[發明專利]耐凍融環境的纖維復合再生混凝土柱及其制備方法

有效

• 申請號: 201510047176.7
• 申請日: 2015-01-30
• 公開（公告）號: CN104628320B
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 董江峰;袁書成;梁危;王清遠
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00;C04B18/16
• 代理公司: 成都玖和知識產權代理事務所(普通合伙)51238
• 代理人: 黎祖琴

技術領域

本發明屬于混凝土領域，具體涉及耐凍融環境的纖維復合再生混凝土柱及其制備方法。

背景技術

隨著我國市場經濟的迅猛發展以及城鎮化水平的不斷提高，由于規劃、拆除以及改建等產生的建筑垃圾數量劇增，同時，地震災區在地震后留下大量廢棄混凝土，這些僅僅在鋪路中使用太過浪費。據統計，目前我國每年要產生數億噸的建筑垃圾，這些建筑垃圾達到了城市垃圾的30%～40%。加之近年來我國自然災害頻發，由此造成的建筑物損壞更是產生了大量的建筑垃圾，如汶川大地震后產生的建筑垃圾就達3億噸。如此大量的建筑垃圾如果僅靠掩埋與堆砌的簡單處理方式將會極大地浪費國土資源，同時也會衍生出更多的粉塵來污染環境。

同時，地震之后大量結構損壞，急需加固修復滿足新的設計規范要求。特別對于大量具有少數名族特色的建筑，需要進行加固修復使其復合新的使用要求，城市建筑不斷淘汰，修建新建筑不但對環境造成影響，同時消耗大量人力、物理，造成更多的建筑垃圾。

而纖維復合材料是一種經濟有效的加固復合材料可有效的提高混凝土的承載力、剛度、延性、抗疲勞和承受動態荷載的能力，與傳統的加固材料相比，具有自重輕、強度高、耐腐蝕、延性好、易于操作和疲勞性能好的特點。

然而，現有技術中，耐凍融環境的再生混凝土柱鮮見報道。因此，亟需開發一種耐凍融環境的再生混凝土柱。

發明內容

本發明的目的之一是提供一種耐高溫及凍融環境的纖維復合再生混凝土柱，按重量份計，該混凝土柱的原料包括：水泥1份、水0.53份、細骨料1.86份、原生粗骨料1.72份、再生粗骨料1.72份、以及纖維2-8 kg/m³?混凝土柱；所述細骨料為天然河沙，再生粗骨料為廢棄混凝土，原生粗骨料為天然鵝卵石；所述纖維為CFRP、BFRP、AFRP、GFRP和鋼纖維中的至少一種，所述纖維作為加固材料包裹在混凝土柱表面。

所述再生粗骨料的粒徑為4.75-19 mm，所述原生粗骨料的粒徑為2.36-19mm；所述水泥為P.C32.5R水泥。

所述混凝土柱為圓柱或方柱，優選為圓柱。

所述混凝土柱為鋼管或碳管約束混凝土柱。

包裹方式為：纖維包裹于混凝土柱上的全部表面，包裹層數為1或2層，優選為2層；或纖維以間隔包裹的方式對混凝土柱進行包裹，每100mm纖維包裹區域間隔50mm距離，包裹層數為1或2層，優選為2層。

優選的，用于包裹混凝土柱的纖維為BFRP。

本發明所用纖維具有如下特點：拉伸強度高、彈性系數高、彈性限度內伸長量大且拉伸強度高，故吸收沖擊能量大；為無機纖維，具不燃性，耐化學性佳，吸水性小，尺度安定性及耐熱性均佳，價格便宜。摻入混凝土中對防治混凝土開裂以及裂紋擴展有幫助。

如本發明實施例6中所記載，本發明所得的混凝土柱的耐凍融能力得到了較為顯著提升，具有較好的承載力。

本發明的第二個目的在于提供耐凍融環境的纖維復合再生混凝土柱的制備方法，該制備方法包括如下步驟：

1）按順序，依次加入細骨料、水泥、原生粗骨料和再生粗骨料、水，并依次攪拌均勻；

2）將步驟1）的所得物裝入鋼管或碳管中，并振搗均勻形成再生混凝土柱；

3）對步驟2）所得鋼管再生混凝土柱或碳管再生混凝土柱用纖維進行包裹；

按重量份計，步驟1）中各物質的配比關系為：水泥1份、水0.53份、砂1.86份、原生粗骨料1.72份、再生粗骨料1.72份，步驟3）中纖維用量為2-8 kg/m³?混凝土柱；所述細骨料為天然河沙，再生粗骨料為廢棄混凝土，原生粗骨料為天然鵝卵石；所述纖維為CFRP、BFRP、AFRP、GFRP和鋼纖維中的一種,優選BFRP。

優選的，所述原生粗骨料的粒徑為2.36-19 mm，再生粗骨料的粒徑為4.75-19 mm；所述細骨料為天然河沙；所述水泥為P.C32.5R水泥；所述混凝土柱為鋼管約束混凝土柱；所述所述混凝土柱為圓柱或方柱，優選為圓柱；所述包裹為將纖維包裹于混凝土柱上的全部表面，或將纖維以間隔包裹的方式對混凝土柱進行包裹，每100mm纖維包裹區域間隔50mm距離，包裹層數為1或2層，優選2層。

本發明與現有技術相比，具有以下益效果：

（1）本發明主要使用建筑垃圾為原材料制備而成，因此節約了成本，同時還能有效的利用了資源，減少了對建筑垃圾處理所投入的人力物力，還減小了處理建筑垃圾所產生的粉塵等對環境的污染，因此還有效的保護了環境；