹性改性剂QS-P24B，北京金岛奇士材料科技有限公司生产；热致活潜伏性固化剂为胺化酰亚胺；消泡剂为BYK-066N；触变剂为疏水型气相二氧化硅AEROSIL R974，赢创德固赛公司生产。
本发明所述的预应力混凝土的施工方法，所述施工方法具体包括以下步骤：1)预应力钢筋涂胶：在预应力钢筋表面涂覆环氧胶粘剂，胶层厚度为5mm；2)预应力钢筋定位：将表面涂覆环氧胶粘剂的预应力钢筋按照施工图设计，固定到预应力构件已经编制好的钢筋骨架上；3)混凝土模板安装：将预应力锚固装置的预埋件安装就位后，将模板按照混凝土构件的设计尺寸安装好，并固定牢固；4)混凝土浇筑及养生：采用设计强度的混凝土进行浇筑，浇筑完成后按施工规范进行混凝土养生；5)预应力筋张拉：采用千斤顶张拉装置将预应力钢筋张拉到设计应力，然后锚固；6)预应力钢筋/混凝土粘结：采用供电装置给预应力钢筋两端通电，使其在电流作用下发热，保持预应力钢筋温度在150-160℃10分钟，即可停止供电，预应力混凝土构件施工完成。
与现有技术相比，本发明所述的碳纤维预应力混凝土具有如下优点：无需设置波纹管，增大了预应力混凝土构件的截面积，有效提升了预应力混凝土构件的受力性能；无需灌浆，简化了施工工艺，避免了因灌浆施工缺陷导致预应力混凝土受力性能和耐久性的损失；采用单组份环氧胶粘剂代替水泥胶浆作为粘结材料，显著提高了预应力钢筋的防锈性能及与混凝土的粘结性能，提升了预应力混凝土构件的受力性能；采用预应力钢筋通电加热的方式激发单组份环氧胶粘剂的固化，施工方便，效率高，质量稳定性好。因此，本发明所述的碳纤维预应力混凝土既适合工厂化预制又适合现场施工，施工工艺简便，产品质量稳定性好。实验证明，本发明对预应力混凝土结构的整体工作性能和耐久性都有很大的提升，延长其使用寿命，将在预应力技术领域发挥巨大的作用，市场前景广阔。

Claims (10)

1.一种预应力混凝土，其特征在于，所述预应力混凝土包括预应力钢筋、环氧胶粘剂、混凝土和锚具；所述环氧胶粘剂位于预应力钢筋表面；所述预应力钢筋分布于混凝土结构内部，通过环氧胶粘剂与混凝土粘结成整体，其再通过锚具对混凝土施加预应力。
2.根据权利要求1所述的一种预应力混凝土，其特征在于，所述单组份环氧胶粘剂属于热致活单组份环氧胶粘剂，在100℃以下时，为粘稠状膏体，基本不固化，在120-160℃时，10-30分钟基本固化完全。
3.根据权利要求1所述的一种预应力混凝土，其特征在于，所述环氧胶粘剂按质量份计算，其原料包括100份的环氧树脂、5-10份的环氧活性稀释剂、8-15份的弹性改性剂、6-8份的热致活潜伏性固化剂、0.2份的消泡剂、100-150份的填料、1-3份的触变剂。
4.根据权利要求3所述的一种预应力混凝土，其特征在于，所述环氧树脂为液态双酚A型环氧树脂和/或液态双酚F型环氧树脂。
5.根据权利要求3所述的一种预应力混凝土，其特征在于，所述环氧活性稀释剂为丙烯基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、正丁基缩水甘油醚、聚乙二醇双缩水甘油醚、二缩水甘油醚中的一种或几种。
6.根据权利要求3所述的一种预应力混凝土，其特征在于，所述弹性改性剂为具有主链为柔性链段和端基为环氧基团的液体聚合物。
7.根据权利要求3所述的一种预应力混凝土，其特征在于，所述热致活潜伏性固化剂为胺化酰亚胺。
8.根据权利要求3所述的一种预应力混凝土，其特征在于，所述消泡剂为BYK-066N；所述触变剂为疏水型气相二氧化硅。
9.根据权利要求1所述的一种预应力混凝土，其特征在于，所述填料为100-400目石英砂、硅微粉、高岭土中的一种或几种。
10.一种预应力混凝土的施工方法，其特征在于，所述施工方法具体包括以下步骤：1)预应力钢筋涂胶：在预应力钢筋表面涂覆环氧胶粘剂，胶层厚度为3-5mm；2)预应力钢筋定位：将表面涂覆环氧胶粘剂的预应力钢筋按照施工图设计，固定到预应力构件已经编制好的钢筋骨架上；3)混凝土模板安装：将预应力锚固装置的预埋件安装就位后，将模板按照混凝土构件的设计尺寸安装好，并固定牢固；4)混凝土浇筑及养生：采用设计强度的混凝土进行浇筑，浇筑完成后按施工规范进行混凝土养生；5)预应力钢筋张拉：采用千斤顶张拉装置将预应力钢筋张拉到设计应力，然后锚固；6)预应力钢筋与混凝土粘结：采用供电装置给预应力钢筋两端通电，使其在电流作用下发热，保持预应力钢筋温度在120-160℃10-30分钟，即可停止供电，预应力混凝土构件施工完成。
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