專利名稱：Frp約束活性粉末混凝土柱組合構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種FRP約束活性粉末混凝土柱組合構(gòu)件，該結(jié)構(gòu)體系應(yīng)用于結(jié)構(gòu) 工程領(lǐng)域中建筑結(jié)構(gòu)的柱體上，也可用于國防事業(yè)。
背景技術(shù)：
目前，F(xiàn)RP材料(即碳纖維聚合材料)被廣泛用于加固已有的混凝土結(jié)構(gòu)體系中， 利用碳纖維布或碳纖維條帶對普通混凝土柱(混凝土強度范圍在以內(nèi))進行增強或加固 后，可形成碳纖維布混凝土組合結(jié)構(gòu)體系，提高混凝土的抗拉、壓承載力，改善其延性，并有 效限制混凝土裂縫的產(chǎn)生。活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete，簡寫為RPC)，又 稱超高性能混凝土(Ultra High Performance Concrete，簡寫為UHPC)，由于其制作、施工 工藝的不同，使其性能和變形能力都區(qū)別于普通混凝土。但是，活性粉末混凝土也具有一定 缺陷。首先，活性粉末混凝土的變形性能較差；其次，受壓破壞屬于脆性破壞，并且沒有延性 表現(xiàn)，導(dǎo)致其在變形時沒有任何征兆。目前還沒有相應(yīng)的混合結(jié)構(gòu)體系來提高其抗壓承載 力，改善其水平位移性能，和限制活性粉末混凝土裂縫的產(chǎn)生。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服了現(xiàn)有活性粉末混凝土柱的上述缺陷，提供了一種 FRP約束活性粉末混凝土柱組合構(gòu)件，該組合構(gòu)件提高了活性粉末混凝土的抗壓強度和柱 體的承載能力，減小了柱體的變形，提高了延性，控制了裂紋擴展速度，減小了柱體的徐變。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取了如下技術(shù)方案。本實用新型包括活性粉末 混凝土柱和包裹在活性粉末混凝土柱外表面的FRP。所述的FRP覆蓋在活性粉末混凝土柱的整個外表面。所述的FRP沿螺旋狀包裹在活性粉末混凝土柱的外表面。FRP的層數(shù)小于等于6，各層之間用膠粘接。本實用新型的制作步驟如下1)制作活性粉末混凝土構(gòu)件，待構(gòu)件養(yǎng)護完成以后，方可對其進行強化加固處理， 或?qū)σ延械幕钚苑勰┗炷翗?gòu)件進行加固。對于有棱角的活性粉末混凝土柱體，如果在制 作時就已經(jīng)考慮到要制成FRP包裹活性粉末混凝土組合構(gòu)件，可在支模時預(yù)制倒角(圓弧 狀，要求倒角半徑彡IOmm)；2)在粘貼纖維材料前盡可能對柱體進行卸荷處理；3)對已完成養(yǎng)護的柱體進行施膠前的預(yù)處理。對于無棱角的柱體(如圓柱)，可 直接進入下一步操作，對于有棱角的柱體(如矩形柱)，應(yīng)磨掉棱角并打磨成圓弧狀(如第 一步已預(yù)制倒角，可省去倒角處理)。如構(gòu)件表層出現(xiàn)剝落、空鼓、蜂窩、腐蝕等劣化現(xiàn)象的 部位應(yīng)予以鑿除，對于較大面積的劣質(zhì)層在鑿除后應(yīng)用環(huán)氧砂漿進行修復(fù)；4)對現(xiàn)有的養(yǎng)護完畢的柱體進行涂底膠處理，施膠時應(yīng)嚴格控制使用時間，一般 情況下1小時內(nèi)用完。待膠固化后(固化時間視現(xiàn)場氣溫而定，以指觸干燥為準)再進行下一工序施工。一般固化時間為2 3天。如構(gòu)件表面有凹陷部位，應(yīng)用專用膠找平；5)按設(shè)計要求的尺寸及層數(shù)裁剪并粘貼碳纖維布。粘貼前應(yīng)預(yù)先涂抹液態(tài)樹脂 (也叫浸漬劑，使用方法與底膠相同)于待粘貼的部位，再粘貼碳纖維布，在確定所粘貼部 位無誤后，用特制滾子反復(fù)沿纖維方向滾壓，去除氣泡，并使浸漬劑充分浸透碳纖維布。多 層粘貼應(yīng)重復(fù)上述步驟，待碳纖維布表面指觸干燥方可進行下一層的粘貼。在最后一層碳 纖維布的外表面均勻涂抹保護膠。碳纖維布沿纖維方向的搭接長度不得小于100mm，碳纖維 端部固定可用橫向碳纖維或粘鋼固定(壓條)。本實用新型中的FRP材料與活性粉末混凝土柱組合形成的組合柱體作為一種新 的結(jié)構(gòu)體系可使其整體性能在活性粉末混凝土柱體的基礎(chǔ)上進一步提高，包括在構(gòu)件的 靜力特性方面，提高活性粉末混凝土的抗壓強度和柱體的承載能力、及其使用性能(減小 柱體的變形，提高延性，控制裂紋擴展速度，減小柱體的徐變)；在構(gòu)件的動力特性方面，提 高柱體的抗疲勞能力以及抗爆、抗撞擊、抗沖擊和抗震耗能能力(可用于國防)；在構(gòu)件的 耐久性方面，由于FRP材料的阻銹能力，可防止氯離子及有害介質(zhì)的侵入，故提高了柱體 的抗腐蝕能力。另外，通過將FRP材料與活性粉末混凝土梁組合也可形成新的結(jié)構(gòu)體系，并 可使其性能得到提升。

圖1為FRP包裹活性粉末混凝土圓柱的水平剖面圖；圖2為FRP包裹活性粉末混凝土矩形柱的水平剖面圖；圖3為碳纖維布環(huán)向包裹活性粉末混凝土柱的正立面圖；圖4為碳纖維條帶螺旋包裹活性粉末混凝土柱的正立面圖；圖5為未約束活性粉末混凝土柱與混雜纖維包裹活性粉末混凝土的應(yīng)力應(yīng)變曲 線圖；圖中1、活性粉末混凝土柱，2、FRP材料，3、碳纖維條帶。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明實施例一如圖1、圖3所示，本實施例中的活性粉末混凝土柱為圓柱形，F(xiàn)RP材料包裹在活性 粉末混凝土柱的整個外表面，F(xiàn)RP材料2的層數(shù)為4層，各層之間通過膠粘接。具體制作步 驟如下a.活性粉末混凝土圓柱1直徑為600mm，高2m，極限抗壓強度為160MPa，彈性模量 為50GPa ；為了增加柱體的韌性和延性，減小其脆性，活性粉末混凝土圓柱在制備過程中加 入了體積為2%的碳纖維絲，并已攪拌均勻，碳纖維絲長度為12mm，直徑為7 μ m，養(yǎng)護方法 采用標準養(yǎng)護、熱水養(yǎng)護或蒸汽養(yǎng)護，避免采用干養(yǎng)護。b.在粘貼纖維布前盡可能對柱體進行卸荷處理；c.對已完成養(yǎng)護的柱體進行施膠前的預(yù)處理，如構(gòu)件表層出現(xiàn)剝落、空鼓、蜂窩、 腐蝕等劣化現(xiàn)象的部位應(yīng)予以鑿除，對于較大面積的劣質(zhì)層在鑿除后應(yīng)用環(huán)氧砂漿進行修 復(fù)；[0027]d.對現(xiàn)有的養(yǎng)護完畢的柱體進行涂底膠處理，施膠時應(yīng)嚴格控制使用時間，一般 情況下1小時內(nèi)用完。待膠固化后(固化時間視現(xiàn)場氣溫而定，以指觸干燥為準)再進行下 一工序施工。一般固化時間為2 3天。如構(gòu)件表面有凹陷部位，應(yīng)用專用膠進行找平；e.對柱體貼4層500mm寬的纖維布，4塊纖維布正好覆蓋整個柱體。為使纖維布 適合于加固活性粉末混凝土柱體，采用混雜碳纖維復(fù)合材料對柱體進行加固。纖維布厚度 為0. 165mm，其材料的組成及力學(xué)性能見下表表1混雜碳纖維復(fù)合材料組成及力學(xué)性能表
權(quán)利要求1.FRP約束活性粉末混凝土柱組合結(jié)構(gòu)，包括活性粉末混凝土柱，其特征在于還包括 包裹在活性粉末混凝土柱外表面的FRP。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的FRP約束活性粉末混凝土柱組合結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的 FRP覆蓋在活性粉末混凝土柱的整個外表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的FRP約束活性粉末混凝土柱組合結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的 FRP沿螺旋狀包裹在活性粉末混凝土柱的外表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2或權(quán)利要求3所述的FRP約束活性粉末混凝土柱組合 結(jié)構(gòu)，其特征在于=FRP的層數(shù)小于等于6，各層之間用膠粘接。
專利摘要本實用新型是一種FRP約束活性粉末混凝土柱組合結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)體系應(yīng)用于結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域中建筑結(jié)構(gòu)的柱體上，也可用于國防事業(yè)。本組合結(jié)構(gòu)包括活性粉末混凝土柱以及包裹在活性粉末混凝土柱外表面的FRP材料。FRP可以覆蓋在活性粉末混凝土柱的整個外表面，也可以沿螺旋狀包裹在活性粉末混凝土柱的外表面。本組合結(jié)構(gòu)提高了活性粉末混凝土的抗壓強度和柱體的承載能力，減小柱體的變形，提高了延性，控制了裂紋擴展速度，減小了柱體的徐變。
文檔編號E04C3/34GK201850701SQ20092035082
公開日2011年6月1日 申請日期2009年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
發(fā)明者肖銳, 鄧宗才 申請人:北京工業(yè)大學(xué)