CN205063178U - 水泥基复合材料组合梁构件 - Google Patents

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张涛
郑宇宙
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Abstract

本实用新型公开了一种水泥基复合材料组合梁构件，其特征在于：该构件包括钢筋骨架、与钢筋骨架下端采用水泥基复合材料浇筑的下梁构件以及与钢筋骨架上端采用混凝土材料浇筑的上梁构件，所述下梁构件的上端面和上梁构件的下端面结合，在所述下梁构件内设置有与所述钢筋骨架固定的纤维格栅网片。与现有技术相比，本实用新型构件有效的提高了梁试件的抗震性能、延性、抗弯承载力、抗剪承载力、抗疲劳及耐久性能。该构件产生的裂缝极其微小，使用寿命周期明显延长，且取材方便，成本较低，浇筑方法较为成熟，后期的养护、维修和加固成本较低。

Description

水泥基复合材料组合梁构件
技术领域
本实用新型属于土木工程、公路工程和市政工程领域，涉及一种纤维格栅网片和水泥基复合材料。
背景技术
钢筋混凝土结构从出现至今，已经有一百多年的历史，现已成为我们生活中一道绚丽的风景线。随着钢筋和混凝土材料性能的不断改善，结构设计理论、施工技术的不断优化，钢筋混凝土结构得到迅猛发展。目前已广泛应用于土木、民用建筑等工程结构中。钢筋混凝土结构大量使用的同时，结构的各种病害也逐渐暴露出来，尤其是在恶劣环境，冻融、酸、碱和盐等环境下的桥梁结构，表现的尤为明显。在一般的车辆荷载和环境荷载作用下，桥梁结构的主要病害体现在混凝土开裂之后导致的钢筋的锈蚀、裂缝过宽、刚度降低，桥梁承载力降低，混凝土保护层剥落，抗震性能不足等方面。
混凝土容易开裂、易发生脆性破坏等特征决定了其承载力和耐久性较差，尽管有很多措施可以改善混凝土的性能，但无法改变其固有脆性，且势必增加建设成本和费用。而工程用水泥基复合材料(ECC)和纤维格栅网片的出现，可以很好的弥补这一缺陷。ECC在剪切荷载和轴向拉伸作用下，表现出较高的延性和超高的韧性，ECC中纤维掺量仅为2％，其四点弯曲试验拉伸应变可达到3％，远远高于普通混凝土和钢纤维混凝土。纤维格栅网片具有较高的轴向抗拉强度和弹性模量，属线弹性材料，无蠕变，耐腐性较好，且纤维格栅网片能够增强ECC的轴向拉伸性能。纤维格栅网片增强ECC组合梁构件既可以克服混凝土的脆性破坏和较低的抗拉强度，也可以增强组合梁截面的受力性能。
在公开号为CN201310422386.0的专利文件中，公开了一种混杂FRP网格增强ECC及用于加固混凝土结构的方法，该方法主要用于混凝土结构加固，纵横向纤维筋通过环氧树脂胶粘在一起，其次，在进行混凝土结构加固时，需要在界面上涂刷环氧树脂胶，操作工艺较为复杂，施工成本较高，且环氧树脂胶容易老化。在公开号CN201410135749.7的专利中，公开了一种非金属纤维筋复合结构及应用与方法，使用非金属纤维筋替代纵向受拉钢筋来提高结构承载力，此方法虽然能够提高结构承载力，由于非金属纤维筋是线弹性材料，没有蠕变，因此，结构在破坏时没有明显的破坏征兆，不利于人的安全逃生。在公开号为CN201220101909.2的专利中，公开了一种碳纤维预应力筋高强钢筋超高韧性纤维增强水泥基复合材料的梁构件，通过对底部的碳纤维筋施加预应力来提高结构承载力，由于现有技术水平和ECC自身性能的限制，预应力筋端部的ECC容易发生局部承压破坏，限制了预应力的大小，且受压区ECC容易被压碎，导致结构提前破坏。
发明内容
技术问题：本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种有效减小结构的裂缝，提高构件的抗震性能、抗疲劳性能和延性的纤维格栅网片增强水泥基复合材料组合梁构件。
技术方案：
一种水泥基复合材料组合梁构件，其特征在于：该构件包括钢筋骨架、与钢筋骨架下端采用水泥基复合材料浇筑的下梁构件以及与钢筋骨架上端采用混凝土材料浇筑的上梁构件，所述下梁构件的上端面和上梁构件的下端面结合，在所述下梁构件内设置有与所述钢筋骨架固定的纤维格栅网片。
所述钢筋骨架由架立筋和纵向受拉钢筋通过箍筋连接而成，所述纵向受拉钢筋位于所述下梁构件后，所述架立筋位于所述上梁构件内。
所述纤维格栅网片距离组合梁构件底面的保护层厚度为15mm～30mm，纵向受拉钢筋位于纤维格栅网片以上10mm～50mm位置处；所述架立筋距离组合梁构件上表面的混凝土保护层厚度为30mm～50mm。
所述下梁构件的浇筑高度为截面高度的1/3～1/2，上梁构件的浇筑高度为截面高度的1/2～2/3。
所述的纤维格栅网片为碳纤维格栅网片、芳纶纤维格栅网片、玄武岩格栅网片、耐碱玻璃纤维格栅网片或任意两种或两种以上前述纤维的混杂纤维格栅网片。
所述组合梁构件截面形式为实心矩形、空心矩形、T型或箱型。
有益效果：本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：
1.高韧性、多点开裂、裂缝极细
ECC在剪切荷载和轴向拉伸作用下，表现出较高的延性和超高的韧性，ECC中纤维掺量仅为2％，其四点弯曲试验拉伸应变可达到3％，远远高于普通混凝土和钢纤维混凝土。与普通混凝土梁相比，纤维格栅网片增强水泥基复合材料组合梁试件侧面主裂缝(裂缝扩展高度超过主梁截面的1/2高度)数量多1倍，裂缝间距明显减小，微裂缝数量明显增多且极其细微，表现出明显的多点均匀开裂现象。
2.高承载力
与公开号CN201410135749.7专利中的一种非金属纤维筋复合结构及应用与方法相比，纵向受拉钢筋的加入可以优化结构的受力性能，克服了FRP筋材在断裂之前没有明显征兆的缺陷，使得结构在达到极限承载力之前具有明显的破坏征兆，有利于人的安全逃生。同时，纤维格栅网片与纵向受拉钢筋的双重作用使得结构承载力明显提高。与普通钢筋混凝土梁相比，其1mm玄武岩格栅网片增强ECC材料组合梁构件屈服荷载、极限荷载分别提高25％和16％；3mm玄武岩格栅网片增强ECC材料组合梁构件屈服荷载、极限荷载分别提高20％和4％；5mm玄武岩格栅网片增强ECC材料组合梁构件屈服荷载、极限荷载分别提高34％和32％。
3.整体性好
与公开号CN201310422386.0专利中的混杂FRP网格增强ECC及用于加固混凝土结构相比，混凝土中的粗、细骨料与ECC材料相互嵌合在一起，不需要环氧树脂胶进行粘结，提高了界面的粘结强度，避免了树脂胶老化产生损伤，结构整体性能得到极大提高。
4.耐疲劳性能和高抗震性能
ECC材料在荷载作用下开裂后，表现出类似钢筋在单轴荷载作用下的应力-应变关系，即所谓的应变硬化(Strain-Harding)效应。这种优良的力学性能，克服了混凝土开裂后，应力迅速降低，裂缝急速开展的缺点。此外，ECC材料具有优良的抗疲劳性能和耐久性能，势必增加纤维格栅网片增强水泥基复合材料组合梁的耐疲劳性能和抗震性能。
本实用新型施工工艺较为成熟，不需要特殊养护，后期养护和加固费用较低，且极大的提高了结构的生命周期。
附图说明
图1为梁构件截面形式示意图。
图中有：1架立筋；2上梁构件；3箍筋；4下梁构件；5纵向受拉钢筋；6纤维格栅网片。
图2为纤维格栅网片示意图。
具体实施方式
下面结合实施例和说明书附图对本实用新型作进一步的说明。
本实用新型是一种水泥基复合材料组合梁构件，如图1所示，主要由两部分组成，底部为工程用水泥基复合材料浇筑的下梁构件4，下梁构件4的截面高度ht约占截面高度ho的1/3～1/2，上部为混凝土材料浇筑的上梁构件2，上梁构件2的截面高度hc约占截面高度ho的1/2～2/3。构件宽度b约为截面高度h0的1/2～1/3，对于不同截面形式的构件，其值可酌情调整。组合梁构件中主要包括纤维格栅网片6、纵向受拉钢筋5、架立筋1、箍筋3、ECC材料和混凝土材料。
现以5mm厚玄武岩纤维格栅网片增强PVA-ECC复合材料组合梁构件为例进行说明。
首先按照设计要求在工厂加工预制玄武岩纤维格栅网片，厚度为5mm，纤维格栅间距(D1×D2)为50mm×50mm，为了提高FRP筋与ECC材料之间的界面粘结强度，可以在格栅网片表面进行喷砂处理。
将加工好的纤维格栅网片固定在距离组合梁底面20mm处，纵向受拉钢筋固定在距离组合梁底面50mm处，架立钢筋固定在距离组合梁顶面30mm处，然后将箍筋包裹在纤维格栅网片、纵向受拉钢筋和架立筋的外表面，并用钢筋扎丝进行绑扎固定。
绑扎钢筋骨架，架立筋采用Φ10HRB335级热轧带肋钢筋，纵向受拉主筋采用Φ14HRB400级热轧带肋钢筋，箍筋采用级热轧光圆钢筋。先放置架立筋和纵向受拉主筋，然后包裹于箍筋内部，并用钢筋扎丝进行绑扎，待钢筋骨架绑扎完毕后，在箍筋底部固定绑扎玄武岩格栅网片，将绑扎好的钢筋骨架固定在木模板或者刚模板中，组合梁顶面和底面的混凝土保护层厚度均为30mm。
PVA-ECC复合材料中PVA纤维的体积掺量为2％，其各组分比例为水泥：粉煤灰：石英砂：硅灰：减水剂：增稠剂：速凝剂＝1:4:1:0.15:0.05:0.005:0.005。水泥为普通硅酸盐水泥P.O42.5，粉煤灰为一级粉煤灰，石英砂粒径≤0.6mm，硅灰采用微硅粉，减水剂采用聚羧酸减水剂PCA型。
先将水泥、粉煤灰和石英砂放入搅拌机，搅拌约3～5分钟，至搅拌均匀为止，称量对应的减水剂和水并混合在一起，搅拌均匀后倒入搅拌锅，待水泥基体搅拌均匀、具有很好的流动性后，加入所需量的PVA纤维，持续搅拌约5～10分钟，保证PVA纤维与水泥基浆体充分混合后，加入增稠剂和速凝剂，浆体制作完毕。
将搅拌好的ECC材料倒入木模板中，浇筑高度约为构件截面高度的1/2，在水泥基复合材料ECC初凝之前，在其上部浇筑普通混凝土C30，最后对振捣好的试件进行抹平处理，待试件养护24h后拆模，放入养护室并在标准条件下养护28d。
上述实施例仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和等同替换，这些对本实用新型权利要求进行改进和等同替换后的技术方案，均落入本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种水泥基复合材料组合梁构件，其特征在于：该构件包括钢筋骨架、与钢筋骨架下端采用水泥基复合材料浇筑的下梁构件以及与钢筋骨架上端采用混凝土材料浇筑的上梁构件，所述下梁构件的上端面和上梁构件的下端面结合，在所述下梁构件内设置有与所述钢筋骨架固定的纤维格栅网片（6）。
2.根据权利要求1所述的水泥基复合材料组合梁构件，其特征在于：所述钢筋骨架由架立筋和纵向受拉钢筋通过箍筋连接而成，所述纵向受拉钢筋位于所述下梁构件内，所述架立筋位于所述上梁构件内。
3.根据权利要求2所述的水泥基复合材料组合梁构件，其特征在于：所述纤维格栅网片距离组合梁构件底面的保护层厚度为15mm~30mm，纵向受拉钢筋位于纤维格栅网片以上10mm~50mm位置处；所述架立筋距离组合梁构件上表面的混凝土保护层厚度为30mm~50mm。
4.根据权利要求1所述的水泥基复合材料组合梁构件，其特征在于：所述下梁构件的浇筑高度为截面高度的1/3~1/2，上梁构件的浇筑高度为截面高度的1/2~2/3。
5.根据权利要求1所述的水泥基复合材料组合梁构件，其特征在于：所述组合梁构件截面形式为实心矩形、空心矩形、T型或箱型。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105952059A (zh) * 2016-07-05 2016-09-21 北京交通大学 一种替代高强钢筋弯钩的钢筋锚固方法
CN107965092A (zh) * 2018-01-09 2018-04-27 淮海工学院 Frp筋-frp格栅-水泥基注浆料组合构件及制作方法
CN109577551A (zh) * 2019-01-04 2019-04-05 中冶建筑研究总院有限公司 一种混凝土-frp的组合结构及生产方法
CN109836081A (zh) * 2018-12-29 2019-06-04 苏州科技大学 一种防水抗裂钢筋混凝土
CN113863123A (zh) * 2021-10-29 2021-12-31 中交公路长大桥建设国家工程研究中心有限公司 一种高耐久混凝土结构及施工方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105952059A (zh) * 2016-07-05 2016-09-21 北京交通大学 一种替代高强钢筋弯钩的钢筋锚固方法
CN105952059B (zh) * 2016-07-05 2024-01-23 北京交通大学 一种替代高强钢筋弯钩的钢筋锚固方法
CN107965092A (zh) * 2018-01-09 2018-04-27 淮海工学院 Frp筋-frp格栅-水泥基注浆料组合构件及制作方法
CN109836081A (zh) * 2018-12-29 2019-06-04 苏州科技大学 一种防水抗裂钢筋混凝土
CN109836081B (zh) * 2018-12-29 2021-08-24 苏州科技大学 一种防水抗裂钢筋混凝土
CN109577551A (zh) * 2019-01-04 2019-04-05 中冶建筑研究总院有限公司 一种混凝土-frp的组合结构及生产方法
CN113863123A (zh) * 2021-10-29 2021-12-31 中交公路长大桥建设国家工程研究中心有限公司 一种高耐久混凝土结构及施工方法

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