CN106088645B - 一种柱子防腐加固结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种柱子防腐加固结构，所述柱子包括混凝土及设置在混凝土中的主钢筋，柱子的混凝土内设有填缝剂释放块，填缝剂释放块内设有空腔，空腔内封装有裂缝填充剂，柱子出现裂缝时，填缝剂释放块裂开，裂缝填充剂填充于裂缝内。它有效地解决了现有技术的钢筋混凝土柱子出现裂缝后容易使内部钢筋发生锈蚀，导致柱子使用寿命缩短的问题，本发明在柱子出现裂缝后具有自动填补裂缝的功能，同时其加固结构使得柱子出现裂缝的可能大幅降低，从而大大延长了柱子的使用寿命，具有很高的实用价值。

Description

一种柱子防腐加固结构
技术领域
本发明涉及建筑、桥梁及港口工程技术领域，尤其涉及一种钢筋混凝土柱子的防腐加固结构。
背景技术
目前在桥梁及港口工程领域广泛使用的普通钢筋混凝土柱子由于普通混凝土材料抗拉强度低，易开裂，柱子的混凝土在远低于使用荷载的情况下也会出现开裂且以较宽的主裂缝形式出现，而过大的裂缝不仅影响柱子的刚度，影响柱子结构的正常使用，还给人造成不安全的心理影响。同时，对于处于恶劣环境下的钢筋混凝土结构柱子，出现裂缝容易使内部钢筋在外部水、空气及盐雾的侵蚀下发生锈蚀，使得柱子结构承载力显著下降，结构耐久性降低，使用寿命缩短。有资料表明，处于沿海地区的钢筋混凝土结构，投入使用二十年左右即产生严重的钢筋锈蚀而发生破坏。公开日为2015年6月17日，公开号为CN104718331A的中国专利文献公开了一种柱子结构的内力加强装置，包括：多个内加强板，其包围所述柱子的圆周面，至少一对外加强板，其包围所述柱子的外围，以便通过相互结合与所述内加强板隔开，以及加压调节部件，其设置在所述外加强板上，并将所述内加强板向所述柱子侧加压以及解除加压。这是一种据称能够提高柱子结构的内力加强性能的同时，显著地提高施工和维护管理以及拆卸的便利性的柱子结构的内力加强装置。但这种柱子结构的内力加强装置没有柱子解决容易出现裂缝使内部钢筋在外部水、空气及盐雾的侵蚀下发生锈蚀，使得柱子结构承载力显著下降，结构耐久性降低，使用寿命缩短的问题。
发明内容
本发明的目的是为解决现有技术的钢筋混凝土柱子出现裂缝后容易使内部钢筋在外部水、空气及盐雾的侵蚀下发生锈蚀，使得柱子结构承载力显著下降，结构耐久性降低，导致使用寿命缩短的问题，提供一种柱子防腐加固结构，具有出现裂缝后能自动填补裂缝的功能，从而大大延长了柱子的使用寿命。
本发明为实现上述目的所采用的具体技术方案是，一种柱子防腐加固结构，所述柱子包括混凝土及设置在混凝土中的主钢筋，柱子的混凝土内设有填缝剂释放块，填缝剂释放块内设有空腔，空腔内封装有裂缝填充剂，柱子出现裂缝时，填缝剂释放块裂开，裂缝填充剂填充于裂缝内。本发明柱子的混凝土内设有填缝剂释放块，填缝剂释放块在柱子浇注时混入混凝土中，并随混凝土一起固化，混凝土不出现裂缝时，填缝剂释放块类似于混凝土中的小石块与混凝土紧密结合；当混凝土出现裂缝时，某些位于横跨裂缝处的填缝剂释放块受到混凝土裂开的拉力作用下破裂，填缝剂释放块内封装的裂缝填充剂流出，起到填补裂缝间隙的作用，而柱子由于裂缝受到填充，因此避免或延缓了外部的水汽、空气及盐雾等侵蚀内部，从而避免或延缓了柱子内部钢筋发生锈蚀，确保了柱子的结构承载力及结构耐久性，大大延长了柱子的使用寿命。
作为优选，填缝剂释放块为长方体结构，长方体长度方向的两端均设有凸起于长方体侧面的阶梯结构，长方体的侧面设有环绕长方体的易裂槽。长方体结构填缝剂释放块制造简单，采用两端大中间小的结构可以确保外力作用于填缝剂释放块上，避免填缝剂释放块与混凝土之间出现滑动，导致填缝剂释放块不能破裂而无法释放填缝剂；而环绕长方体外周面的易裂槽容易使填缝剂释放块在拉力作用下出现断裂而释放填缝剂。
作为优选，易裂槽为1-3条，易裂槽的横截面呈三角形结构，易裂槽的深度是圆筒壁厚的30%-40%。三角形结构横截面的易裂槽应力集中度高，容易使填缝剂释放块在拉力作用下出现断裂而释放填缝剂。
作为优选，填缝剂释放块采用树脂材料制作，填缝剂释放块的外周面设有网纹结构。网纹结构的外表面有利于填缝剂释放块与混凝土紧密配合固化。
作为优选，裂缝填充剂为胶粘剂或防渗液，所述的胶粘剂或防渗液具有红色或黄色的色彩。本发明可以采用多种具有长储存期的胶粘剂或防渗液，例如主要成分为甲基硅酸钠的高分子有机硅防渗液等，而使胶粘剂或防渗液具有红色或黄色的鲜明色彩，则当柱子出现裂缝胶粘剂或防渗液沿裂缝渗出，可以为检修人员提供裂缝指示，方便检修人员对裂缝开口进行修补密封作业，避免外部水汽等进入柱子内部，延长柱子的使用寿命。
作为优选，靠近柱子横截面外周部的填缝剂释放块分布密度大于靠近柱子横截面中心的填缝剂释放块分布密度。由于靠近柱子横截面外周部的位置出现裂缝的概率较大且该位置的裂缝对柱子的结构强度影响较大，因此在该区域适当增加填缝剂释放块的分布密度。
作为优选，柱子的混凝土中还掺有抗拉钉，所述的抗拉钉采用高强度钢制作，抗拉钉的两端设有端环，抗拉钉两端的端环其环平面相互垂直，靠近柱子横截面外周部的抗拉钉分布密度大于靠近柱子横截面中心的抗拉钉分布密度。与现有技术的钢纤维不同，本发明采用两端具有端环的抗拉钉来增强柱子的混凝土强度，从而减少裂缝发生的可能性，与钢纤维相比，这种结构的抗拉钉具有更好的防裂效果，而抗拉钉两端的端环其环平面相互垂直，是避免拉钉两端的端环在同一平面上而使受力集中。鉴于柱子横截面外周部受力较大，因此在靠近柱子横截面外周部设置更多的抗拉钉以提高分布密度。
作为优选，靠近柱子外周面的混凝土中渗有非金属纤维，所述的非金属纤维为塑钢纤维、聚丙烯纤维或聚丙烯腈纤维，所述非金属抗拉纤维的分布位置位于柱子横截面外周部主钢筋的外侧。本发明在靠近柱子外周面的混凝土中渗有非金属纤维，非金属纤维如塑钢纤维是应用于建筑工程，控制混凝土韧性和抗击性能的高强度纤维，可以替代传统钢筋网，抗拉强度高、弹性模量大、抗酸碱能力强，可以提高柱子的外表层强度，减少裂缝的发生。
作为优选，主钢筋的外侧还设有FRP加强筋，FRP加强筋固定在箍筋的外侧，与柱子的主钢筋错位布置。由于开裂总是在柱子的外侧面首先出现，因此在容易出现裂缝的位置增设FRP加强筋可以有效减少裂缝的发生，另一方面，FRP加强筋受环境影响很小，不会出现锈蚀等，可以有效强化柱子的结构，延长柱子的使用寿命。
作为优选，填缝剂释放块的体积为5至15立方厘米，填缝剂释放块内裂缝填充剂的灌装量为3至10毫升。填缝剂释放块体积太大可能会影响混凝土的结构强度，而体积太小则裂缝填充剂的灌装量不足难以对裂缝进行全面填充，通常采用类似混凝土中石子的大小比较合适。
本发明的有益效果是，它有效地解决了现有技术的钢筋混凝土柱子出现裂缝后容易使内部钢筋在外部水、空气及盐雾的侵蚀下发生锈蚀，导致柱子使用寿命缩短的问题，本发明的柱子防腐加固结构在出现裂缝后具有自动填补裂缝的功能，同时其加固结构使得柱子出现裂缝的可能大幅降低，从而大大延长了柱子的使用寿命，具有很高的实用价值。
附图说明
图1是本发明柱子的一种横截面结构示意图；
图2是本发明填缝剂释放块的一种结构示意图；
图3是本发明填缝剂释放块的一种结构剖视图；
图4是本发明柱子的另一种横截面结构示意图；
图5是本发明抗拉钉的一种结构示意图；
图6是本发明柱子的又一种横截面结构示意图。
图中：1.主钢筋，2.混凝土，3.填缝剂释放块，4.空腔，5.裂缝填充剂，6.阶梯结构，7.易裂槽，8.抗拉钉，9.端环，10.非金属纤维，11.FRP加强筋，12. 箍筋。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
实施例1
在图1所示的实施例1中，一种柱子防腐加固结构，所述柱子包括混凝土及设置在混凝土中的主钢筋1，柱子的混凝土2内设有填缝剂释放块3（见图2图3），靠近柱子横截面外周部的填缝剂释放块分布密度大于靠近柱子横截面中心的填缝剂释放块分布密度；填缝剂释放块为长方体结构，采用树脂材料制作，长方体的外周面设有网纹结构（图中未画出），长方体长度方向的两端均设有凸起于长方体侧面的阶梯结构6，长方体内部设有空腔4；长方体的外侧面设有环绕长方体的易裂槽7，易裂槽为1条，设置在长方体的中部，易裂槽的横截面呈三角形结构，易裂槽的深度是空腔腔壁厚度的30%；长方体的的体积为10立方厘米，长方体的空腔内封装有裂缝填充剂5，裂缝填充剂的灌装量为6毫升，所述的裂缝填充剂为具有长储存期的高分子有机硅防渗液，所述防渗液具有红色的色彩，柱子出现裂缝时，填缝剂释放块裂开，裂缝填充剂填充于柱子的裂缝内。
实施例2
在图4所示的实施例2中，柱子的主钢筋的外侧还设有FRP加强筋11，FRP加强筋固定在箍筋12的外侧，与柱子的主钢筋错位布置。实施例2的混凝土中还掺有抗拉钉8，所述的抗拉钉采用高强度钢制作，抗拉钉的两端设有端环9（见图5），抗拉钉两端的端环其环平面相互垂直，靠近柱子横截面外周部的抗拉钉分布密度大于靠近柱子横截面中心的抗拉钉分布密度。本实施例的填缝剂释放块的体积为5立方厘米，填缝剂释放块内裂缝填充剂的灌装量为3毫升，其余和实施例1相同。
实施例3
在图6所示的实施例3中，靠近柱子靠近柱子外周面的混凝土中渗有非金属纤维10，所述的非金属纤维为塑钢纤维、聚丙烯纤维或聚丙烯腈纤维，所述非金属抗拉纤维的分布位置位于柱子横截面外周部主钢筋的外侧。本实施例的填缝剂释放块的体积为15立方厘米，填缝剂释放块内裂缝填充剂的灌装量为10毫升，所述的裂缝填充剂为胶粘剂，所述的胶粘剂具有黄色的色彩，其余和实施例1或实施例2相同。
本发明的柱子的混凝土内设有填缝剂释放块，填缝剂释放块在柱子浇注时混入混凝土中，并随混凝土一起固化，混凝土不出现裂缝时，填缝剂释放块类似于混凝土中的小石块与混凝土紧密结合；当混凝土出现裂缝时，某些位于横跨裂缝处的填缝剂释放块受到混凝土裂开的拉力作用下破裂，填缝剂释放块内封装的裂缝填充剂流出，起到填补裂缝间隙的作用，而柱子由于裂缝受到填充，因此避免或延缓了外部的水汽、空气及盐雾等侵蚀内部，从而避免或延缓了柱子内部钢筋发生锈蚀，确保了柱子的结构承载力及结构耐久性，大大延长了柱子的使用寿命。
除上述实施例外，在本发明的权利要求书及说明书所公开的范围内，本发明的技术特征或技术数据可以进行重新选择及组合，从而构成新的实施方式，这些本发明没有详细描述的实施方式是本领域技术人员无需创造性劳动就可以轻易实现的，因此这些未详细描述的实施方式也应视为本发明的具体实施例而在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种柱子防腐加固结构，所述柱子包括混凝土及设置在混凝土中的主钢筋（1），其特征是，柱子的混凝土（2）内设有填缝剂释放块（3），填缝剂释放块内设有空腔（4），空腔内封装有裂缝填充剂（5），柱子出现裂缝时，填缝剂释放块裂开，裂缝填充剂填充于裂缝内；所述的填缝剂释放块采用树脂材料制作，填缝剂释放块的外周面设有网纹结构。
2.根据权利要求1所述的柱子防腐加固结构，其特征是，所述填缝剂释放块为长方体结构，长方体长度方向的两端均设有凸起于长方体侧面的阶梯结构（6），长方体的侧面设有环绕长方体的易裂槽（7）。
3.根据权利要求2所述的柱子防腐加固结构，其特征是，所述的易裂槽为1-3条，易裂槽的横截面呈三角形结构，易裂槽的深度是空腔腔壁厚度的30%-40%。
4.根据权利要求1所述的柱子防腐加固结构，其特征是，所述的裂缝填充剂为胶粘剂或防渗液，所述的胶粘剂或防渗液具有红色或黄色的色彩。
5.根据权利要求1-4任一项所述的柱子防腐加固结构，其特征是，靠近柱子横截面外周部的填缝剂释放块分布密度大于靠近柱子横截面中心的填缝剂释放块分布密度。
6.根据权利要求1所述的柱子防腐加固结构，其特征是，所述柱子的混凝土中还掺有抗拉钉（8），所述的抗拉钉采用高强度钢制作，抗拉钉的两端设有端环（9），抗拉钉两端的端环其环平面相互垂直，靠近柱子横截面外周部的抗拉钉分布密度大于靠近柱子横截面中心的抗拉钉分布密度。
7.根据权利要求1所述的柱子防腐加固结构，其特征是，靠近柱子外周面的混凝土中渗有非金属纤维（10），所述的非金属纤维为塑钢纤维、聚丙烯纤维或聚丙烯腈纤维，所述非金属抗拉纤维的分布位置位于柱子横截面外周部主钢筋的外侧。
8.根据权利要求1或2或3或4或6或7所述的柱子防腐加固结构，其特征是，主钢筋的外侧还设有FRP加强筋（11），FRP加强筋固定在箍筋（12）的外侧，与柱子的主钢筋错位布置。
9.根据权利要求1或2或3或4或6或7所述的柱子防腐加固结构，其特征是，填缝剂释放块的体积为5至15立方厘米，填缝剂释放块内裂缝填充剂的灌装量为3至10毫升。
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