CN204475673U - 一种碳纤维预应力混凝土结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种碳纤维预应力混凝土结构。所述碳纤维预应力混凝土结构包括碳纤维预应力筋、单组份环氧胶粘剂、混凝土和锚具；所述单组份环氧胶粘剂包覆在碳纤维预应力筋表面；所述碳纤维预应力筋穿过混凝土结构内部，通过单组份环氧胶粘剂与混凝土粘结成整体；所述锚具位于混凝土相对两侧的表面。与现有技术相比，本实用新型无需设置波纹管，增大了预应力混凝土构件的截面积，以单组份环氧胶粘剂为粘结材料，显著提高了预应力材料与混凝土的粘结性能，提升了预应力混凝土构件的受力性能；解决了预应力钢筋锈蚀对预应力混凝土构件耐久性造成的危害；无需灌浆，简化了施工工艺；以通电加热的方式固化，施工方便，效率高，质量稳定性好。
Description
技术领域
本实用新型属于预应力混凝土技术领域，具体来说，涉及到一种碳纤维预应力混凝土结构。
背景技术
预应力混凝土结构因其优越的受力性能和耐久性已广泛应用于桥梁工程中，世界桥梁中70％以上都采用了预应力混凝土结构。目前预应力混凝土施工方法主要采用后张法有粘结预应力体系，但该方法中预应力钢筋大多只能按多根一束布置，需预埋大直径的波纹管，消弱了结构的截面，而且在混凝土浇筑过程中易造成波纹管漏浆、堵管，导致预应力钢筋无法放置。同时预应力钢筋张拉完成后，要对预应力管道进行灌浆，实际操作中往往不可避免会出现压浆不饱满情况，导致预应力筋锈蚀、预应力筋和混凝土协同工作能力减弱、构件截面消弱等问题，给预应力构件造成很大的安全隐患。
另外，在预应力桥梁中，受材料特性及应用环境所限，预应力钢筋易因腐蚀介质渗入引起锈蚀，从而造成预应力结构的受损或失效，影响预应力桥梁的耐久性。因钢筋腐蚀而导致预应力桥梁耐久性破坏的事件在世界范围内越来越多，造成的直接和间接经济损失巨大，解决预应力钢筋锈蚀问题已成为桥梁工程领域亟待解决的重大问题。目前工程界和科研界提出了许多抗腐蚀的方法，如采用高性能混凝土保护层、钢筋表面设置锌基镀层和环氧树脂涂层等防腐材料、在混凝土中添加阻锈剂或表面涂敷防水材料等。实践证明：上述方法均属消极的防护性措施，作用效果并不明显，同时增加了施工工艺的复杂性，且无法从根本上解决预应力钢筋的锈蚀问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种施工简单、耐久性好的碳纤维预应力混凝土结构。
本实用新型所述的一种碳纤维预应力混凝土结构，所述碳纤维预应力混凝土结构包括碳纤维预应力筋1、单组份环氧胶粘剂2、混凝土3和锚具4；所述单组份环氧胶粘剂2包覆在碳纤维预应力筋1表面；所述碳纤维预应力筋1穿过混凝土3结构内部，通过单组份环氧胶粘剂2与混凝土3粘结成整体；所述锚具4位于混凝土3相对两侧的表面。
本实用新型所述的一种碳纤维预应力混凝土结构，所述单组份环氧胶粘剂2属于热致活单组份环氧胶粘剂，在80℃以下时，为粘稠状膏体，基本不固化，在100-140℃时，10-20分钟基本固化完全。
本实用新型所述的一种碳纤维预应力混凝土结构，所述单组份环氧胶粘剂2在碳纤维预应力筋1表面涂覆的厚度为3-5mm。
本实用新型所述的一种碳纤维预应力混凝土结构，所述锚具4为锥形螺杆锚具；所述单组份环氧胶粘剂2在碳纤维预应力筋1表面涂覆的厚度为4.5mm。
本实用新型所述的一种碳纤维预应力混凝土结构，所述混凝土3的浇筑及养生是在待表面涂覆单组份环氧胶粘剂2的碳纤维预应力筋1和锚具4的预埋件在混凝土模板中安装固定就位后进行。
本实用新型所述的一种碳纤维预应力混凝土结构，所述混凝土3养生完成后，再采用千斤顶张拉装置将碳纤维预应力筋2张拉到设计应力，然后锚固，进而对混凝土3施加预应力。
本实用新型所述的一种碳纤维预应力混凝土结构，所述单组份环氧胶粘剂2固化方式为：采用供电装置给碳纤维预应力筋1两端通电，使其在电流作用下发热，保持碳纤维预应力筋1温度在100-140℃10-20分钟，即可使单组份环氧胶粘剂2固化完全。
本实用新型所述的碳纤维预应力混凝土结构的施工方法，所述施工方法具体包括以下步骤：1)碳纤维预应力筋涂胶：在碳纤维预应力筋表面涂覆单组份环氧胶粘剂，胶层厚度为3-5mm；2)碳纤维预应力筋定位：将表面涂覆单组份环氧胶粘剂的碳纤维预应力筋按照施工图设计，固定到预应力构件已经编制好的钢筋骨架上；3)混凝土模板安装：将预应力锚固装置的预埋件安装就位后，将模板按照混凝土构件的设计尺寸安装好，并固定牢固；4)混凝土浇筑及养生：采用设计强度的混凝土进行浇筑，浇筑完成后按施工规范进行混凝土养生；5)预应力筋张拉：采用千斤顶张拉装置将碳纤维预应力筋张拉到设计应力，然后锚固；6)碳纤维预应力筋/混凝土粘结：采用供电装置给碳纤维预应力筋两端通电，使其在电流作用下发热，保持碳纤维预应力筋温度在100-140℃10-20分钟，停止供电，即可使单组份环氧胶粘剂固化完全，预应力混凝土构件施工完成。
与现有技术相比，本实用新型所述的碳纤维预应力混凝土结构具有如下优点：(1)无需设置波纹管，增大了预应力混凝土构件的截面积，有效提升了预应力混凝土构件的受力性能；(2)无需灌浆，简化了施工工艺，避免了因灌浆施工缺陷导致预应力混凝土受力性能和耐久性的损失；(3)采用单组份环氧胶粘剂代替水泥胶浆作为粘结材料，显著提高了预应力材料与混凝土的粘结性能，提升了预应力混凝土构件的受力性能；(4)采用碳纤维预应力筋代替预应力钢筋，从根本上解决了预应力钢筋锈蚀对预应力混凝土构件耐久性造成的危害；(5)采用碳纤维预应力筋通电加热的方式激发单组份环氧胶粘剂的固化，施工方便，效率高，质量稳定性好。因此，本实用新型所述的碳纤维预应力混凝土结构既适合工厂化预制又适合现场施工，施工工艺简便，产品质量稳定性好。实验证明，本实用新型对预应力混凝土结构的整体工作性能和耐久性都有很大的提升，延长其使用寿命，将在预应力技术领域发挥巨大的作用，市场前景广阔。
附图说明
图1：碳纤维预应力混凝土结构剖视图；碳纤维预应力筋-1、单组份环氧胶粘剂-2、混凝土-3、锚具-4。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本实用新型所述的碳纤维预应力混凝土结构做进一步说明，但是本实用新型的保护范围并不限于此。
实施例1：
一种碳纤维预应力混凝土结构，所述碳纤维预应力混凝土结构包括碳纤维预应力筋、单组份环氧胶粘剂、混凝土和锚具；所述单组份环氧胶粘剂包覆在碳纤维预应力筋表面；所述碳纤维预应力筋穿过混凝土结构内部，通过单组份环氧胶粘剂与混凝土粘结成整体；所述锚具位于混凝土相对两侧的表面；所述单组份环氧胶粘剂属于热致活单组份环氧胶粘剂，在80℃以下时，为粘稠状膏体，基本不固化，在100-140℃时，10-20分钟基本固化完全；所述锚具4为锥形螺杆锚具；所述单组份环氧胶粘剂在碳纤维预应力筋表面涂覆的厚度为3mm。
本实用新型所述的碳纤维预应力混凝土结构的施工方法，所述施工方法具体包括以下步骤：1)碳纤维预应力筋涂胶：在碳纤维预应力筋表面涂覆单组份环氧胶粘剂，胶层厚度为3mm；2)碳纤维预应力筋定位：将表面涂覆单组份环氧胶粘剂的碳纤维预应力筋按照施工图设计，固定到预应力构件已经编制好的钢筋骨架上；3)混凝土模板安装：将预应力锚固装置的预埋件安装就位后，将模板按照混凝土构件的设计尺寸安装好，并固定牢固；4)混凝土浇筑及养生：采用设计强度的混凝土进行浇筑，浇筑完成后按施工规范进行混凝土养生；5)预应力筋张拉：采用千斤顶张拉装置将碳纤维预应力筋张拉到设计应力，然后锚固；6)碳纤维预应力筋/混凝土粘结：采用供电装置给碳纤维预应力筋两端通电，使其在电流作用下发热，保持碳纤维预应力筋温度在100-110℃20分钟，停止供电，即可使单组份环氧胶粘剂固化完全，预应力混凝土构件施工完成。
实施例2：
一种碳纤维预应力混凝土结构，所述碳纤维预应力混凝土结构包括碳纤维预应力筋、单组份环氧胶粘剂、混凝土和锚具；所述单组份环氧胶粘剂包覆在碳纤维预应力筋表面；所述碳纤维预应力筋穿过混凝土结构内部，通过单组份环氧胶粘剂与混凝土粘结成整体；所述锚具位于混凝土相对两侧的表面；所述单组份环氧胶粘剂属于热致活单组份环氧胶粘剂，在80℃以下时，为粘稠状膏体，基本不固化，在100-140℃时，10-20分钟基本固化完全；所述单组份环氧胶粘剂在碳纤维预应力筋表面涂覆的厚度为4.5mm。
本实用新型所述的碳纤维预应力混凝土结构的施工方法，所述施工方法具体包括以下步骤：1)碳纤维预应力筋涂胶：在碳纤维预应力筋表面涂覆单组份环氧胶粘剂，胶层厚度为4.5mm；2)碳纤维预应力筋定位：将表面涂覆单组份环氧胶粘剂的碳纤维预应力筋按照施工图设计，固定到预应力构件已经编制好的钢筋骨架上；3)混凝土模板安装：将预应力锚固装置的预埋件安装就位后，将模板按照混凝土构件的设计尺寸安装好，并固定牢固；4)混凝土浇筑及养生：采用设计强度的混凝土进行浇筑，浇筑完成后按施工规范进行混凝土养生；5)预应力筋张拉：采用千斤顶张拉装置将碳纤维预应力筋张拉到设计应力，然后锚固；6)碳纤维预应力筋/混凝土粘结：采用供电装置给碳纤维预应力筋两端通电，使其在电流作用下发热，保持碳纤维预应力筋温度在100-107℃10分钟，停止供电，即可使单组份环氧胶粘剂固化完全，预应力混凝土构件施工完成。
与现有技术相比，本实用新型所述的碳纤维预应力混凝土结构具有如下优点：(1)无需设置波纹管，增大了预应力混凝土构件的截面积，有效提升了预应力混凝土构件的受力性能；(2)无需灌浆，简化了施工工艺，避免了因灌浆施工缺陷导致预应力混凝土受力性能和耐久性的损失；(3)采用单组份环氧胶粘剂代替水泥胶浆作为粘结材料，显著提高了预应力材料与混凝土的粘结性能，提升了预应力混凝土构件的受力性能；(4)采用碳纤维预应力筋代替预应力钢筋，从根本上解决了预应力钢筋锈蚀对预应力混凝土构件耐久性造成的危害；(5)采用碳纤维预应力筋通电加热的方式激发单组份环氧胶粘剂的固化，施工方便，效率高，质量稳定性好。因此，本实用新型所述的碳纤维预应力混凝土结构既适合工厂化预制又适合现场施工，施工工艺简便，产品质量稳定性好。实验证明，本实用新型对预应力混凝土结构的整体工作性能和耐久性都有很大的提升，延长其使用寿命，将在预应力技术领域发挥巨大的作用，市场前景广阔。
Claims (7)
1.一种碳纤维预应力混凝土结构，其特征在于，所述碳纤维预应力混凝土结构包括碳纤维预应力筋(1)、单组份环氧胶粘剂(2)、混凝土(3)和锚具(4)；所述单组份环氧胶粘剂(2)包覆在碳纤维预应力筋(1)表面；所述碳纤维预应力筋(1)穿过混凝土(3)结构内部，通过单组份环氧胶粘剂(2)与混凝土(3)粘结成整体；所述锚具(4)位于混凝土(3)相对两侧的表面。
2.根据权利要求1所述的一种碳纤维预应力混凝土结构，其特征在于，所述单组份环氧胶粘剂(2)属于热致活单组份环氧胶粘剂，在80℃以下时，为粘稠状膏体，基本不固化，在100-140℃时，10-20分钟基本固化完全。
3.根据权利要求1所述的一种碳纤维预应力混凝土结构，其特征在于，所述单组份环氧胶粘剂(2)在碳纤维预应力筋(1)表面涂覆的厚度为3-5mm。
4.根据权利要求1所述的一种碳纤维预应力混凝土结构，其特征在于，所述锚具(4)为锥形螺杆锚具；所述单组份环氧胶粘剂(2)在碳纤维预应力筋(1)表面涂覆的厚度为4.5mm。
5.根据权利要求1所述的一种碳纤维预应力混凝土结构，其特征在于，所述混凝土(3)的浇筑及养生是在待表面涂覆单组份环氧胶粘剂(2)的碳纤维预应力筋(1)和锚具(4)的预埋件在混凝土模板中安装固定就位后进行。
6.根据权利要求1所述的一种碳纤维预应力混凝土结构，其特征在于，所述混凝土(3)养生完成后，再采用千斤顶张拉装置将碳纤维预应力筋(2)张拉到设计应力，然后锚固，进而对混凝土(3)施加预应力。
7.根据权利要求1所述的一种碳纤维预应力混凝土结构，其特征在于，所述单组份环氧胶粘剂(2)固化方式为：采用供电装置给碳纤维预应力筋(1)两端通电，使其在电流作用下发热，保持碳纤维预应力筋(1)温度在100-140℃10-20分钟，即可使单组份环氧胶粘剂(2)固化完全。
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