CN106337497B - 一种弹簧式纤维筋微膨胀混凝土构件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种弹簧式纤维筋微膨胀混凝土构件。该构件是由主体骨架和弹簧式纤维筋组成，通过微膨胀混凝土使弹簧式纤维筋处于预拉应力状态。本发明采用纤维筋替代钢筋，从根本上避免了混凝土中钢筋锈蚀的问题，提高了混凝土构件的耐蚀性和耐久性，可大量应用于海洋工程及其它工程中。使纤维筋呈现弹簧式状，且采用混凝土微膨胀的方式可以将混凝土构件的压应力转变为构件混凝土受压和纤维筋受拉的协同作用状态，提高了混凝土构件的轴向承载能力。

Description

一种弹簧式纤维筋微膨胀混凝土构件
技术领域
本发明涉及一种弹簧式纤维筋微膨胀混凝土构件，属于土木工程构件领域。
背景技术
水泥混凝土材料的耐久性一直是沿海工程领域关注的主要问题，也是亟需解决的技术难题。在重大海洋基础设施建设过程中，面临很多不同于内地建设工程的挑战。首当其冲就是工程结构物防海水腐蚀问题，因为海水中存在腐蚀离子，使混凝土内部碱性降低，有些离子也会和混凝土中的水泥水化产物发生反应，使得混凝土产生腐蚀破坏。更重要的是氯离子的侵入会破坏钢筋的钝化膜，使钢筋活化，最终产生膨胀性的腐蚀破坏。“据有关统计，腐蚀损失占GDP的3%～5%，全世界每年因腐蚀而造成的直接经济损失约为7000亿美元。按最低比例3%计算，我国在2009年的GDP为33.5万亿元，腐蚀造成的直接经济损失达到1万亿元”。另外，随着建筑工程的大量开展，近年来沿海地区使用未经净化处理的海砂代替江(河)砂生产混凝土材料，致使海砂钢筋混凝土构件使用不到10年，即出现严重的钢筋锈蚀、开裂、剥落现象。问题严重的建筑由于缺乏有效的修补加固措施而不得不拆除重建，这不仅造成了巨大的经济损失，而且引发了严重的社会问题。为科学合理地解决混凝土钢筋锈蚀和构件腐蚀的问题，目前采用的技术方案是淡化处理海砂，这不但耗费大量淡水资源，提高建设成本，而且可能由于海砂中残存的氯离子留下钢筋腐蚀的隐患。
本发明考虑以纤维筋替代钢筋，从而从根本上解决钢筋腐蚀的难题。纤维筋是连续生产的新型建筑材料，具有高强度及优异的耐腐蚀性能。纤维筋可以明显延长腐蚀环境中的水泥混凝土构件寿命，与传统钢筋混凝土构件相比具有优异的力学、物理及化学性能。纤维筋和普通钢筋的性能对比可见表1。
表1 纤维筋和钢筋性能对比
名称 普通钢筋 纤维筋
密度/g/cm3 7.6-8.0 1.9～2.1
拉伸强度/MPa ≥350 ≥750
弹性模量/GPa ≥190 ≥40
断裂伸长率/% 2.5 ≥1.8
采用纤维筋替代钢筋有以下优点：（1）纤维筋耐腐蚀、耐酸碱等耐候性强、不锈蚀、不氧化、寿命长，将大大降低维护费用；（2）纤维筋抗拉强度高，是钢筋的2倍以上，以小直径纤维筋替代钢筋（如Ф8筋可替代Ф12钢筋）具有价格优势。（3）使用纤维筋不需焊接，可订制尺寸和形式；（4）纤维筋比重轻（2.0g/cm3），施工强度低，施工效率高，减少人工费等施工环节的费用，纤维筋运输方便。但是纤维筋存在抗压强度较低的问题，纤维筋各向异性的特点限制了纤维筋在工程中的大规模应用，而纤维筋制作成弹簧式可将构件的抗压应力转变成筋材的拉应力，从而解决纤维筋抗压强度较低的问题，促进其在工程中的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种弹簧式纤维筋微膨胀混凝土构件。
本发明的技术方案如下：
一种弹簧式纤维筋微膨胀混凝土构件，是由主体骨架和弹簧式纤维筋组成，通过微膨胀混凝土使弹簧式纤维筋处于预拉应力状态。
所述的主体骨架包括横向纤维筋和竖向纤维筋。
所述的弹簧式纤维筋缠绕在主体骨架外部。
所述的弹簧式纤维筋为一根整体纤维筋。
所述的弹簧式纤维筋轴向截距为100~500mm。
所述的弹簧式纤维筋为玄武岩纤维筋、玻璃纤维筋、碳纤维纤维筋、丙纶纤维筋中的其中一种。
所述的混凝土是水工混凝土、海洋混凝土、道路混凝土、耐酸碱混凝土、耐热混凝土、防水混凝土、防辐射混凝土、补偿收缩混凝土、预应力混凝土中的其中一种。
本发明的有益效果是：
采用纤维筋替代钢筋，从根本上避免了混凝土中钢筋锈蚀的问题，提高了混凝土构件的耐蚀性和耐久性，可大量应用于海洋工程及其它工程中。使纤维筋呈现弹簧式状，且采用混凝土微膨胀的方式可以将混凝土构件的压应力转变为构件混凝土受压和纤维筋受拉的协同作用状态，提高了混凝土构件的轴向承载能力。
附图说明
图1是实施例1的混凝土构件示意图；
图2是实施例2的混凝土构件示意图。
具体实施方式
一种弹簧式纤维筋微膨胀混凝土构件，是由主体骨架和弹簧式纤维筋组成，通过微膨胀混凝土使弹簧式纤维筋处于预拉应力状态。
优选的，所述的主体骨架包括横向纤维筋和竖向纤维筋。
优选的，所述的弹簧式纤维筋缠绕在主体骨架外部。
优选的，所述的弹簧式纤维筋为一根整体纤维筋。
优选的，所述的弹簧式纤维筋轴向截距为100~500mm。
优选的，所述的弹簧式纤维筋为玄武岩纤维筋、玻璃纤维筋、碳纤维纤维筋、丙纶纤维筋中的其中一种。
优选的，所述的混凝土是水工混凝土、海洋混凝土、道路混凝土、耐酸碱混凝土、耐热混凝土、防水混凝土、防辐射混凝土、补偿收缩混凝土、预应力混凝土中的其中一种；进一步优选的，所述的混凝土是补偿收缩混凝土或预应力混凝土。
以下通过具体的实施例对本发明的内容作进一步详细的说明。
实施例1：
沿混凝土柱纵向方向排布6根竖向筋以及两端和中间的横向筋，两者构成骨架，在架立筋外围缠绕1个弹簧式纤维筋，弹簧式纤维筋轴向截距为400mm；混凝土构件浇筑之前将骨架置于模具中，且连接好抱箍板的端头板分别安装于骨架的两端；通过混凝土搅拌机将预拌好的混凝土料输送到水平放置的模具体内，并对骨架笼进行微膨胀张拉；养护1-3天后拆模即可。所用的弹簧式纤维筋为玄武岩纤维筋，所用混凝土为补偿收缩混凝土。本实施例的混凝土构件示意图见附图1。
实施例2：
沿混凝土柱纵向方向排布6根竖向筋以及两端和中间的横向筋，两者构成骨架，在架立筋外围缠绕1个弹簧式纤维筋，弹簧式纤维筋轴向截距为200mm；混凝土构件浇筑之前将骨架置于模具中，且连接好抱箍板的端头板分别安装于骨架的两端；通过混凝土搅拌机将预拌好的混凝土料输送到水平放置的模具体内，并对骨架笼进行微膨胀张拉；养护1-3天后拆模即可。所用的弹簧式纤维筋为玻璃纤维筋，所用混凝土为补偿收缩混凝土。本实施例的混凝土构件示意图见附图2。

Claims (4)

1.一种弹簧式纤维筋微膨胀混凝土构件，其特征在于：是由主体骨架和弹簧式纤维筋组成，通过微膨胀混凝土使弹簧式纤维筋处于预拉应力状态；所述的主体骨架包括横向纤维筋和竖向纤维筋；所述的弹簧式纤维筋缠绕在主体骨架外部；所述的弹簧式纤维筋为一根整体纤维筋；混凝土构件浇筑之前将缠绕纤维筋的主体骨架置于模具中，且连接好抱箍板的端头板分别安装于主体骨架的两端；通过混凝土搅拌机将预拌好的混凝土料输送到水平放置的模具体内，并对主体骨架笼进行微膨胀张拉；养护1-3天后拆模。
2.根据权利要求1中所述的一种弹簧式纤维筋微膨胀混凝土构件，其特征在于：所述的弹簧式纤维筋轴向截距为100～500mm。
3.根据权利要求2中所述的一种弹簧式纤维筋微膨胀混凝土构件，其特征在于：所述的弹簧式纤维筋为玄武岩纤维筋、玻璃纤维筋、碳纤维纤维筋、丙纶纤维筋中的其中一种。
4.根据权利要求1～3任一项所述的一种弹簧式纤维筋微膨胀混凝土构件，其特征在于：所述的混凝土是水工混凝土、海洋混凝土、道路混凝土、耐酸碱混凝土、耐热混凝土、防水混凝土、防辐射混凝土、补偿收缩混凝土、预应力混凝土中的其中一种。
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