CN105780738A - 纤维筋混凝土水工闸门及其制作方法 - Google Patents

纤维筋混凝土水工闸门及其制作方法 Download PDF

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CN105780738A CN201610314586.8A CN201610314586A CN105780738A CN 105780738 A CN105780738 A CN 105780738A CN 201610314586 A CN201610314586 A CN 201610314586A CN 105780738 A CN105780738 A CN 105780738A
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董树果
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王新星
陈诚
杨光辉
夏珺
刘蕾
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    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
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    • E02B7/00Barrages or weirs; Layout, construction, methods of, or devices for, making same
    • E02B7/20Movable barrages; Lock or dry-dock gates

Abstract

本发明的主要目的在于解决水利工程中水工闸门存在的问题,提供一种具有价格低廉、抗腐蚀、抗老化、绝缘、耐高温(>880℃)、耐低温(<‑200℃)的纤维筋混凝土水工闸门。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种纤维筋混凝土水工闸门,由混凝土和纤维筋骨架组成,混凝土整体包裹住纤维筋骨架,混凝土表面设置有纤维布层,纤维布层表面设置有防腐涂料层。纤维筋骨架由若干组横向等距设置的群环筋与若干组纵向等距设置的环形筋构成,环形筋与群环筋的交叉部通过线材绑扎固定。本发明的有益效果在于:本纤维筋混凝土水工闸门,结构设计合理,制作工艺简便易行,设计形式新颖、简洁,水工闸门的结构受力明确、强度高、抗渗能力强。

Description

纤维筋混凝土水工闸门及其制作方法
技术领域
本发明涉及水利工程建设技术领域,尤其涉及一种纤维筋混凝土水工闸门及其制作方法。
背景技术
目前大中型水闸主要采用水工钢闸门与水工铸铁闸门,另外还有一些木结构闸门,以及少量钢丝网水泥闸门。这些传统的闸门由于受水位变化影响,经常处于湿干交替环境中和空气或水中各种化学介质易产生电化学作用,闸门的锈蚀和腐蚀情况很严重,寿命短,造成金属水工闸门维修和更新费用很高,并且随之带来金属水工闸门的安全性和可靠性大大降低,对防洪排涝的安全性构成威胁等诸多问题。近年来虽有不少利用碳纤维、玻璃纤维等对水泥混凝土类闸门进行增强增韧的科学研究以及工程应用,利用了碳纤维材料强度高,体积小,重量轻的性能优点,但是其抗氧化性能较差,与金属复合会产生金属碳化,渗碳,电化学腐蚀等现象一直未能彻底解决,并且其价格过于昂贵;而采用玻璃纤维为主要材料的闸门,其强度和弹性模量低,耐碱性及抗腐蚀性较差,在极端情况下缺乏耐久性,均不适宜在水工闸门领域广泛推广,如何找到一种性价比较高的材料替代钢筋材料防止闸门的锈蚀,这是水利工程的水工闸门亟待解决的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于解决水利工程中水工闸门存在的问题,提供一种具有价格低廉、抗腐蚀、抗老化、绝缘、耐高温(>880℃)、耐低温(<-200℃)的纤维筋混凝土水工闸门。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:由至少20束以上浸渍树脂胶的玄武岩纤维丝缠绕制成环形筋和群环筋构成纤维筋骨架,横向等距设置群环筋,纵向等距设置环形筋,用玄武岩纤维线材绑扎环形筋与群环筋的交叉部,构成闸门的纤维筋骨架。
纤维筋混凝土水工闸门一般情况下横向设置群环筋,纵向设置环形筋,根据设计要求也可以纵向设置群环筋,横向设置环形筋。用群环筋和环形筋按照设计要求绑扎成各种结构不同的闸门所需要的纤维筋骨架,也可以根据设计要求多层设置群环筋和环形筋,绑扎成多层的纤维筋骨架。主要是根据闸门承受布水压力的荷载设置群环筋,越靠近中部布水压力的荷载越高,在环形筋和群环筋的交叉部用玄武岩线材进行绑扎,在绑扎后的交叉部涂刷树脂胶,待固化后使交叉部成为一体,提高纤维筋骨架的整体强度。
根据河道的基础数据资料确定闸门的孔口形式、主要尺寸和作用荷载。将纤维筋混凝土水工闸门沿水平方向分成若干叠加梁,就每一根梁根据其所受的荷载,分别进行配筋设计。玄武岩纤维筋混凝土结构设计借鉴钢筋混凝土结构设计原理,先按照钢筋混凝土结构设计方法进行配筋,然后按照玄武岩纤维筋和钢筋的抗拉强度进行截面面积换算,得出所需的玄武岩纤维筋的截面面积。按照设计要求的形式和数量布置玄武岩纤维筋,并绑扎成玄武岩纤维筋骨架。依据玄武岩纤维环筋的应用效果,作为纵向主筋的玄武岩纤维环筋的直径不应过小,否则不能保证纤维丝有效的共同受力;玄武岩纤维环筋的间距不应太大,这样整体结构受力更为均匀。
混凝土整体包裹住纤维筋骨架,构成闸门,混凝土表面设置玄武岩纤维布层和防腐涂料层。
将纤维筋骨架放入模板,浇筑混凝土或其他材料制作成闸门。混凝土采用C25混凝土,混凝土中的骨料可采用轻骨料,减轻混凝土的重量,例如:陶粒混凝土等;为提高混凝土的抗微裂能力和抗冻融能力,可在混凝土内配置玄武岩短纤维。根据结构计算,玄武岩碳纤维环筋的强度已完全满足设计要求,为防止混凝土的碳化及有害介质的侵害,同时也为了提高闸门的耐久性,在混凝土的表面粘贴玄武岩纤维布,加强混凝土的自身的强度和抗老化能力,延长闸门的使用寿命。在纤维布上涂刷防腐防腐涂料,加强闸门的耐腐蚀性能,耐老化性能和防水性能。
环形筋呈扁长圆形封闭环状,环形筋的两端部为U型,环形筋的两侧中部平直。
把纤维筋制作成扁长圆形封闭的环形筋,中部平直,相对平行,环形筋的高度和长度应小于闸门的高度和长度,能够包裹在闸门的构件内;环形筋的形状可以不拘一格,可采用矩形、圆形、椭圆形、多边形等,关键是必须封闭成环形,有利于在混凝土闸门的构件中受拉,而不会产生滑移。
群环筋由若干个环形筋多重平行缠绕包裹,外圈的环形筋的中部内侧与相邻的内圈的环形筋的外侧缠绕相连接,外圈的环形筋的两端部长于相邻的内圈的环形筋,连续设置若干个外圈的环形筋包裹相邻的环形筋,内圈的环形筋的两侧平直部与相邻的外圈的环形筋中部两侧平直部缠绕连接成一体构成群环相连的群环筋。
把单个的扁长圆形封闭的环形筋作为内圈的环形筋,将两端部长于内圈的环形筋作为相邻的外圈的环形筋,可连续设置若干个两端部长于相邻的内圈环形筋的外圈环形筋。外圈的环形筋包裹相邻的环形筋,使得群环相连构成群环筋,群环筋可以加强环形筋的抗拉、抗绕的强度。
至少两榀以上的群环筋之间等距的设置若干榀环形筋,横向等距设置群环筋,纵向等距设置环形筋,用线材绑扎环形筋与群环筋的交叉部,制成纤维筋骨架。
用群环筋与环形筋按照设计要求绑扎成各种结构不同的闸门构件所需要的玄武岩纤维筋骨架,也可以根据设计的要求多层设置群环筋和环形筋,绑扎成多层的纤维筋骨架。在环形筋与群环筋的交叉部用玄武岩纤维线材进行绑扎,在绑扎后的交叉部涂刷树脂胶,待固化后使交叉部成为一体,提高纤维筋骨架的整体强度。一般情况下横向设置群环筋,纵向设置环形筋;根据设计要求也可以纵向设置群形筋,横向设置环形筋。
制作设计要求的闸门的模板,将纤维筋骨架放入闸门的模板内,浇筑预制的混凝土,捣固混凝土使混凝土密实,纤维筋骨架在混凝土内与混凝土形成一体。
按照闸门的设计要求设定长度、宽度和厚度的尺寸,制作闸门的木模板;将绑扎好的纤维筋骨架放入木模,浇筑混凝土或其他材料制作成闸门的预制构件。混凝土按照设计要求的强度等级进行配比,混凝土采用C25混凝土,混凝土中的骨料可采用轻骨料,减轻混凝土的重量,例如:陶粒混凝土等;同时,为了提高混凝土的抗微裂能力和抗冻融能力,混凝土内配置适量的短纤维。浇筑混凝土后用振捣设备或人工对混凝土进行捣固,使混凝土密实,捣固混凝土必须充分,捣固的时间越长和捣固的力量越大,则混凝土越密实,混凝土的质量越高。
在养护条件下对混凝土进行养护,养护期结束拆除闸门的模板,在闸门的混凝土表面制作玄武岩纤维布层,加强混凝土结构的耐久性。
混凝土在规范规定的养护条件下进行自然养护或蒸汽养护,在标准条件下要求:温度20±5℃,相对湿度90-100%,养护龄期不少于28天,养护结束后即可拆除闸门的模板。在制成的闸门预制件的混凝土表面粘贴玄武岩纤维布,加强混凝土自身强度和抗老化能力,延长闸门的使用寿命。
待纤维布层固化后在纤维布层上制作防腐涂料层,加强混凝土结构的耐腐蚀性能、抗老化性能和防水性能。
环形筋或群环筋是把至少20束以上玄武岩纤维丝梳理成一股玄武岩纤维索,先对玄武岩纤维索预拉施加预应力,再用树脂充分浸渍玄武岩纤维索,将浸渍后的玄武岩纤维索环绕两两相对称的芯模循环往复进行缠绕制作成环形筋或群环筋,循环往复缠绕到设计要求的直径。
在制作玄武岩纤维环形筋时,采用的是整体缠绕成型法。将至少20束以上的玄武岩纤维丝梳理成一股纤维索,首先对纤维索预拉伸施加预应力,施加第一次预应力,大约施加了10%的预应力,再将施加预应力的纤维索充分的浸渍树脂胶。把均匀、充分的浸渍树脂胶的纤维索按照设计要求以恒速在芯模上进行缠绕制作成环形筋和群环筋,在芯模上缠绕浸渍树脂胶的纤维索一直缠绕到设计要求的直径即可。
缠绕非金属纤维索的同时通过预应力支撑架和芯模对环形筋或群环筋再次施加预应力,使环形筋或群环筋绷紧,施加预应力一直到环形筋或群环筋固化,使预应力作用于环形筋或群环筋上。
在进行缠绕作业的同时对玄武岩纤维索始终施加预应力,一直到固化为止;在缠绕浸渍树脂后的增强纤维时,施加了预应力,使环形筋与群环筋绷紧,待环形筋和群环筋固化定型后,树脂和受力伸长的增强纤维固结为一体,纤维回弹收到树脂的约束,这样环形筋和群环筋就不能回弹,缠绕时施加的预应力就保留在了环形筋和群环筋上。
在室温条件下使环形筋或群环筋自然固化,固化后的环形筋或群环筋固定成型。
缠绕作业结束后,在自然室温的条件下让充分浸渍树脂胶的非金属纤维索自然固化,一般在自然室温条件下经1-2小时后环形筋和群环筋就固化成型了,即可脱模,取下环形筋或群环筋待用。
经过自然室温的条件固化后的环形筋和群环筋对其所施加的预应力已经保留在环形筋和群环筋上,就可以从芯模上脱模,首先松弛预应力支撑架对芯模施加的预应力,通过预应力支架把芯模从环形筋和群环筋两端向中部放松,使环形筋和群环筋松弛,即可很方便的从芯模上取下环形筋和群环筋,以备待用。
本发明的有益效果在于:本纤维筋混凝土水工闸门,结构设计合理,制作工艺简便易行,设计形式新颖、简洁,水工闸门的结构受力明确、强度高、抗渗能力强,符合水工闸门要求,水工闸门使用期间无需除锈、刷漆等保养,经济效益显著,具有强度高、体积小、重量轻、耐腐蚀、耐老化、防水、形状可塑、安装简单、使用寿命长、对环境影响小、环保效果明显、价格低廉,采用玄武岩纤维材料制作成的水工闸门,其纤维材料的化学性质稳定,具有极佳的耐腐蚀性能及耐久性能,能抵抗淡水、海水、污水中经常遇到的各种酸、碱、盐对闸门的腐蚀。本发明可以达到与钢闸门、碳纤维筋闸门相同的效果外,造价明显低于具有同样功能的钢闸门,耐腐蚀,耐老化、结构终身免维护,设计使用寿命预计可达50年。可广泛应用到各种水工闸门,而且可推广到整个水利工程、海洋工程中,不仅高水头水闸、低水头水闸可以应用,还可以加固老旧的水工建筑物。
附图说明
图1纤维筋混凝土水工闸门用环形筋的示意图;
图2纤维筋混凝土水工闸门用群环筋的示意图;
图3纤维筋混凝土水工闸门用纤维筋骨架的示意图;
图4纤维筋混凝土水工闸门的示意图;
图5纤维筋混凝土水工闸门的制作工艺流程图。
其中:1、纤维布层2、混凝土3、环形筋
4、纤维筋骨架5、群环筋6、防腐涂料层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做出简要说明。
如图1-5所示一种纤维筋混凝土水工闸门,由混凝土(2)和纤维筋骨架(4)组成,所述混凝土(2)整体包裹住纤维筋骨架(4),所述混凝土(2)表面设置有纤维布层(1),所述纤维布层(1)表面设置有防腐涂料层(6)。
所述纤维筋骨架(4)由若干组横向等距设置的群环筋(5)与若干组纵向等距设置的环形筋(3)构成,任意所述环形筋(3)与群环筋(5)的交叉部通过线材绑扎固定。
任意所述环形筋(3)与任意所述群环筋(5)均由至少20束以上浸渍树脂胶的玄武岩纤维丝缠绕制成。
任意所述环形筋(3)呈扁长圆形封闭环状,环形筋(3)的两端部为U形,环形筋(3)的两侧中部平直。
任意所述环形筋(3)表面均匀喷洒有石英砂,所述石英砂通过树脂胶固化在环形筋(3)表面。环形筋(3)封闭成环形,以及表面附着石英砂均有利于在混凝土闸门的构件中受拉,而不会产生滑移。
任意所述群环筋(5)由若干个环形筋(3)多重平行缠绕包裹,外圈的群环筋(3)的中部内侧与相邻的内圈的环形筋(3)的外侧缠绕相连接,外圈的环形筋(3)的两端部长于相邻的内圈的环形筋(3),连续设置若干个外圈的环形筋(3)包裹相邻的环形筋(3),内圈环形筋(3)的两侧平直部与相邻的外圈的环形筋(3)中部两侧平直部缠绕连接成一体。群环筋(5)可以加强环形筋(3)的抗拉、抗绕的强度。
所述纤维筋骨架(4)由至少两榀以上横向等距设置的群环筋(5)与若干组纵向等距设置的环形筋(3)构成,任意所述环形筋(3)与群环筋(5)的交叉部通过线材绑扎固定。
所述纤维布层(1)为玄武岩纤维布层。
所述线材为玄武岩纤维线材。
所述纤维筋骨架(4)由若干组纵向等距设置的群环筋(5)与若干组横向等距设置的环形筋(3)构成。
所述纤维筋骨架(4)可设置多层。
一种制作权利要求1纤维筋混凝土水工闸门的方法,包括:
A.纤维筋骨架(4)的绑扎;
1、环形筋(3)的绑扎:把至少20束以上玄武岩纤维丝梳理成一股玄武岩纤维索,先对玄武岩纤维索预拉伸施加预应力,再用树脂胶充分浸渍玄武岩纤维索,将浸渍后的玄武岩纤维索环绕两两相对称的芯模循环往复进行缠绕制作成环形筋(3),循环往复缠绕到设计要求的直径;缠绕玄武岩纤维索的同时通过预应力支撑架和芯模对环形筋(3)再次施加预应力,使环形筋(3)绷紧,施加预应力一直到环形筋(3)固化,使预应力作用于环形筋(3)上;在室温条件下使环形筋(3)自然固化,固化后的环形筋(3)固定成型;待环形筋(3)固化后解除预应力使环形筋(3)松弛,将环形筋(3)从芯模(1)上脱模,取下环形筋(3)待用;
2、群环筋(5)的绑扎:把至少20束以上玄武岩纤维梳理成一股玄武岩纤维索,先对玄武岩纤维索预拉伸施加预应力,再用树脂胶充分浸渍玄武岩纤维索,将浸渍后的玄武岩纤维索环绕两两相对称的芯模循环往复进行缠绕制作成群环筋(5),循环往复缠绕到设计要求的直径;缠绕玄武岩纤维索的同时通过预应力支撑架和芯模对群环筋(5)再次施加预应力,使群环筋(5)绷紧,施加预应力一直到群环筋(5)固化,使预应力作用于群环筋(5)上;在室温条件下使群环筋(5)自然固化,固化后的群环筋(5)固定成型;待群环筋(5)固化后解除预应力使群环筋(5)松弛,将群环筋(5)从芯模(1)上脱模,取下群环筋(5)待用;
3、按照纤维筋混凝土水工闸门的设计要求设定长度、宽度和厚度的尺寸绑扎纤维筋骨架(4),横向等距设置群环筋(5),纵向等距设置环形筋(3),用玄武岩纤维线材绑扎环形筋与群环筋的交叉部,构成纤维筋混凝土水工闸门的纤维筋骨架(4),可以根据设计的厚度绑扎成多层的纤维筋骨架(4)。
B.混凝土(2)的浇筑;
1、纤维筋混凝土水工闸门模板制作:按照纤维筋混凝土水工闸门的设计要求设定长度、宽度和厚度的尺寸,制作纤维筋混凝土水工闸门模板;将绑扎好的纤维筋骨架放入闸门模板内;
2、混凝土(2)浇筑:向纤维筋混凝土水工闸门模板内浇筑预制的混凝土(2),捣固混凝土(2)使混凝土密实,纤维筋骨架(4)在混凝土内与混凝土(2)形成一体;
3、混凝土(2)养护:混凝土(2)在规范规定的养护条件下进行自然养护或蒸汽养护,在标准条件下要求:温度20±5℃,相对湿度90-100%,养护龄期不少于28天,养护结束后即可拆除闸门的模板。
C.外部功能层的制作;
1、纤维布层(1)的制作:在混凝土(2)表面粘贴玄武岩纤维布,形成纤维布层(1),加强混凝土自身强度和抗老化能力,延长闸门的使用寿命;
2、防腐涂料层(6)的制作:待纤维布层(1)固化后,在纤维布层(1)上涂覆防腐涂料,形成防腐涂料层(6),加强混凝土结构的耐腐蚀性能、抗老化性能和防水性能;
待防腐涂料层(6)固化后形成最后成品。
所述混凝土(2)内配置有玄武岩短纤维。提高混凝土的抗微裂能力和抗冻融能力。
所述环形筋(3)表面均匀喷洒石英砂,待树脂胶固化后固定在环形筋(3)表面。有利于在混凝土闸门的构件中受拉,而不会产生滑移。
所述环形筋(3)制作成扁长圆形封闭环状,环形筋(3)的两端部为U形,环形筋(3)的两侧中部平直。
实施例1
由至少20束以上浸渍树脂胶的玄武岩纤维丝缠绕制成环形筋(3)和群环筋(5)构成纤维筋骨架(4),横向等距设置群环筋(5),纵向等距设置环形筋(3),用线材绑扎环形筋(3)与群环筋(5)的交叉部,构成闸门的纤维筋骨架(4)。混凝土整体包裹住纤维筋骨架(4),构成闸门,混凝土表面设置纤维布层(1)和防腐涂料层(6),如图1、图2、图3、图4所示。
实施例2
把至少20束以上玄武岩纤维丝梳理成一股玄武岩纤维索,先对玄武岩纤维索预拉施加预应力,再用树脂充分浸渍玄武岩纤维索,将浸渍后的玄武岩纤维索环绕两两相对称的芯模恒速循环往复进行缠绕制作成环形筋(3),缠绕玄武岩纤维索的同时通过预应力支撑架和芯模对环形筋(3)再次施加预应力,使环形筋(3)绷紧,循环往复缠绕到设计要求直径的环形筋(3),在环形筋表面均匀喷洒石英砂,待树脂胶固化后固定在环形筋(3)表面,环形筋(3)呈扁长圆形封闭环状,环形筋(3)的两端部为U形,环形筋(3)的两侧中部平直,如图1所示。
在进行缠绕作业的同时对玄武岩纤维索始终施加预应力,一直到固化为止,目的是使环形筋(3)绷紧,待环形筋(3)固化定型后,树脂和受力伸长的玄武岩纤维固结为一体,纤维回弹受到树脂的约束,缠绕时施加的预应力就保留在了环形筋(3)上。在自然室温条件下经1-2小时后使环形筋(3)自然固化,固化后的环形筋(3)固定成型,即可脱模,首先松弛预应力支撑架对芯模施加的预应力,通过预应力支架把芯模从环形筋(3)两端向中部放松,使环形筋(3)松弛,即可很方便的从芯模上取下环形筋(3),以备待用。
把玄武岩纤维筋制作成扁长圆形封闭的环形筋(3),中部平直,相对平行,环形筋(3)的高度和长度应小于闸门的高度和长度,能够包裹在闸门的构件内;环形筋(3)封闭成环形,以及表面附着石英砂均有利于在混凝土闸门的构件中受拉,而不会产生滑移。
实施例3
群环筋(5)由若干个环形筋(3)多重平行缠绕包裹,外圈的群环筋(3)的中部内侧与相邻的内圈的环形筋(3)的外侧缠绕相连接,外圈的环形筋(3)的两端部长于相邻的内圈的环形筋(3),连续设置若干个外圈的环形筋(3)包裹相邻的环形筋(3),内圈环形筋(3)的两侧平直部与相邻的外圈的环形筋(3)中部两侧平直部缠绕连接成一体,构成群环相连的群环筋(5),如图2所示。群环筋(5)可以加强环形筋(3)的抗拉、抗绕的强度。
实施例4
至少两榀以上的群环筋(5)之间等距设置若干榀环形筋(3),横向等距设置群环筋(5),纵向等距设置环形筋(3),用线材绑扎环形筋(3)与群环筋(5)的交叉部,制成纤维筋骨架(4)。
制作设计要求的闸门的模板,将纤维筋骨架(4)放入闸门的模板内,浇筑预制的混凝土,捣固混凝土使混凝土密实,纤维筋骨架(4)在混凝土内与混凝土形成一体。
在养护条件下对混凝土进行养护,养护期结束后拆除闸门的模板,在闸门的混凝土表面制作纤维布层(1),加强混凝土结构的耐久性。
待纤维布层(1)固化后在纤维层(1)上制作防腐涂料层(6),加强混凝土结构的耐腐蚀性;待防腐涂料层(6)固化后成品待用,如图1、图2、图3、图4、图5所示。
实施例5
环形筋(3)是把至少20束以上玄武岩纤维丝梳理成一股玄武岩纤维索,先对玄武岩纤维索预拉伸施加预应力,再用树脂胶充分浸渍玄武岩纤维索,将浸渍后的玄武岩纤维索环绕两两相对称的芯模循环往复进行缠绕制作成环形筋(3),循环往复缠绕到设计要求的直径。
缠绕玄武岩纤维索的同时通过预应力支撑架和芯模对环形筋(3)再次施加预应力,使环形筋(3)绷紧,施加预应力一直到环形筋(3)固化,使预应力作用于环形筋(3)上。在室温条件下使环形筋(3)自然固化,固化后的环形筋(3)固定成型。待环形筋(3)固化后解除预应力使环形筋(3)松弛,将环形筋(3)从芯模(1)上脱模,取下环形筋(3)待用,如图1所示。
实施例6
群环筋(5)是把至少20束以上玄武岩纤维梳理成一股玄武岩纤维索,先对玄武岩纤维索预拉伸施加预应力,再用树脂胶充分浸渍玄武岩纤维索,将浸渍后的玄武岩纤维索环绕两两相对称的芯模循环往复进行缠绕制作成群环筋5),循环往复缠绕到设计要求的直径。
缠绕玄武岩纤维索的同时通过预应力支撑架和芯模对群环筋(5)再次施加预应力,使群环筋(5)绷紧,施加预应力一直到群环筋(5)固化,使预应力作用于群环筋(5)上。
在室温条件下使群环筋(5)自然固化,固化后的群环筋(5)固定成型。
待群环筋(5)固化后解除预应力使群环筋(5)松弛,将群环筋(5)从芯模(1)上脱模,取下群环筋(5)待用,如图2所示。
以上对本发明的部分实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本发明的较佳实施例,不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种纤维筋混凝土水工闸门,其特征在于:由混凝土(2)和纤维筋骨架(4)组成,所述混凝土(2)整体包裹住纤维筋骨架(4),所述混凝土(2)表面设置有纤维布层(1),所述纤维布层(1)表面设置有防腐涂料层(6)。
2.根据权利要求1所述纤维筋混凝土水工闸门,其特征在于:所述纤维筋骨架(4)由若干组横向等距设置的群环筋(5)与若干组纵向等距设置的环形筋(3)构成,任意所述环形筋(3)与群环筋(5)的交叉部通过线材绑扎固定。
3.根据权利要求2所述纤维筋混凝土水工闸门,其特征在于:任意所述环形筋(3)与任意所述群环筋(5)均由至少20束以上浸渍树脂胶的玄武岩纤维丝缠绕制成。
4.根据权利要求3所述纤维筋混凝土水工闸门,其特征在于:任意所述环形筋(3)呈扁长圆形封闭环状,环形筋(3)的两端部为U形,环形筋(3)的两侧中部平直。
5.根据权利要求4所述纤维筋混凝土水工闸门,其特征在于:任意所述环形筋(3)表面均匀喷洒有石英砂,所述石英砂通过树脂胶固化在环形筋(3)表面,环形筋(3)封闭成环形,以及表面附着石英砂均有利于在混凝土闸门的构件中受拉,而不会产生滑移。
6.根据权利要求1-5任意一项所述纤维筋混凝土水工闸门,其特征在于:所述纤维布层(1)为玄武岩纤维布层。
7.根据权利要求1-5任意一项所述纤维筋混凝土水工闸门,其特征在于:所述纤维筋骨架(4)可设置多层。
8.根据权利要求2-5任意一项所述纤维筋混凝土水工闸门,其特征在于:任意所述群环筋(5)由若干个环形筋(3)多重平行缠绕包裹,外圈的群环筋(3)的中部内侧与相邻的内圈的环形筋(3)的外侧缠绕相连接,外圈的环形筋(3)的两端部长于相邻的内圈的环形筋(3),连续设置若干个外圈的环形筋(3)包裹相邻的环形筋(3),内圈环形筋(3)的两侧平直部与相邻的外圈的环形筋(3)中部两侧平直部缠绕连接成一体,群环筋(5)可以加强环形筋(3)的抗拉、抗绕的强度。
9.根据权利要求2-5任意一项所述纤维筋混凝土水工闸门,其特征在于:所述纤维筋骨架(4)由至少两榀以上横向等距设置的群环筋(5)与若干组纵向等距设置的环形筋(3)构成,任意所述环形筋(3)与群环筋(5)的交叉部通过线材绑扎固定。
10.一种制作权利要求1纤维筋混凝土水工闸门的方法,其特征在于:制作流程包括以下步骤:
A.纤维筋骨架(4)的绑扎;
1、环形筋(3)的绑扎:把至少20束以上玄武岩纤维丝梳理成一股玄武岩纤维索,先对玄武岩纤维索预拉伸施加预应力,再用树脂胶充分浸渍玄武岩纤维索,将浸渍后的玄武岩纤维索环绕两两相对称的芯模循环往复进行缠绕制作成环形筋(3),循环往复缠绕到设计要求的直径;缠绕玄武岩纤维索的同时通过预应力支撑架和芯模对环形筋(3)再次施加预应力,使环形筋(3)绷紧,施加预应力一直到环形筋(3)固化,使预应力作用于环形筋(3)上;在室温条件下使环形筋(3)自然固化,固化后的环形筋(3)固定成型;待环形筋(3)固化后解除预应力使环形筋(3)松弛,将环形筋(3)从芯模(1)上脱模,取下环形筋(3)待用;
2、群环筋(5)的绑扎:把至少20束以上玄武岩纤维梳理成一股玄武岩纤维索,先对玄武岩纤维索预拉伸施加预应力,再用树脂胶充分浸渍玄武岩纤维索,将浸渍后的玄武岩纤维索环绕两两相对称的芯模循环往复进行缠绕制作成群环筋(5),循环往复缠绕到设计要求的直径;缠绕玄武岩纤维索的同时通过预应力支撑架和芯模对群环筋(5)再次施加预应力,使群环筋(5)绷紧,施加预应力一直到群环筋(5)固化,使预应力作用于群环筋(5)上;在室温条件下使群环筋(5)自然固化,固化后的群环筋(5)固定成型;待群环筋(5)固化后解除预应力使群环筋(5)松弛,将群环筋(5)从芯模(1)上脱模,取下群环筋(5)待用;
3、按照纤维筋混凝土水工闸门的设计要求设定长度、宽度和厚度的尺寸绑扎纤维筋骨架(4),横向等距设置群环筋(5),纵向等距设置环形筋(3),用玄武岩纤维线材绑扎环形筋与群环筋的交叉部,构成纤维筋混凝土水工闸门的纤维筋骨架(4),可以根据设计的厚度绑扎成多层的纤维筋骨架(4);
B.混凝土(2)的浇筑;
1、纤维筋混凝土水工闸门模板制作:按照纤维筋混凝土水工闸门的设计要求设定长度、宽度和厚度的尺寸,制作纤维筋混凝土水工闸门模板;将绑扎好的纤维筋骨架放入闸门模板内;
2、混凝土(2)浇筑:向纤维筋混凝土水工闸门模板内浇筑预制的混凝土(2),捣固混凝土(2)使混凝土密实,纤维筋骨架(4)在混凝土内与混凝土(2)形成一体;
3、混凝土(2)养护:混凝土(2)在规范规定的养护条件下进行自然养护或蒸汽养护,在标准条件下要求:温度20±5℃,相对湿度90-100%,养护龄期不少于28天,养护结束后即可拆除闸门的模板;
C.外部功能层的制作;
1、纤维布层(1)的制作:在混凝土(2)表面粘贴玄武岩纤维布,形成纤维布层(1),加强混凝土自身强度和抗老化能力,延长闸门的使用寿命;
2、防腐涂料层(6)的制作:待纤维布层(1)固化后,在纤维布层(1)上涂覆防腐涂料,形成防腐涂料层(6),加强混凝土结构的耐腐蚀性能、抗老化性能和防水性能;
待防腐涂料层(6)固化后形成纤维筋混凝土水工闸门成品。
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