[發明專利]一種用于GFRP筋混凝土裂縫控制的基體及其制作方法

有效

• 申請號: 201410361216.0
• 申請日: 2014-07-28
• 公開（公告）號: CN104129949A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發明（設計）人: 周繼凱;岳青瀅;徐飛飛;李成強;林重陽;魏偉;梁愷;沈超
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00;C04B16/06
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 張惠忠

技術領域

本發明屬于筋混凝土裂縫控制的技術領域，具體而言涉及一種用于GFRP筋混凝土裂縫控制的基體及其制作方法。

背景技術

FRP筋作為一種已經研究較為成熟的筋材，但國內在一些民用建筑、公共建筑中一直沒有得到廣泛的推廣使用。然而FRP筋有著質量輕、抗拉強度高、抗腐蝕、耐疲勞及無需定期維護、好的耐久性和可靠性、抗電磁干擾等優勢。但由于GFRP材料彈性模量僅40GPa左右，所以GFRP筋混凝土結構受力開裂裂縫過寬，難以滿足現行規范要求，嚴重阻礙了該項技術在混凝土配筋應用方面的推廣。然而，在混凝土添加纖維對延緩混凝土結構開裂及提高混凝土韌性有較好的作用。在國際上，通常制備ECC材料來改善基體材料的韌性，ECC通常是以水泥、粉煤灰、石英砂作為基體,?用外添加劑和纖維做增強材料，在纖維體積摻量小于2%的情況下,其極限拉應變通常在3%~7%的范圍內，但在推廣上存在問題是性價比過低，只能在一些特殊建筑物中使用。按本發明制備的纖維混凝土比ECC材料每立方便宜300至500元,又能有效的控制GFRP筋混凝土裂縫開展，因此，研究GFRP纖維混凝土結構，對于推廣GFRP材料的應用和對橋梁工程、港口碼頭未來建設有巨大的意義。國內對于GFRP筋混凝土結構研究，2000?年高丹盈等人通過對62?根GFRP?筋混凝土梁和鋼筋混凝土梁對比，得出配筋率對GFRP?抗裂承載力的影響有限，但在配筋范圍內抗彎承載力隨著配筋率的增加而增加，并建立了抗裂彎矩和抗彎承載力的計算方法。2007?年翁春光通過5根GFRP?梁和1?根鋼筋混凝土梁的對比，得出了GFRP混凝土梁的設計一般受容許裂縫寬度及撓度的控制，提出了GFRP?筋混凝土梁開裂彎矩公式。在公式推導中，把梁看出均質體，而GFRP?筋彈性模量約為混凝土兩倍，假設不盡合理。2011年周繼凱、王海玲在《GFRP筋混凝土受彎構件設計方法試驗研究?》文章中建立了GFRP筋混凝土構件的力學特性，?1）GFRP筋混凝土受彎構件正截面受彎破壞前有明顯預兆，如撓度大、裂縫寬等，適筋配筋破壞過程中表現出了較好的延性。2）建立了GFRP筋混凝土受彎構件正截面承載力的計算公式、裂縫寬度計算公式、撓度計算公式及實用設計方法，建議正常使用極限狀態以撓度值作為控制標準，為今后建立設計規程提供參考。3）指出采用面積等代方法設計GFRP筋混凝土受彎構件正截面承載能力是安全、高效的，給出了不滿足正常使用極限狀態時驗算放寬標準。4）配箍率、剪跨比、縱筋配筋率是影響GFRP筋混凝土受彎構件斜截面抗剪承載力的主要因素，配箍率對承載力影響最大，剪跨比影響其破壞形式，抗剪承載力隨著剪跨比的增大減小。5）建立了GFRP筋混凝土受彎構件斜截面承載力、裂縫寬度、開裂荷載的計算公式。6）進行了GFRP筋混凝土結構施工工藝探討，指出了現場彎折加工注意因素，總結了GFRP筋直筋、彎曲筋的錨固長度和GFRP筋現場搭接長度設計參數。現有技術中對于研究GERP筋混凝土的裂縫控制措施研究不是很多。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供一種能對GERP筋混凝土的裂縫做到很好控制的基體及其制備方法。

為實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：提供一種用于GFRP筋混凝土裂縫控制的基體，其組成及重量配比為：水泥15%~30%、水5%~15%、粉煤灰5%~15%、砂子20%~40%、粗骨料15%~30%、減水劑0.1%~1%和改性聚丙烯單絲纖維0.23%~0.6%。

進一步地，還包括粗骨料，所述粗骨料為連續連續級配，粒徑范圍為5~16mm，且每立方混凝土粗骨料摻量不超過560kg。

進一步地，所述減水劑為聚羧酸高效減水劑。

進一步地，所述水泥和粉煤灰為膠凝材料，所述水與膠凝材料的質量比值在0.2~0.4。

進一步地，所述基體的組成及重量配比為：水泥20.57%、水11.75%、粉煤灰8.81%、砂子34.72%、粗骨料23.11%、減水劑0.48%、改性聚丙烯單絲纖維0.56%。

本發明提供的一種用于GFRP筋混凝土裂縫控制的基體的制作方法，采用纖維先摻法，包括以下步驟：

步驟一、按重量配合比稱量出所需的水泥、粉煤灰、砂子、粗骨料、減水劑和纖維；

步驟二、將砂子和粗骨料加入攪拌機，啟動攪拌機，攪拌1-2分鐘；再加入水泥和粉煤灰，攪拌1-2分鐘后，邊攪拌，邊手動加入纖維，使纖維均勻分布；加完纖維后，再攪拌6分鐘，使纖維分散均勻；

步驟三、將減水劑加入水中，適當攪拌，向攪拌桶里緩慢加水，加完水以后，再攪拌3-5分鐘。

本發明的有益效果：