[實用新型]一種新型FRP-鋼管-環氧樹脂-海砂混凝土承壓構件

有效

• 申請號: 201320481158.6
• 申請日: 2013-08-07
• 公開（公告）號: CN203514641U
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 韓林海;安鈺豐;李威
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: E04C3/34
• 分類號: E04C3/34
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

技術領域

本實用新型屬于工程結構領域，具體涉及一種新型FRP-鋼管-環氧樹脂-海砂混凝土承壓構件。

背景技術

結構耐久性問題是一項十分重要和迫切需要解決的問題，受到各界的廣泛關注，特別在沿海和近海地區，結構由于受到海洋環境的侵蝕，導致耐久性問題尤為突出。應用于沿海和近海地區的鋼管或鋼管混凝土結構，鋼管腐蝕問題比較嚴峻，目前常見的防腐措施通常為鍍鋅或涂漆，但防腐材料每年會有一定損失量，達到一定年限后需要重新鍍鋅或涂漆，經濟消耗較大。由于河沙資源的日益緊缺，采用海砂配置成的海砂混凝土，越來越多的被應用于實際工程當中。但海砂中的氯離子會對鋼筋腐蝕產生催化作用，因此工程中應用的海砂要嚴格控制氯離子含量，如果處理不當，將導致結構面臨嚴重的耐久性問題，造成嚴重的經濟損失和安全隱患。在鋼管中填充海砂混凝土，由于混凝土處于密閉環境，導致氯離子腐蝕鋼管所需要的氧氣和水分得不到補充，使得腐蝕程度逐漸削弱。因此鋼管海砂混凝結構與普通混凝土結構相比，更有利于海砂混凝土的應用。FRP材料由于具有強度高和耐腐蝕等諸多有點，在工程修復加固和新建建筑方面得到廣泛應用。當承受軸壓為主的荷載時，鋼管與混凝土之間有無粘結對鋼管混凝土的受力性能無明顯影響。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種能夠應用于沿海和近海地區的結構耐久性能優良的新型FRP-鋼管-環氧樹脂-海砂混凝土承壓構件。

本實用新型采用的技術方案為：

在鋼管的內表面涂覆環氧樹脂層，并在鋼管內部填充海砂混凝土，在鋼管的外表面包覆FRP材料層。

所述鋼管的橫截面為圓形、正方形或長方形。

所述鋼管為冷彎、焊接或無縫結構用鋼管。

本實用新型的有益效果為：

該構件主要承受軸壓為主的荷載。由于環氧樹脂將鋼管與混凝土隔離開來，鋼管與混凝土之間無粘結，但作為承壓構件，該構件具有普通鋼管海砂混凝土構件的優點，即鋼管對混凝土有約束作用，提高混凝土強度和延性，混凝土限制了鋼管的局部屈曲，鋼管充當混凝土澆筑模板，施工比較方便。但與普通鋼管海砂混凝土構件相比，有其自身優勢，即鋼管與FRP通過環氧樹脂緊密粘接在一起，使混凝土受到鋼管與FRP的雙重約束，其強度和延性進一步提高，鋼管不直接接觸外部環境，而是由耐久性能好的FRP接觸外部環境，使得整個結構耐久性能顯著提高。雖然普通鋼管海砂混凝土構件能減緩海砂中氯離子對鋼管腐蝕，但無法徹底消除腐蝕現象，而在鋼管內表面涂環氧樹脂，海砂混凝土和鋼管隔絕開來，則不存在海砂中氯離子對鋼管的腐蝕問題，降低了海砂混凝土的安全隱患，促進了海砂混凝土的應用。此新型構件應用于沿海和近海等高腐蝕地區，具有良好的經濟和環境效益。

附圖說明

圖1至圖3分別是橫截面為圓形、正方形、長方形的本實用新型結構的平面圖；

圖4為圖1的立體示意圖。

圖中標號：

1-FRP材料層，2-鋼管，3-環氧樹脂層，4-海砂混凝土。

具體實施方式

本實用新型提供了一種新型FRP-鋼管-環氧樹脂-海砂混凝土承壓構件，下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型做進一步說明。

該構件的結構為：在鋼管2的內表面涂覆環氧樹脂層3，并在鋼管2內部填充海砂混凝土4，在鋼管2的外表面包覆FRP材料層1。鋼管2的橫截面可以采用圓形（圖1和圖4）、正方形（圖2）或長方形（圖3）。鋼管2可以采用冷彎、焊接或無縫結構用鋼管。

由于鋼管2外包覆FRP材料層1，避免鋼管2直接與外界環境接觸，顯著提高了其耐久性；同時鋼管2內表面涂覆環氧樹脂層3，使海砂混凝土4和鋼管2隔絕開來，不存在海砂中氯離子對鋼管的腐蝕作用，降低了海砂混凝土4的安全隱患，促進了海砂混凝土的應用。此構件應用于沿海和近海等高腐蝕地區，承受以軸壓為主的荷載，具有良好的經濟和環境效益。