CN204590298U - 一种复合多层自密实混凝土防爆抗冲击防护结构 - Google Patents
一种复合多层自密实混凝土防爆抗冲击防护结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN204590298U CN204590298U CN201520222841.7U CN201520222841U CN204590298U CN 204590298 U CN204590298 U CN 204590298U CN 201520222841 U CN201520222841 U CN 201520222841U CN 204590298 U CN204590298 U CN 204590298U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- self
- layer
- concrete
- compaction
- quick
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种复合多层自密实混凝土防爆抗冲击防护结构，由迎爆层、中间层和背爆层组成，迎爆层采用布置有钢丝网的自密实混凝土，或自密实塑料纤维增强混凝土，或自密实钢纤维增强混凝土，或布置有钢丝网的自密实钢纤维增强混凝土；背爆层采用布置有钢丝网的自密实混凝土，或自密实钢纤维增强混凝土，或自密实塑料纤维增强混凝土；或布置有钢丝网的自密实塑料纤维增强混凝土；中间层由单层或者多层材料构成，单层材料构成的中间层采用自密实橡胶混凝土或者自密实塑料纤维增强橡胶混凝土；多层材料构成的所述的中间层由自密实橡胶混凝土与自密实混凝土分层交互浇筑而成，采用廉价的橡胶颗粒作为吸能材料，经济环保，采用多层防线，刚柔并济，具有良好的吸能防爆效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种防爆抗冲击防护结构，具体涉及一种复合多层自密实混凝土防爆抗冲击防护结构。
背景技术
现代战争中高爆力、高精确制导武器使用量越来越大，严重威胁现有重要设施和建筑，其中，军事指挥系统、国防关键设施和人防工程，是敌方打击的重点，也是我方防护的重心。近年来恐怖袭击活动日趋频繁，城市民用建筑物的防护等级也需进一步提高。
目前大多数防护结构(军事设施、人防工程、核设施等)采用整体钢筋混凝土防爆墙构件。整体钢筋混凝土的突出优点就是施工简单快捷，但这些构件在受到强大冲击作用时，墙体易破裂或坍塌，产生的碎片飞溅，危险性极高。而且传统的整体钢筋混凝土防爆墙体对爆炸冲击波的衰减能力有限，穿透墙体的爆炸冲击波形成的空气超压极易损伤防爆墙背面的设施或者人员。为了提高构件的抗爆能力，通常的做法是提高混凝土的强度，加大墙体厚度或增加配筋率，尽管防爆构筑物整体结构强度有所提高，但是其吸收爆炸冲击波和抗破片的能力有限，而且成本也随之增加。
为了提高混凝土材料的防爆抗冲击韧性，近十几年来国内外很多学者着眼于纤维增强混凝土复合材料，包括钢纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯纤维等，并得到了一系列的研究成果。试验证明钢纤维对裂缝的抑制作用优于其他纤维，但是应用于工程材料，成本较高。有的研究学者通过在混凝土中添加纳米纤维或者纳米管，得到了可以完全抑制初始纳米级裂缝的结论，但是相同的试验在其他学者的实验室中却很难得到同样的试验结果。也有学者通过在混凝土试块靠近上下表层的地方布置钢丝网的试验得出结论：布置钢丝网的混凝土试块的抗子弹冲击性能要优于钢纤维增强混凝土试块。布置钢丝网虽然相对经济，但是工程实际操作麻烦而且往往遇到表层混凝土或水泥砂浆与钢丝网由于粘结不紧而脱离的情况。多层复合材料在抗冲击方面早有应用，尤其是在军事领域上国内外对Al2O3陶瓷金属多层复合装甲或陶瓷基功能梯度材料复合装甲已有很多研究和应用。但是在混凝土建筑结构中，关于水泥基多层复合材料或结构的研究却较少，其中包括国外专利2004年Michael Schmitz发明一种多层复合材料(专利号为 US 006790544B2)和2004年Guy Bamford发明的层压混凝土板(专利号为US 20040231273A1)，主要缺点是施工工序复杂，施工成本高。中国专利(专利号：200510046303.8)提出采用多层混凝土复合防爆墙，该发明的主要特点在于其采用多孔材料爆炸吸收冲击波，利用犹如防弹玻璃软硬结合的多层构造模式提高变形和抗爆能力，但缺点是施工工序复杂且不够环保，在受力上可以作为竖向构件(墙体)，但是无法作为水平构件(板)，因为中间层的多孔材料强度较低，难以承受来自竖向荷载。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能有效抵抗爆炸冲击波作用，避免墙体破裂和碎片飞溅的复合多层自密实混凝土防爆抗冲击防护结构。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供的复合多层自密实混凝土防爆抗冲击防护结构，由迎爆层(10)、中间层(20)和背爆层(30)组成，其特征是：
所述的迎爆层(10)采用布置有钢丝网的自密实混凝土，或自密实塑料纤维增强混凝土，或自密实钢纤维增强混凝土，或布置有钢丝网的自密实钢纤维增强混凝土；
所述的背爆层(30)采用布置有钢丝网的自密实混凝土，或自密实钢纤维增强混凝土，或自密实塑料纤维增强混凝土；或布置有钢丝网的自密实塑料纤维增强混凝土；
所述的中间层(20)由单层或者多层材料构成，单层材料构成的所述的中间层(20)采用自密实橡胶混凝土或者自密实塑料纤维增强橡胶混凝土；多层材料构成的所述的中间层(20)由自密实橡胶混凝土与自密实混凝土分层交互浇筑而成。
所述的迎爆层(10)、中间层(20)和背爆层(30)三者间的厚度比例分别为：2～2.4:2:2～2.4。
迎爆层(10)、中间层(20)和背爆层(30)之间设有连接钢筋8。
采用上述技术方案的复合多层自密实混凝土防爆抗冲击防护结构，为了使各层之间粘结良好，提前预埋层间连接钢筋；分层浇筑，在已浇筑层初凝前浇筑上层混凝土。
与现有技术相比，本实用新型采用自密实混凝土为组成材料，克服多层结构施工困难的弊端，采用廉价的橡胶颗粒作为吸能材料，经济环保。同时，本实用新型抛弃了“以刚克刚”的传统设计理念，采用多层防线，刚柔并济。
迎爆层利用自密实钢纤维增强混凝土的高强度、良好的韧性以及耐高温性来抵抗强大的冲击波作用和高速碎片的冲击，是本构筑物的 抗冲击层和拦截碎片层。中间层自密实塑料纤维增强橡胶混凝土是本构筑物的能量消耗层，由于其含有大量的高弹性的橡胶颗粒，使整体变形能力提高，有利于吸收和耗散冲击能量。而且橡胶颗粒是由废旧橡胶制品(如轮胎)磨碎而成，成本低廉又利于环保。背爆层中的塑料纤维和钢丝网有助于提高该层材料的韧性和非弹性变形能力，可以有效地消耗剩余冲击能量，提高整体稳定性。本实用新型的效果和益处在于多层复合结构不仅能抵御爆炸碎片的高速冲击，而且可以将冲击波能力逐层吸收耗散，有效降低整体构筑物的破坏程度。
相比同类发明，本实用新型在施工质量和劳动成本上占有优势，本实用新型采用高流态自密实混凝土，在无需人工振捣的情况下自行密实，即使浇筑成型形状复杂、薄壁和钢丝网之类密集配筋的结构，在施工质量上也能得到保障，劳动强度和时间成本降低，适用于多层复合结构。
在防护效果上，较之常用的钢筋混凝土防爆墙，在同等的防护要求下，本实用新型试验方案防爆墙的厚度可以减少约40％～60％，节省了钢筋混凝土等材料，有很好的推广前景。
综上所述，本实用新型是一种高强高效、施工便捷的复合多层自密实混凝土防爆抗冲击防护结构，能有效抵抗爆炸冲击波作用，避免墙体破裂和碎片飞溅，克服了传统整体钢筋混凝土防爆墙和现有的多层防爆结构的缺陷，通过多种不同性能的混凝土层“刚柔”结合消耗爆炸能量，有效降低爆炸冲击波对防爆构筑物内设施和人员的危害。
附图说明
图1是实施例1的结构示意图。
图2是实施例2的结构示意图。
图3是实施例3的结构示意图。
图4是实施例4的结构示意图。
图5是实施例5的结构示意图。
图中：
5-钢丝网；6-钢纤维；7-聚丙烯腈纤维；8-连接钢筋；10-迎爆层；20-中间层；30-背爆层。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步阐述。
实施例1：
如图1所示，迎爆层10采用C70自密实钢纤维增强混凝土，粗骨料体积0.3m3，砂率50.3％，水胶比0.29，聚羧酸高效减水剂1.1％，钢纤维6长13mm，长径比为65，体积分数为1％。
中间层20采用自密实塑料纤维增强橡胶混凝土，自密实塑料纤 维增强橡胶混凝土为自密实聚丙烯腈纤维增强橡胶混凝土；在迎爆层10配比基础上钢纤维改用聚丙烯腈纤维7，掺量为1kg/m3，橡胶粉取代砂的体积分数为20％，水胶比为0.32。
背爆层30采用布置有钢丝网的自密实混凝土，在迎爆层10配比基础上，不掺钢纤维，而是在距离背爆层外表面2-3厘米处的混凝土中铺设钢丝网5。
迎爆层10、中间层20和背爆层30三者间的厚度比例分别为：2.4:2:2，具有良好的吸能效果和抗冲击能力。
实施例2：
如图2所示，如果防护结构两面都可能迎爆，则在实施例1的基础上，在距离迎爆层10外表面2-3厘米处的自密实钢纤维增强混凝土中铺设钢丝网5，采用C70自密实钢纤维增强混凝土，粗骨料体积0.3m3，砂率50.3％，水胶比0.29，聚羧酸高效减水剂1.1％，钢纤维(6)长13mm，长径比为65，体积分数为1％。
中间层20同实施例1。
背爆层30采用布置有钢丝网的自密实混凝土，在迎爆层10配比基础上，在距离背爆层外表面2-3厘米的混凝土内部铺设钢丝网5。迎爆层(10)、中间层(20)、背爆层(30)三者间的厚度比例分别为：2.4:2:2.4。
实施例3：
如图3所示，迎爆层10采用自密实塑料纤维增强混凝土。
中间层20采用自密实橡胶混凝土。
背爆层30采用布置有钢丝网的自密实塑料纤维增强混凝土，在距离背爆层外表面2-3厘米处的混凝土中铺设钢丝网5。
迎爆层10、中间层20和背爆层30三者间的厚度比例分别为：2:2:2，具有良好的吸能效果和抗冲击能力。
迎爆层10、中间层20和背爆层30之间设有连接钢筋8。
实施例4：
如图4所示，迎爆层10采用钢丝网的自密实混凝土，在距离迎爆层10外表面2-3厘米处的自密实混凝土中铺设钢丝网5。
中间层20采用自密实橡胶混凝土。
背爆层30采用自密实钢纤维增强混凝土。
迎爆层(10)、中间层(20)、背爆层(30)三者间的厚度比例分别为：2:2:2.4。
实施例5：
如图5所示，迎爆层10采用布置有钢丝网的自密实钢纤维增强混凝土，在距离迎爆层10外表面2-3厘米处的自密实钢纤维增强混 凝土中铺设钢丝网5。
中间层20由自密实橡胶混凝土与自密实混凝土分层交互浇筑而成。
背爆层30采用自密实塑料纤维增强混凝土。
迎爆层(10)、中间层(20)、背爆层(30)三者间的厚度比例分别为：2.4:2:2.4。
Claims (3)
1.一种复合多层自密实混凝土防爆抗冲击防护结构，由迎爆层(10)、中间层(20)和背爆层(30)组成，其特征是：
所述的迎爆层(10)采用布置有钢丝网的自密实混凝土，或自密实塑料纤维增强混凝土，或自密实钢纤维增强混凝土，或布置有钢丝网的自密实钢纤维增强混凝土；
所述的背爆层(30)采用布置有钢丝网的自密实混凝土，或自密实钢纤维增强混凝土，或自密实塑料纤维增强混凝土；或布置有钢丝网的自密实塑料纤维增强混凝土；
所述的中间层(20)由单层或者多层材料构成，单层材料构成的所述的中间层(20)采用自密实橡胶混凝土或者自密实塑料纤维增强橡胶混凝土；多层材料构成的所述的中间层(20)由自密实橡胶混凝土与自密实混凝土分层交互浇筑而成。
2.根据权利要求1所述的复合多层自密实混凝土防爆抗冲击防护结构，其特征是：所述的迎爆层(10)、中间层(20)和背爆层(30)三者间的厚度比例分别为：2～2.4:2:2～2.4。
3.根据权利要求1或2所述的复合多层自密实混凝土防爆抗冲击防护结构，其特征是：所述的迎爆层(10)、中间层(20)和背爆层(30)之间设有连接钢筋(8)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520222841.7U CN204590298U (zh) | 2015-04-14 | 2015-04-14 | 一种复合多层自密实混凝土防爆抗冲击防护结构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520222841.7U CN204590298U (zh) | 2015-04-14 | 2015-04-14 | 一种复合多层自密实混凝土防爆抗冲击防护结构 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN204590298U true CN204590298U (zh) | 2015-08-26 |
Family
ID=53926464
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201520222841.7U Expired - Fee Related CN204590298U (zh) | 2015-04-14 | 2015-04-14 | 一种复合多层自密实混凝土防爆抗冲击防护结构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN204590298U (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105370080A (zh) * | 2015-12-03 | 2016-03-02 | 中国人民解放军理工大学 | 一种柔性大跨度抗爆围护 |
| CN108487490A (zh) * | 2018-04-16 | 2018-09-04 | 太原理工大学 | 抗爆炸冲击的复合防护结构 |
| CN111910753A (zh) * | 2020-04-26 | 2020-11-10 | 浙江固邦新材料有限公司 | 一种仿贝壳结构的抗爆板优化设计方法 |
| CN116001382A (zh) * | 2022-12-07 | 2023-04-25 | 北京理工大学 | 一种抗破片群舰船防护结构及其设计方法 |
-
2015
- 2015-04-14 CN CN201520222841.7U patent/CN204590298U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105370080A (zh) * | 2015-12-03 | 2016-03-02 | 中国人民解放军理工大学 | 一种柔性大跨度抗爆围护 |
| CN105370080B (zh) * | 2015-12-03 | 2017-05-31 | 中国人民解放军理工大学 | 一种柔性大跨度抗爆围护 |
| CN108487490A (zh) * | 2018-04-16 | 2018-09-04 | 太原理工大学 | 抗爆炸冲击的复合防护结构 |
| CN108487490B (zh) * | 2018-04-16 | 2019-09-20 | 太原理工大学 | 抗爆炸冲击的复合防护结构 |
| CN111910753A (zh) * | 2020-04-26 | 2020-11-10 | 浙江固邦新材料有限公司 | 一种仿贝壳结构的抗爆板优化设计方法 |
| CN116001382A (zh) * | 2022-12-07 | 2023-04-25 | 北京理工大学 | 一种抗破片群舰船防护结构及其设计方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN204570986U (zh) | 一种复合多层仿生抗冲击防护结构 | |
| CN103628583B (zh) | 一种组装式移动防爆墙 | |
| CN105888283A (zh) | Frp网格增强ecc条带加固钢筋混凝土剪力墙结构的方法 | |
| CN204590298U (zh) | 一种复合多层自密实混凝土防爆抗冲击防护结构 | |
| CN202017302U (zh) | 一种延性高性能混凝土连梁 | |
| CN107447646B (zh) | 一种钢-连续纤维复合筋ecc-混凝土复合柱/桥墩的制备方法 | |
| CN107514268B (zh) | 一种跨活动断裂的高延性隧道支护结构 | |
| CN205591398U (zh) | 一种frp编织网-ecc条带增强钢筋混凝土剪力墙 | |
| CN102635245A (zh) | 一种抗震墙加固体及其加固方法 | |
| CN102828579A (zh) | 一种龙骨嵌扣式可拼装防裂防渗永久性柱模板 | |
| CN201971346U (zh) | 一种新型的具有防弹防爆功能的集装箱 | |
| CN103541505A (zh) | 钢骨玻璃混凝土异形截面柱 | |
| CN102635246A (zh) | 一种承重墙加固体及利用其对承重墙加固的方法 | |
| CN108661197B (zh) | 一种抗航弹侵彻的钢管陶瓷球玄武岩纤维混凝土防护板 | |
| CN203626351U (zh) | 一种防护墙 | |
| CN204266439U (zh) | 基于钢-超高性能混凝土的新型组合梁结构 | |
| CN107587624B (zh) | 一种装配式抗爆防护板结构及其制备方法 | |
| CN102828578A (zh) | 一种螺栓连接式可拼装防裂防渗永久性柱模板 | |
| CN202578022U (zh) | 一种承重墙加固体 | |
| CN104343203A (zh) | 基于钢-超高性能混凝土的新型组合梁结构 | |
| CN210317324U (zh) | 一种地下工程支护抗爆一体化复合结构 | |
| CN202578021U (zh) | 一种抗震墙加固体 | |
| CN102808478A (zh) | 一种螺栓连接式可拼装防裂防渗永久性梁模板 | |
| CN102720158B (zh) | 一种单向龙骨嵌扣式可拼装防裂防渗永久性模板 | |
| CN206655345U (zh) | 一种高延性混凝土组合抗震墙 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150826 Termination date: 20160414 |