一種復合多層自密實混凝土防爆抗沖擊防護結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種防爆抗沖擊防護結(jié)構(gòu)，具體涉及一種復合多層自密實混凝土防爆抗沖擊防護結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代戰(zhàn)爭中高爆力、高精確制導武器使用量越來越大，嚴重威脅現(xiàn)有重要設施和建筑，其中，軍事指揮系統(tǒng)、國防關(guān)鍵設施和人防工程，是敵方打擊的重點，也是我方防護的重心。近年來恐怖襲擊活動日趨頻繁，城市民用建筑物的防護等級也需進一步提高。
[0003]目前大多數(shù)防護結(jié)構(gòu)(軍事設施、人防工程、核設施等)采用整體鋼筋混凝土防爆墻構(gòu)件。整體鋼筋混凝土的突出優(yōu)點就是施工簡單快捷，但這些構(gòu)件在受到強大沖擊作用時，墻體易破裂或坍塌，產(chǎn)生的碎片飛濺，危險性極高。而且傳統(tǒng)的整體鋼筋混凝土防爆墻體對爆炸沖擊波的衰減能力有限，穿透墻體的爆炸沖擊波形成的空氣超壓極易損傷防爆墻背面的設施或者人員。為了提高構(gòu)件的抗爆能力，通常的做法是提高混凝土的強度，加大墻體厚度或增加配筋率，盡管防爆構(gòu)筑物整體結(jié)構(gòu)強度有所提高，但是其吸收爆炸沖擊波和抗破片的能力有限，而且成本也隨之增加。
[0004]為了提高混凝土材料的防爆抗沖擊韌性，近十幾年來國內(nèi)外很多學者著眼于纖維增強混凝土復合材料，包括鋼纖維、聚丙烯纖維、聚乙烯纖維等，并得到了一系列的研宄成果。試驗證明鋼纖維對裂縫的抑制作用優(yōu)于其他纖維，但是應用于工程材料，成本較高。有的研宄學者通過在混凝土中添加納米纖維或者納米管，得到了可以完全抑制初始納米級裂縫的結(jié)論，但是相同的試驗在其他學者的實驗室中卻很難得到同樣的試驗結(jié)果。也有學者通過在混凝土試塊靠近上下表層的地方布置鋼絲網(wǎng)的試驗得出結(jié)論:布置鋼絲網(wǎng)的混凝土試塊的抗子彈沖擊性能要優(yōu)于鋼纖維增強混凝土試塊。布置鋼絲網(wǎng)雖然相對經(jīng)濟，但是工程實際操作麻煩而且往往遇到表層混凝土或水泥砂漿與鋼絲網(wǎng)由于粘結(jié)不緊而脫離的情況。多層復合材料在抗沖擊方面早有應用，尤其是在軍事領(lǐng)域上國內(nèi)外對Al2O3陶瓷金屬多層復合裝甲或陶瓷基功能梯度材料復合裝甲已有很多研宄和應用。但是在混凝土建筑結(jié)構(gòu)中，關(guān)于水泥基多層復合材料或結(jié)構(gòu)的研宄卻較少，其中包括國外專利2004年MichaeISchmitz發(fā)明一種多層復合材料(專利號為US 006790544B2)和2004年Guy Bamford發(fā)明的層壓混凝土板(專利號為US 20040231273A1)，主要缺點是施工工序復雜，施工成本高。中國專利(專利號:200510046303.8)提出采用多層混凝土復合防爆墻，該發(fā)明的主要特點在于其采用多孔材料爆炸吸收沖擊波，利用猶如防彈玻璃軟硬結(jié)合的多層構(gòu)造模式提高變形和抗爆能力，但缺點是施工工序復雜且不夠環(huán)保，在受力上可以作為豎向構(gòu)件(墻體)，但是無法作為水平構(gòu)件(板)，因為中間層的多孔材料強度較低，難以承受來自豎向荷載。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種能有效抵抗爆炸沖擊波作用，避免墻體破裂和碎片飛濺的復合多層自密實混凝土防爆抗沖擊防護結(jié)構(gòu)。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供的復合多層自密實混凝土防爆抗沖擊防護結(jié)構(gòu)，由迎爆層(10)、中間層(20)和背爆層(30)組成，其特征是:
[0007]所述的迎爆層(10)采用布置有鋼絲網(wǎng)的自密實混凝土，或自密實塑料纖維增強混凝土，或自密實鋼纖維增強混凝土，或布置有鋼絲網(wǎng)的自密實鋼纖維增強混凝土 ；
[0008]所述的背爆層(30)采用布置有鋼絲網(wǎng)的自密實混凝土，或自密實鋼纖維增強混凝土，或自密實塑料纖維增強混凝土 ；或布置有鋼絲網(wǎng)的自密實塑料纖維增強混凝土 ；
[0009]所述的中間層(20)由單層或者多層材料構(gòu)成，單層材料構(gòu)成的所述的中間層
(20)采用自密實橡膠混凝土或者自密實塑料纖維增強橡膠混凝土 ；多層材料構(gòu)成的所述的中間層(20)由自密實橡膠混凝土與自密實混凝土分層交互澆筑而成。
[0010]所述的迎爆層(10)、中間層(20)和背爆層(30)三者間的厚度比例分別為'2?2.4:2:2 ?2.4ο
[0011]迎爆層(10)、中間層(20)和背爆層(30)之間設有連接鋼筋8。
[0012]采用上述技術(shù)方案的復合多層自密實混凝土防爆抗沖擊防護結(jié)構(gòu)，為了使各層之間粘結(jié)良好，提前預埋層間連接鋼筋；分層澆筑，在已澆筑層初凝前澆筑上層混凝土。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型采用自密實混凝土為組成材料，克服多層結(jié)構(gòu)施工困難的弊端，采用廉價的橡膠顆粒作為吸能材料，經(jīng)濟環(huán)保。同時，本實用新型拋棄了“以剛克剛”的傳統(tǒng)設計理念，采用多層防線，剛?cè)岵?br>[0014]迎爆層利用自密實鋼纖維增強混凝土的高強度、良好的韌性以及耐高溫性來抵抗強大的沖擊波作用和高速碎片的沖擊，是本構(gòu)筑物的抗沖擊層和攔截碎片層。中間層自密實塑料纖維增強橡膠混凝土是本構(gòu)筑物的能量消耗層，由于其含有大量的高彈性的橡膠顆粒，使整體變形能力提高，有利于吸收和耗散沖擊能量。而且橡膠顆粒是由廢舊橡膠制品(如輪胎)磨碎而成，成本低廉又利于環(huán)保。背爆層中的塑料纖維和鋼絲網(wǎng)有助于提高該層材料的韌性和非彈性變形能力，可以有效地消耗剩余沖擊能量，提高整體穩(wěn)定性。本實用新型的效果和益處在于多層復合結(jié)構(gòu)不僅能抵御爆炸碎片的高速沖擊，而且可以將沖擊波能力逐層吸收耗散，有效降低整體構(gòu)筑物的破壞程度。
[0015]相比同類發(fā)明，本實用新型在施工質(zhì)量和勞動成本上占有優(yōu)勢，本實用新型采用高流態(tài)自密實混凝土，在無需人工振搗的情況下自行密實，即使?jié)仓尚托螤顝碗s、薄壁和鋼絲網(wǎng)之類密集配筋的結(jié)構(gòu)，在施工質(zhì)量上也能得到保障，勞動強度和時間成本降低，適用于多層復合結(jié)構(gòu)。
[0016]在防護效果上，較之常用的鋼筋混凝土防爆墻，在同等的防護要求下，本實用新型試驗方案防爆墻的厚度可以減少約40%?60%，節(jié)省了鋼筋混凝土等材料，有很好的推廣前景。
[0017]綜上所述，本實用新型是一種高強高效、施工便捷的復合多層自密實混凝土防爆抗沖擊防護結(jié)構(gòu)，能有效抵抗爆炸沖擊波作用，避免墻體破裂和碎片飛濺，克服了傳統(tǒng)整體鋼筋混凝土防爆墻和現(xiàn)有的多層防爆結(jié)構(gòu)的缺陷，通過多種不同性能的混凝土層“剛?cè)帷苯Y(jié)合消耗爆炸能量，有效降低爆炸沖擊波對防爆構(gòu)筑物內(nèi)設施和人員的危害