CN106703288B - 碳纤维网格复合板材混凝土连续梁制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了碳纤维网格复合板材混凝土连续梁制作方法，属于建筑结构领域，所述碳纤维网格复合板材混凝土连续梁包括侧板、顶板、底板、端板和混凝土；所述的侧板、顶板、底板均为碳纤维网格复合板材，且复合板材中的碳纤维网格布上施加了预拉力；端板为普通水泥板材；侧板和底板采用无翼缘U形钢箍连接；端板位于侧板与底板构成的槽内端部，并采用G形夹具夹紧；每跨跨中采用G形夹具固定侧板；顶板安放在带翼缘U形钢箍的翼缘上；在侧板、顶板、底板及端板围成的槽中浇筑混凝土，形成连续梁构件。本发明不需要配置钢筋，消除了因钢筋锈蚀导致构件承载力降低的问题，提高构件耐久性的同时显著地提高了构件的承载力。

Description

碳纤维网格复合板材混凝土连续梁制作方法

技术领域

本发明涉及一种民用建筑混凝土连续梁及其制作方法，具体讲是碳纤维网格复合板材混凝土连续梁制作方法。

背景技术

随着我国城市化进程的推进，钢筋混凝土的应用范围越来越广，但在长期不利的自然环境和使用条件下，钢筋混凝土结构虽然能满足强度要求，但因耐久性不良而遭到破坏的工程实例比比皆是。因施工、使用和环境等造成结构裂缝，混凝土对内部的钢筋逐渐失去保护，当有害腐蚀性气体进入结构内部，与水结合形成的酸性物质将钢筋腐蚀，造成钢筋力学性能退化、混凝土截面性能损伤、钢筋和混凝土之间的粘结性能下降等后果，从而降低构件的承载能力，直接影响构件使用安全。同时，混凝土暴露在外会受到空气中二氧化碳对混凝土的碳化作用，混凝土对其内部钢材的保护作用也会逐渐丧失，当钢筋周围的混凝土完全碳化后，钢筋会逐渐锈蚀、膨胀，同样会破坏结构的安全性。

随着建筑行业的革新，新型纤维增强复合材料，特别是碳纤维增强复合材料，很快被应用到建筑工程中。碳纤维作为一种力学性能优异的新材料，具有耐高温、耐腐蚀、比强度高等优点，其比强度、比模量综合指标，在现有结构材料中是最高的。在密度、刚度、重量、疲劳特性等有严格要求的领域，碳纤维增强复合材料都颇具优势。

目前，用碳纤维增强复合材料加固混凝土结构时也存在一定的问题，一方面这种材料需要通过有机胶粘结在结构表层使其定型，但在高温环境中，有机胶易软化，对结构承载力造成不利影响；另一方面，碳纤维增强复合材料容易与结构表层发生剥离破坏，不能充分发挥碳纤维增强复合材料的承载力。

发明内容

本发明的目的是提供碳纤维网格复合板材混凝土连续梁及其制作方法。所要解决的主要技术问题是提供一种具有良好耐久性和整体性，同时能大大地提高建筑物承载力的碳纤维网格复合板材混凝土连续梁及其制作方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

1.碳纤维网格复合板材混凝土连续梁包括侧板、顶板、底板、端板和混凝土；所述侧板搭放在底板上，采用无翼缘U形钢箍连接；每跨跨中采用G形夹具固定侧板；端板位于侧板与底板构成的槽内端部，采用G形夹具夹紧；顶板安放在带翼缘U形钢箍的翼缘上；在形成的槽中浇筑混凝土形成连续梁构件，参见图1所示。

2.侧板、顶板和底板都是碳纤维网格复合板材,且复合板材中的碳纤维网格布上施加了预拉力，在碳纤维网格布的网孔中插入抗剪短切钢纤维；端板采用普通水泥板材。

3.根据抗剪连接件的构造要求，侧板和底板沿长边方向避开预埋螺杆均匀插入；对于顶板，沿长边方向均匀插入，参见图2所示。

4.作为优选，抗剪连接件尖端朝下插入，且插入至碳纤维网格复合板材厚度的2/3处，参见图3所示。

5.在距离侧板和底板短边100mm的板中央预埋螺杆，沿长边方向在板中线每隔300mm预埋1根螺杆，且侧板和底板预埋螺杆位置对应，参见图2所示。

6.将养护好的底板放置于模板上，将另外两块养护好侧板放置于模板的内侧，且位于底板边缘上，用无翼缘U形钢箍和螺母将侧板和底板连接起来；端板位于侧板与底板构成的槽内端部，采用G形夹具夹紧；在拼装好的槽中均匀涂抹界面剂，并在每跨跨中采用G形夹具固定侧板，然后浇筑混凝土至带翼缘U形钢箍翼缘处，再将涂有界面剂的顶板安放至带翼缘U形钢箍翼缘上，最后将剩余混凝土浇筑完成。

7.侧板和底板上有抗剪连接件和螺杆的一侧向内放置，另一面应与模板紧贴；顶板上有抗剪连接件的一侧向下放置。

与现有混凝土受弯构件相比，本发明取得了以下的技术效果：

1.本发明用碳纤维网格布代替钢筋，不仅能消除因钢筋锈蚀导致构件承载力降低的问题，而且能减轻构件的自重，提高耐久性的同时显著地提高了构件的承载力。

2.本发明在碳纤维网格复合板材内预埋螺杆，采用无翼缘U形钢箍、带翼缘U形钢箍和G形夹具，很好地保证了板材间的紧密连接，使板材形成了槽型空间，从而大大地减少了模板制作的时间和材料，节约资源。

3.本发明在碳纤维网格复合板材上预埋抗剪连接件，从而有效地提高了碳纤维网格复合板材和混凝土界面间的粘结，保证复合板材充分发挥作用，有效地提高构件的整体承载力。

附图说明：

附图1为本发明的轴测图；

附图2为本发明侧板、顶板和底板预埋抗剪连接件和螺杆的布置图；

附图3为本发明预埋抗剪连接件在碳纤维网格复合板材内的位置示意图。

附图4为无翼缘U形钢箍和带翼缘U形钢箍示意图；

附图5为侧板和底板连接详图；

附图6为碳纤维网格复合板材的剖面；

图中：1—侧板，2—顶板，3—底板，4—端板，5—无翼缘U形钢箍，6—带翼缘U形钢箍，7—混凝土，8—G形夹具，9—抗剪连接件，10—螺杆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。如附图1所示为碳纤维网格复合板材混凝土连续梁及其制作方法，包括以下步骤：

1.将模具精确放平；

2.布置底层定位条，其厚度与板底保护层厚度一致；

3.制备钢纤维增强水泥基体,并将其浇筑在模板上，直至定位条上表面处，作为板底保护层；

4.布置各层碳纤维网格布：将底层碳纤维网格布放置在底层定位条之上，在各层碳纤维网格布之间布置新的定位条，使碳纤维网格布沿板厚度方向对称分布；

5.将各层碳纤维网格布固定、绷紧并施加预拉力；

6.制备普通水泥基体，并将其浇筑在预拉力碳纤维网格布之上，并浇筑至顶层碳纤维网格布处；

7.将抗剪短切钢纤维垂直插入到预拉力碳纤维网格布的网孔中；

8.在距离侧板和底板短边100mm位置的板中央插入螺杆，沿长边方向在板中线每隔300mm插入1根螺杆至预拉力碳纤维网格布的网孔洞中；

9.布置顶层定位条，其厚度与板顶保护层厚度一致；

10.在顶层碳纤维网格布之上浇筑钢纤维增强水泥基体，直至顶层定位条上表面处，作为板顶保护层；

11.轻微振捣浇筑完成的水泥基体，并抹平表面；

12.在顶部钢纤维增强水泥基体凝结前，沿侧板和底板长边方向避开螺杆将抗剪连接件尖端向下均匀插入，沿顶板长边方向均匀插入，且尖端插入至板材厚度的2/3处，固定直至水泥基体凝结硬化；

13.待水泥基体抗压强度达到标准值的70％后释放预拉力，拆模，并进行适当养护；

14.将养护好的底板有抗剪连接件和螺杆一侧向上放置在底模板上；将另外两块养护好的侧板有抗剪连接件和螺杆的一侧向内放置于模板的内侧，且位于底板边缘上；用无翼缘U形钢箍及螺母固定底板和侧板，并在顶部用G形夹具固定侧板；端板位于侧板与底板构成的槽内端部，并用G形夹具夹紧；在槽内表面涂抹界面剂；

15.浇筑配合比良好的混凝土至带翼缘U形钢箍翼缘处，振捣密实后，再在顶板上有抗剪连接件的一侧涂抹界面剂，并将其安放至带翼缘U形钢箍翼缘上；

16.将剩余混凝土浇筑完成，并进行适当养护，待混凝土达到龄期后拆模。

Claims (3)

1.一种碳纤维网格复合板材混凝土连续梁的制作方法，其特征在于，在距离侧板(1)和底板(3)短边100mm位置的板中央预埋螺杆(10)，沿长边方向在板中线每隔300mm预埋1根螺杆(10)，侧板(1)与底板(3)预埋螺杆(10)的位置对应；

在侧板(1)和底板(3)的板面沿长边方向单侧均匀预埋抗剪连接件(9)，抗剪连接件(9)避开螺杆(10)的位置；沿顶板(2)长边方向均匀在板面单侧预埋抗剪连接件(9)；各种板件拼接过程中，底板(3)有抗剪连接件(9)及螺杆(10)一侧向上平放，侧板(1)有抗剪连接件(9)及螺杆(10)一侧向内搭放在底板(3)上，且与底板(3)边缘平齐；在侧板(1)和底板(3)预埋螺杆(10)的位置套上无翼缘U形钢箍(5)或带翼缘U形钢箍(6)，其中带翼缘U形钢箍(6)布置在距离支座半跨的范围内，并用螺母固定；

在侧板(1)与底板(3)构成的槽内端部安装端板(4)，并用G形夹具(8)固定；在拼装好的槽中均匀涂抹界面剂，并在每跨跨中用G形夹具(8)固定侧板(1)；

浇筑混凝土(7)至带翼缘U形钢箍(6)的翼缘处，将顶板(2)有抗剪连接件(9)的一侧涂界面剂，并将该侧向下安放至带翼缘U形钢箍(6)翼缘上，并使其中线与支座轴线重合；

将剩余混凝土(7)浇筑完成形成碳纤维网格复合板材混凝土连续梁构件。

2.根据权利要求1所述的碳纤维网格复合板材混凝土连续梁的制作方法，其特征在于，所述的侧板(1)、顶板(2)、底板(3)为碳纤维网格复合板材，且复合板材中的碳纤维网格布上施加了预拉力；底板(3)和顶板(2)提供连续梁构件的抗弯承载力，侧板提供连续梁构件的抗剪承载力；所述的端板为普通水泥板材。

3.根据权利要求2所述的碳纤维网格复合板材混凝土连续梁的制作方法，其特征在于，所述碳纤维网格复合板材采用分层浇筑的方式制作；先浇筑钢纤维水泥基体作为底层保护层，布置好碳纤维网格布并进行预张拉后，浇筑普通水泥基体至顶层碳纤维网格布处，最后浇筑钢纤维水泥基体作为板顶保护层。

Images