CN110318495A - 一种可拼装永久性模板叠合frp筋海水海砂再生混凝土梁及其制作方法 - Google Patents

一种可拼装永久性模板叠合frp筋海水海砂再生混凝土梁及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可拼装永久性模板叠合FRP筋海水海砂再生混凝土梁及其制作方法,包括预制可拼装永久性模板和FRP筋海水海砂再生混凝土梁;所述预制可拼装永久性模板由转角条拼块、第一面板、第二面板及定位连接件拼装而成,且模板采用工程水泥基复合材料ECC和纤维编织网制作;所述FRP筋海水海砂再生混凝土梁包括浇筑在预制可拼装永久性模板内的海水海砂再生混凝土和固设于海水海砂再生混凝土内的FRP筋材骨架。本发明通过TRE模板与FRP筋海水海砂再生混凝土复合有效降低了模板工程造价,改善了FRP筋海水海砂再生混凝土梁的延性,保证了FRP筋的长期耐久性,同时解决了现有整体性模板占据空间大、不易运输等问题。

Description

一种可拼装永久性模板叠合FRP筋海水海砂再生混凝土梁及 其制作方法
技术领域
本发明涉及一种可拼装永久性模板叠合FRP筋海水海砂再生混凝土梁及其制作方法,属于海工结构、港口结构和水工结构等工程技术领域。
背景技术
日益枯竭的河砂资源及生态环境保护的必要性加上运输成本、工期限制等原因,在海洋工程建设中如何合理有效地利用海水海砂资源的必要性与重要性日显。同时,将再生骨料作为混凝土的制备原料,可以实现资源的最大化利用。
纤维增强聚合物(Fiber Reinforced Polymer,简称FRP)筋具有轻质高强、耐腐蚀、抗疲劳等优越性能,是暴露环境或极端侵蚀性环境下钢筋的理想替代材料。因此,FRP筋海水海砂再生混凝土结构对于缓解资源短缺和解决海工混凝土结构的钢筋锈蚀问题有着重要意义。但FRP筋较低的弹性模量和线弹性的应力应变关系使得FRP筋混凝土梁易产生较大的裂缝宽度、挠度及呈现脆性破坏特征,严重影响其正常使用性能。且在湿热环境和碱性环境的共同作用下,过大的裂缝宽度会加剧水分子和OH-的渗透,使得FRP筋的长期耐久性能还存在着很大的离散性。故,在海洋工程中,有必要限制FRP筋混凝土结构正常使用阶段的裂缝发展,同时保证FRP筋处于相对干燥的环境,从而更好地发挥FRP筋海水海砂再生混凝土结构的承载和使用性能。
此外,对于严酷海洋环境下混凝土结构的施工,模板的要求和施工也需重点考虑。模板是浇筑混凝土构件的必备施工工具,模板成本往往超过了浇筑混凝土构件总成本的一半以上。当前建筑领域中使用的木模板、钢模板和胶合模板等往往存在着重复使用次数少、周转费用高、拆装不便、破坏生态等问题。因此,提高结构的预制化程度,开发一种具有环保和耐久性的可拼装永久性模板系统是当前发展的趋势。纤维编织网增强混凝土(TextileReinforced Concrete,TRC)是多轴纤维编织网和精细混凝土的结合,具有良好的承载、限裂、抗渗及耐腐蚀能力。这些特性使得TRC材料非常适合开发轻量化的永久性模板单元。但由于TRC基体延性较低,不能更好地发挥TRC的作用。工程水泥基复合材料(EngineeredCementitious Composites,ECC)具有受拉应变硬化和多裂缝的特性,但由于短切纤维在基体中呈乱向分布,承载方向不明确,导致ECC的增强效率较低。由此,可以将ECC作为TRC材料的基体,开发一种新型的纤维编织网增强ECC(Textile Reinforced ECC,TRE)永久性模板系统。
综上,在海洋工程中,FRP筋海水海砂再生混凝土结构的推广应用是实现海水海砂资源化和建筑废物利用的有效途径,且为了进一步改善其使用性能,提升其延性特征,降低模板工程造价,保证FRP筋的长期耐久性,通过TRE模板与FRP筋海水海砂再生混凝土复合是一种合理、可行的方式。
发明内容
发明目的:为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供一种可拼装永久性模板叠合FRP筋海水海砂再生混凝土梁及其制作方法,通过TRE模板与FRP筋海水海砂再生混凝土复合有效降低模板工程造价,改善FRP筋海水海砂再生混凝土梁的延性,保证FRP筋的长期耐久性,同时解决现有整体性模板占据空间大、不易运输等问题。
技术方案:为实现上述目的,本发明采用的技术方案为:
一种可拼装永久性模板叠合FRP筋海水海砂再生混凝土梁,包括预制可拼装永久性模板和FRP筋海水海砂再生混凝土梁;
其中,所述预制可拼装永久性模板包括转角条拼块、第一面板、第二面板及定位连接件,且两侧第二面板底部通过转角条拼块与中间的第一面板垂直连接;所述定位连接件通过螺栓组件连接于第一面板、第二面板与转角条拼块的搭接企口处,且第一面板、第二面板、转角条拼块和定位连接件均选用工程水泥基复合材料ECC和纤维编织网制作,螺栓组件均为FRP材质;
所述FRP筋海水海砂再生混凝土梁包括浇筑在预制可拼装永久性模板内的海水海砂再生混凝土和固设于海水海砂再生混凝土内的FRP筋材骨架;所述FRP筋材骨架包括通过塑料扎带绑扎的FRP架立筋、FRP箍筋、FRP纵向构造筋和FRP主筋,且FRP架立筋、FRP纵向构造筋和FRP主筋沿梁长度方向延伸,箍筋数量为多个。
进一步的,所述预制可拼装永久性模板的制作方法包括以下步骤:
1)根据第一面板、第二面板、转角条拼块及定位连接件的选定尺寸,裁剪相应的纤维编织网;
2)对于第一面板、第二面板及定位连接件,采用水平浇筑方式和注浆—铺网—注浆的施工工艺制作,选用胶合木模板制作永久性模板模具,具体包括:在第一面板模具的两侧和第二面板模具的一侧粘贴形成企口的硬质塑料泡沫板,在第一面板模具和第二面板模具上的企口处及定位连接件模具上沿梁长度方向钻孔若干,三者孔位一一对应,且孔内插入PVC塑料套管;在第一面板模具、第二面板模具、定位连接件模具内部涂刷脱模剂并在模具内部浇筑ECC,浇筑厚度高于塑料泡沫板设定高度;铺设纤维编织网,然后继续浇筑ECC,使ECC充满整个模具空间,最后将ECC表面抹平并压实;
3)对于转角条拼块,采用立式浇筑方式,选用胶合木模板制作永久性模板模具,具体包括:在转角条拼块模具表面涂刷脱模剂,转角条拼块模具包括L形内模板、L形外模板;首先进行L形内模板安装固定,在L形外模板的两侧边缘粘贴形成企口的硬质塑料泡沫板,然后进行L形外模板安装固定,并在L形内、外模板外侧设置侧向固定支撑;在L形内、外模板的企口位置处沿梁长度方向钻孔若干,孔位与步骤2)中对应;将纤维编织网放入L形内、外模板之间,保持纤维编织网到L形内、外模板之间的距离相等,同时在纤维编织网的转角处放置L形钢条,钢条与L形内、外模板同高,在孔径位置插入PVC塑料套管;将配置好的ECC缓慢注入L形内、外模板之间,浇筑时将钢条逐渐从模板内抽出;
4)浇筑完成后,待第一面板、第二面板、转角条拼块和定位连接件达到设计强度时,进行拆模,而后定期对预制可拼装永久性模板洒水养护至28天规定龄期,从而完成预制可拼装永久性模板的制作。
进一步的,所述步骤1)中,裁剪纤维编织网前,为解决纤维编织网质地柔软、难以定位的问题,先对纤维编织网进行浸胶粘砂处理或用钢丝网衬将纤维编织网固定成需要的形状。
进一步的,所述步骤2)、3)中,孔径大小等于纤维编织网的网格尺寸大小,孔间距为纤维网网格尺寸的整数倍。
进一步的,所述ECC强度等级大于等于海水海水再生混凝土的强度等级,且ECC采用P.O42.5硅酸盐水泥、Ⅰ级粉煤灰、140-280目石英砂、Sika聚羧酸高性能减水剂、增稠剂、自来水和体积掺量为2%的非金属短切纤维材料搅拌制备而成。
一种所述可拼装永久性模板叠合FRP筋海水海砂再生混凝土梁的制作方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
A、将浇筑成型的第一面板、第二面板、转角条拼块和定位连接件组装成预制可拼装永久性模板
对第一面板、第二面板及转角条拼块的内表面进行拉毛处理,拼装时在第一面板、第二面板和转角条拼块的搭接企口处涂抹环氧树脂粘合剂,先进行第二面板与转角条拼块的连接,再进行第一面板与转角条拼块的连接;然后将定位连接件放置于预制可拼装永久性模板内表面的拼接企口处,连接孔一一对应,FRP螺栓从预制可拼装永久性模板外表面穿入,于内表面用垫片和螺母连接固定,从而完成U型预制可拼装永久性模板的拼装;
B、FRP筋材骨架的制作
通过塑料扎带将选定规格的FRP架立筋、FRP箍筋、FRP纵向构造筋和FRP主筋绑扎形成FRP筋材骨架;
C、海水海砂再生混凝土的制备
拌制海水海砂再生混凝土的原料包括原状海水、海砂、再生粗骨料、水泥和聚羧酸高效减水剂,对再生骨料进行预吸水处理,即拌制混凝土前先用水浸泡1天,然后晾晒至饱和面干状态,或者在搅拌过程中对海水海砂再生混凝土增加附加水对其进行补偿;
D、TRE可拼装永久性模板处理
采用压力不小于0.5MPa的压力水或压缩空气清除永久模板表面杂物,并使用毛刷在预制可拼装永久性模板内表面均匀涂刷界面剂;
E、浇筑海水海砂再生混凝土
将绑扎好的FRP筋材骨架放入TRE永久模板内,控制筋材骨架到梁侧和梁底的距离相等,向预制可拼装永久性模板内浇筑拌制好的海水海砂再生混凝土,采用分层浇筑分层振捣的方法,浇筑完成后将梁表面进行抹平收光,在湿润环境下养护28天,即完成TRE可拼装永久性模板叠合FRP筋海水海砂再生混凝土梁的制备。
有益效果:本发明提供的一种可拼装永久性模板叠合FRP筋海水海砂再生混凝土梁及其制作方法,与现有技术相比,具有如下有益效果:
1、对于远洋岛礁工程建设,采用TRE永久性模板,提高了结构的预制化程度,减少对模板、支架及人工的需求,降低模板工程造价,且预制的第一面板、第二面板、转角条拼块和定位连接件利于运输,拼装使用方便,可操作性强;环氧树脂胶、定位连接件及FRP螺栓的共同作用使得拼装模板具有良好的整体性,模板内表面拉毛处理、界面剂和螺栓的凸出段增大了现浇混凝土与永久模板的粘结力,有效防止剥离破坏,充分发挥出模板的“环箍效应”。
2、本发明基于“取值于海,用之于海”的原则,就地取材,利用海水替代淡水、海砂替代河砂、建筑废物替代碎石来拌制海水海砂再生混凝土进行梁构件浇筑,降低了运输成本,极大地提高了海水海砂资源的利用率,对保护生态环境起到了积极作用,具有较大的社会经济效益。
3、本发明采用FRP筋代替钢筋,一方面基于其优异的耐氯盐侵蚀性能,解决了海工混凝土结构的钢筋锈蚀问题,提高了海工混凝土结构的耐久性,有效弥补了现有技术的不足,另一方面基于FRP筋轻质高强特点,其配筋梁结构受弯性能优良,较钢筋混凝土梁有较高的承载力,且相同承载力情况下,梁的自重较小。
4、ECC具有显著的应变硬化特性和多缝开裂现象,纤维编织网具有轻质高强和耐腐蚀特点,两者结合制备的TRE永久模板可有效改善FRP筋海水海砂再生混凝土梁的延性,减小了其在使用状态下的裂缝宽度和挠度,满足结构的使用性能,此外,得益于TRE永久模板的外覆保护作用和参与受力作用,使得本发明的新型组合结构在海洋环境下具有优异的受力性能和耐久性能。
附图说明
图1为本发明一种可拼装永久性模板叠合FRP筋海水海砂再生混凝土梁的剖视图;
图2a-2d分别为本发明中第一面板、第二面板、转角条拼块及定位连接件的正视图;
图2e为本发明中定位连接件的侧视图;
图3为本发明中预制可拼装永久性梁模板的结构示意图;
图中包括:1、转角条拼块,2、第一面板,3、第二面板,4、纤维编织网,5、定位连接件,6、螺栓组件,7、FRP架立筋,8、FRP箍筋,9、FRP纵向构造筋,10、FRP主筋。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1-3所示为一种可拼装永久性模板叠合FRP筋海水海砂再生混凝土梁,,包括预制可拼装永久性模板本体和FRP筋海水海砂再生混凝土梁。
其中,所述预制可拼装永久性模板包括转角条拼块1、第一面板2、第二面板3、定位连接件5,两侧第二面板3底部通过转角条拼块1与中间的第一面板2垂直连接;所述面板、转角条拼块的搭接企口和定位连接件上均有孔洞,通过螺栓组件6连接;所述第一面板和第三面板对应梁的侧面,第二面板和第四面板对应梁的底面;所述的面板、转角条拼块和定位连接件均选用工程水泥基复合材料ECC和纤维编织网4制作,螺栓、螺母和垫片均为FRP材质;
所述FRP筋海水海砂再生混凝土梁包括海水海砂再生混凝土和固设于混凝土内的FRP筋材骨架;所述筋材骨架由FRP架立筋7、FRP箍筋8、FRP纵向构造筋9和FRP主筋10通过塑料扎带绑扎形成,FRP架立筋、FRP纵向构造筋和FRP主筋沿梁长度方向分布,箍筋数量为多个。
所述预制可拼装永久性模板的制作方法包括以下步骤:
1)根据梁的尺寸选定第一面板、第二面板、转角条拼块及定位连接件的尺寸,并裁剪纤维编织网,为解决纤维编织网质地柔软、难以定位的问题,对纤维编织网4进行浸胶粘砂处理或用钢丝网衬将纤维编织网固定成需要的形状;
2)对于第一面板、第二面板及定位连接件,采用水平浇筑方式,选用注浆—铺网—注浆施工工艺,选用胶合木模板制作永久性模板模具,具体包括:在第一面板模具的一侧和第二面板模具的两侧粘贴形成企口的硬质塑料泡沫板,在第一面板和第二面板的企口对应的模具位置及定位连接件模具的纵向轴线位置沿梁长度方向钻孔若干,三者孔位一一对应,孔直径大小约等于纤维网网格尺寸大小,孔间距为纤维网网格尺寸的整数倍,并在模具孔内插入PVC塑料套管;在模具内部涂刷脱模剂,向模具内浇筑ECC,厚度以覆盖塑料泡沫板适当高度为宜,铺设纤维编织网,进行适当张拉,然后继续浇筑ECC,使ECC充满整个模具空间;由于ECC流动性和自密实性较好,浇筑过程中在模具外轻微振捣,以赶走气泡,最后将ECC表面抹平并压实;
3)对于转角条拼块,采用立式浇筑,选用胶合木模板制作永久性模板模具,具体包括:在模具表面涂刷脱模剂,首先进行L形内模板安装固定,然后用万能胶在L形外模板的两侧边缘粘贴形成企口的硬质塑料泡沫板,进行外模板安装,并在内、外模板外侧设置侧向固定支撑,防止浇筑ECC时模板发生侧向变形;在内外模板的企口位置处从上到下钻孔若干,孔位与步骤2)对应,孔径和间距同步骤2)相同;将纤维编织网放入内外模板之间,保持纤维编织网到内、外侧模板间距离相等,为防止浇筑ECC时纤维编织网发生偏移,同时在纤维编织网的转角处放置L形钢条,钢条与模板同高,在孔径位置插入PVC塑料套管;将配置好的ECC缓慢注入L形模板内,浇筑适当高度时,对模板进行轻微敲打,保证ECC密实,浇筑时将钢条逐渐从模板内抽出;
4)浇筑完成后,待永久模板各面板、转角条拼块和定位连接件达到设计强度时,进行拆模,拆模时先拆除支撑、再拆除模板,然后将PVC塑料套管从预制面板中取出,以形成连接孔;定期对TRE永久模板洒水养护至28天规定龄期,从而完成可拼装永久性模板组件的制作。
上述可拼装永久性模板叠合FRP筋海水海砂再生混凝土梁的制作方法,具体包括以下步骤:
A、将浇筑成型的第一面板、第二面板、转角条拼块和定位连接件组装成永久性梁模板
对第一面板、第二面板及转角条拼块的内表面进行拉毛处理,以增加永久模板与海水海砂再生混凝土的粘结性能;拼装时在第一面板、第二面板和转角条的搭接企口处涂抹环氧树脂粘合剂,先进行第二面板与转角条拼块的连接,再进行第一面板与转角条拼块的连接;为增加转角条拼块间及永久模板拼装的整体性,转角条拼块的拼接面处也进行涂刷环氧树脂粘合剂处理,然后将通长的定位连接件放置于永久模板内表面的拼接企口处,连接孔一一对应,FRP螺栓从永久模板的外表面穿入,于内表面用垫片和螺母将各组成部件连接成一个整体,从而完成U型永久性模板的拼装;
B、FRP筋材骨架的制作
按相关结构设计规范选择相应规格的FRP筋,选用的FRP筋表面均为带肋粘砂处理,以增强FRP筋与海水海砂再生混凝土的界面粘结性能;由于FRP箍筋抗剪能力较差,为防止箍筋弯折处发生断裂,建议采用多层纵筋设计有利于保护FRP箍筋的薄弱弯折区;由于扎丝绑扎时可能会对FRP筋造成损伤且扎丝在海水海砂混凝土中会锈蚀,不利于保持FRP筋材骨架的整体性,因此采用塑料扎带代替扎丝将FRP纵筋和箍筋绑扎成筋材骨架;
C、海水海砂再生混凝土的制备
海水海砂再生混凝土强度等级应与TRE永久模板强度相同,拌制海水海砂再生混凝土的原料包括原状海水、海砂、再生粗骨料、水泥和聚羧酸高效减水剂。对于原状海砂可进行筛分以去除其内部贝壳和黏土杂物等;由于再生骨料吸水率较高,可对再生骨料进行预吸水处理,即拌制混凝土前先用水浸泡1天,然后晾晒至饱和面干状态;或者在搅拌过程中对海水海砂再生混凝土增加附加水对其进行补偿;
D、TRE可拼装永久性模板处理
采用压力不小于0.5MPa的压力水或压缩空气清除永久模板表面拉毛后遗留下的浮灰、疏松物等;为进一步增强永久模板与海水海砂再生混凝土的粘结性能,防止混凝土与模板之间产生空鼓、开裂、剥落等问题,使用毛刷在模板内表面均匀涂刷界面剂,注意避免出现界面剂流淌、堆积现象;
E、浇筑海水海砂再生混凝土
将绑扎好的FRP筋材骨架放入TRE永久模板内,控制筋材骨架到梁侧和梁底的距离相等;向永久模板内浇筑拌制好的海水海砂再生混凝土,为保证浇筑的密实度,采用分层浇筑分层振捣的方法,振捣时注意快插慢拔,每次振捣时间为25-30s左右;浇筑完成后将梁表面进行抹平收光,在湿润环境下养护28天,即完成TRE可拼装永久性模板叠合FRP筋海水海砂再生混凝土梁的制备。
本发明中,所述纤维编织网可采用耐碱的同种纤维进行编织或不同种类的纤维按径向和纬向进行编织,如碳纤维、玄武岩纤维、耐碱玻璃纤维、芳纶纤维、聚丙烯纤维和聚乙烯醇纤维等;所述的钢丝网是由易于弯折且抗拉强度远小于纤维束的304不锈钢丝经编织或焊接等工艺加工。
所述纤维编织网浸胶粘砂的过程是指将环氧树脂、固化剂和稀释剂按一定比例混合,用毛刷顺着纤维束的方向均匀涂刷,在环氧树脂浸渍液未固化前在其表面用硅砂做喷砂处理。
所述ECC强度等级要大于等于浇筑的海水海水再生混凝土的强度等级,从而保证永久模板与梁协同受力且更好地发挥永久模板对梁性能提升的效果;
所述的ECC采用P.O42.5硅酸盐水泥、Ⅰ级粉煤灰、140-280目石英砂、Sika聚羧酸高性能减水剂、增稠剂、自来水和体积掺量为2%的非金属短切纤维材料搅拌制备而成,其制作方法为:
①所需材料:P.O42.5硅酸盐水泥442kg/m3、Ⅰ级粉煤灰821kg/m3、140-280目石英砂455kg/m3、减水率为30%的Sika聚羧酸高性能减水剂9.7kg/m3、增稠剂0.63kg/m3、自来水354kg/m3和体积掺量为2%的非金属短切纤维。
②搅拌:称量好各种材料后,将水泥、石英砂、粉煤灰、增稠剂混合,倒入搅拌机中搅拌2-3min至四种材料均匀拌合,然后将溶有Sika聚羧酸高性能减水剂的自来水倒入搅拌机,搅拌6-8min,最后再加入非金属短切纤维,尽量使纤维均匀撒入,待纤维全部加入到搅拌机后,继续搅拌2-3min,即完成ECC的制备。
所述非金属短切纤维类型包括碳纤维、玄武岩纤维、耐碱玻璃纤维、芳纶纤维、聚丙烯纤维和聚乙烯醇纤维等中的一种和多种。
所述FRP螺栓、垫片和螺母选自CFRP、BFRP、GFRP和AFRP的一种。
所述FRP架立筋、FRP纵向构造筋、FRP主筋和FRP箍筋均选用CFRP筋、BFRP筋、GFRP筋、AFRP筋和钢-连续纤维复合筋的一种或几种,且FRP箍筋为闭合箍筋。
所述界面剂可选用有机界面剂,如水溶性环氧树脂、丙烯酸乳液、EVA乳液和环氧胶泥等,也可选用无机界面剂,如水泥净浆、水泥砂浆等。
所述永久模板搭接企口处的环氧树脂粘合剂配比为:环氧树脂和固化剂的质量比为4:1。
本发明基于河砂资源匮乏现状和远洋岛礁建设需求,公开了一种适用于海洋工程的可拼装永久性模板叠合FRP筋海水海砂再生混凝土梁及其施工方法。永久性模板既减少自然资源消耗,降低模板工程造价,又可以与结构形成良好的受力,提高混凝土结构的力学性能和耐久性能;而FRP筋海水海砂再生混凝土则可以实现海水海砂的资源化利用。因此,两者结合能发挥出更为巨大的优势,在海洋基础设施建设中具有较大的产业化前景。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种可拼装永久性模板叠合FRP筋海水海砂再生混凝土梁,其特征在于,包括预制可拼装永久性模板和FRP筋海水海砂再生混凝土梁;
其中,所述预制可拼装永久性模板包括转角条拼块(1)、第一面板(2)、第二面板(3)及定位连接件(5),且两侧第二面板(3)底部通过转角条拼块(1)与中间的第一面板(2)垂直连接;所述定位连接件(5)通过螺栓组件(6)连接于第一面板(2)、第二面板(3)与转角条拼块(1)的搭接企口处,且第一面板(2)、第二面板(3)、转角条拼块(1)和定位连接件(5)均选用工程水泥基复合材料ECC和纤维编织网(4)制作,螺栓组件(6)均为FRP材质;
所述FRP筋海水海砂再生混凝土梁包括浇筑在预制可拼装永久性模板内的海水海砂再生混凝土和固设于海水海砂再生混凝土内的FRP筋材骨架;所述FRP筋材骨架包括通过塑料扎带绑扎的FRP架立筋(7)、FRP箍筋(8)、FRP纵向构造筋(9)和FRP主筋(10),且FRP架立筋(7)、FRP纵向构造筋(9)和FRP主筋(10)沿梁长度方向延伸。
2.根据权利要求1所述一种可拼装永久性模板叠合FRP筋海水海砂再生混凝土梁,其特征在于,所述预制可拼装永久性模板的制作方法包括以下步骤:
1)根据第一面板、第二面板、转角条拼块及定位连接件的选定尺寸,裁剪相应的纤维编织网;
2)对于第一面板、第二面板及定位连接件,采用水平浇筑方式和注浆—铺网—注浆的施工工艺制作,具体包括:在第一面板模具的两侧和第二面板模具的一侧粘贴形成企口的硬质塑料泡沫板,在第一面板模具和第二面板模具上的企口处及定位连接件模具上沿梁长度方向钻孔若干,三者孔位一一对应,且孔内插入PVC塑料套管;在第一面板模具、第二面板模具、定位连接件模具内部涂刷脱模剂并在模具内部浇筑ECC,浇筑厚度高于塑料泡沫板设定高度;铺设纤维编织网,然后继续浇筑ECC,使ECC充满整个模具空间,最后将ECC表面抹平并压实;
3)对于转角条拼块,采用立式浇筑方式,具体包括:在转角条拼块模具表面涂刷脱模剂,转角条拼块模具包括L形内模板、L形外模板;首先进行L形内模板安装固定,在L形外模板的两侧边缘粘贴形成企口的硬质塑料泡沫板,然后进行L形外模板安装固定,并在L形内、外模板外侧设置侧向固定支撑;在L形内、外模板的企口位置处沿梁长度方向钻孔若干,孔位与步骤2)中对应;将纤维编织网放入L形内、外模板之间,保持纤维编织网到L形内、外模板之间的距离相等,同时在纤维编织网的转角处放置L形钢条,钢条与L形内、外模板同高,在孔径位置插入PVC塑料套管;将配置好的ECC缓慢注入转角条拼块模具内,浇筑时将钢条逐渐从转角条拼块模具内抽出;
4)浇筑完成后,待第一面板、第二面板、转角条拼块和定位连接件达到设计强度时,进行拆模,而后定期对预制可拼装永久性模板洒水养护至28天规定龄期,从而完成预制可拼装永久性模板的制作。
3.根据权利要求1所述一种可拼装永久性模板叠合FRP筋海水海砂再生混凝土梁,其特征在于,所述步骤1)中,裁剪纤维编织网前,先对纤维编织网进行浸胶粘砂处理或用钢丝网衬将纤维编织网固定成需要的形状。
4.根据权利要求1所述一种可拼装永久性模板叠合FRP筋海水海砂再生混凝土梁,其特征在于,所述步骤2)、3)中,孔径大小等于纤维编织网的网格尺寸大小,孔间距为纤维网网格尺寸的整数倍。
5.根据权利要求1所述一种可拼装永久性模板叠合FRP筋海水海砂再生混凝土梁,其特征在于,所述ECC强度等级大于等于海水海水再生混凝土的强度等级,且ECC采用P.O42.5硅酸盐水泥、Ⅰ级粉煤灰、140-280目石英砂、Sika聚羧酸高性能减水剂、增稠剂、自来水和体积掺量为2%的非金属短切纤维材料搅拌制备而成。
6.一种如权利要求1所述可拼装永久性模板叠合FRP筋海水海砂再生混凝土梁的制作方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
A、将浇筑成型的第一面板、第二面板、转角条拼块和定位连接件组装成预制可拼装永久性模板
对第一面板、第二面板及转角条拼块的内表面进行拉毛处理,拼装时在第一面板、第二面板和转角条拼块的搭接企口处涂抹环氧树脂粘合剂,先进行第二面板与转角条拼块的连接,再进行第一面板与转角条拼块的连接;然后将定位连接件放置于预制可拼装永久性模板内表面的拼接企口处,连接孔一一对应,FRP螺栓从预制可拼装永久性模板外表面穿入,于内表面用垫片和螺母连接固定,从而完成U型预制可拼装永久性模板的拼装;
B、FRP筋材骨架的制作
通过塑料扎带将选定规格的FRP架立筋、FRP箍筋、FRP纵向构造筋和FRP主筋绑扎形成FRP筋材骨架;
C、海水海砂再生混凝土的制备
拌制海水海砂再生混凝土的原料包括原状海水、海砂、再生粗骨料、水泥和聚羧酸高效减水剂,对再生骨料进行预吸水处理,即拌制混凝土前先用水浸泡1天,然后晾晒至饱和面干状态,或者在搅拌过程中对海水海砂再生混凝土增加附加水对其进行补偿;
D、TRE可拼装永久性模板处理
采用压力不小于0.5MPa的压力水或压缩空气清除永久模板表面杂物,并使用毛刷在预制可拼装永久性模板内表面均匀涂刷界面剂;
E、浇筑海水海砂再生混凝土
将绑扎好的FRP筋材骨架放入TRE永久模板内,控制筋材骨架到梁侧和梁底的距离相等,向预制可拼装永久性模板内浇筑拌制好的海水海砂再生混凝土,采用分层浇筑分层振捣的方法,浇筑完成后将梁表面进行抹平收光,在湿润环境下养护28天,即完成TRE可拼装永久性模板叠合FRP筋海水海砂再生混凝土梁的制备。
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