[發明專利]一種FRP筋超高性能混凝土蓋板及其制備方法

有效

• 申請號: 201510255613.4
• 申請日: 2015-05-19
• 公開（公告）號: CN104878875B
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 楊醫博;冼劍華;黃鴻浩;郭文瑛;蔡鉉燁;潘文智;王恒昌;郭振海;譚穎垚;譚志健;廖芮;劉金濤
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: E04C2/06
• 分類號: E04C2/06;B28B23/02;B28B11/24
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明屬于建筑材料領域，具體涉及一種FRP筋超高性能混凝土蓋板及其制備方法。

背景技術

超高性能混凝土，簡稱UHPC(Ultra-High Performance Concrete)，是過去三十年中最具創新性的水泥基工程材料，實現了工程材料性能的大跨越，它的其中一個代表是活性粉末混凝土。

活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete，簡寫為RPC)：是由多元活性粉末摻合料、無機膠凝材料、連續級配細骨料、鋼纖維等混合纖維組成，通過最優化級配設計，使材料內部的缺陷(孔隙與微裂縫)減小到最少，具有超高強度、高韌性、高耐久性、高阻裂性和體積穩定性良好的新型水泥基復合材料。由于活性粉末混凝土中鋼纖維的存在加強了水泥石的咬合作用，使該材料的抗拉強度得到大幅提高，達高強混凝土的4~6倍，極限拉伸應變更是可達高強混凝土的70~80倍，斷裂韌性是普通混凝土的250多倍，其力學性能和變形能力明顯優于普通混凝土和高強混凝土。因此該材料適用于對結構有高強、輕質、阻裂、耐久性要求的結構工程領域。

超高性能混凝土蓋板，相比于傳統混凝土蓋板，承載能力和耐久性能都有了很大的提高，蓋板厚度也能得到減小，能有效解決傳統混凝土蓋板笨重不易檢修的問題。另外，由于超高性能混凝土的超高力學性能，可以使用抗拉強度更高的預應力筋來替代普通鋼筋，并充分發揮其抗拉性能。盡管超高性能混凝土蓋板有如此多的優點，但在偶然沖擊荷載或者長期荷載作用下，蓋板仍然存在開裂的問題，雖然它的承載能力還是能夠保證其正常工作，但是蓋板內的鋼筋會隨著時間的推移而發生腐蝕，強度也會逐漸降低，這對蓋板承載能力的危害是十分嚴重的。在大多數情況下，蓋板是帶裂縫工作的，蓋板內部的鋼筋腐蝕問題會造成很大的損失，這個問題在腐蝕性較強的環境中顯得尤為嚴峻。

FRP筋（玻璃纖維筋、玄武巖纖維筋、碳纖維筋等）作為一種新型的受力筋，具有良好的耐腐蝕性能，同時具有密度小等優點，但是其力學性能和與混凝土的粘結性能與鋼筋都有較大的不同，目前仍是研究的熱點。將纖維筋替換鋼筋應用于蓋板中，將能很好地解決鋼筋腐蝕的問題，蓋板即使開裂也能繼續正常工作。

但FRP筋具有輕質的特點，在蓋板成型的時候會上浮到混凝土表面甚至突起，造成蓋板底部保護層厚度不足甚至FRP筋直接暴露在蓋板外，從而影響蓋板的承載能力和抗裂性能。另外，超高性能混凝土蓋板一般要求行人蓋板厚度控制在50mm以內，成型模具也采用塑料模具，無法預先將FRP筋固定在蓋板內部適當的位置。在實際生產中，對于厚度較薄的蓋板，一般采用吊筋的辦法將鋼筋網片懸掛在蓋板內部，但是此方法對于FRP筋并不適用，原因在于FRP筋的重量輕而容易受混凝土的影響而上下移動。當混凝土流動度過大，FRP筋會被混凝土浮起至表面甚至突起，這樣不僅會影響蓋板的外觀，還會影響蓋板的承載能力和抗裂性能；當混凝土流動度過小，FRP筋與混凝土之間的粘結性和整體性也就無法保證，同時成型也會十分困難。

發明內容

本發明的目的在于提供了一種FRP筋超高性能混凝土蓋板，利用FRP筋的高抗拉強度及強耐腐蝕能力，取代傳統超高性能混凝土蓋板內部的鋼筋網片，即使蓋板開裂也不用擔心內部的FRP筋被銹蝕，能夠有效增長蓋板的使用壽命且不會讓承載能力降低，同時還能減輕結構自重，降低結構維護費用，具有很好的經濟效益。

本發明的另一目的在于提供一種上述FRP筋超高性能混凝土蓋板的制備方法，其不僅能夠省去將鋼筋網片吊起留出上下保護層厚度的步驟，同時也能夠解決FRP筋因質輕而上浮的問題，保證了蓋板的承載能力和抗裂性不受影響。

為實現上述目的，本發明可以采取如下技術方案：

一種FRP筋超高性能混凝土蓋板，包括超高性能混凝土層，所述超高性能混凝土層內距離蓋板下端面10~20mm、距離蓋板四側邊10~20mm的位置設置有平行于蓋板下端面的FRP筋網片，所述FRP筋網片由縱向設置的受力筋和橫向設置的分布筋綁扎組成，所述分布筋位于受力筋上方。

進一步地，所述受力筋直徑為6~20mm，受力筋直徑比分布筋大2mm以上。

進一步地，所述受力筋的兩端設置有墩頭，所述墩頭的外徑為受力筋直徑的1.3-2.0倍。

進一步地，所述FRP筋采用玻璃纖維筋、玄武巖纖維筋或碳纖維筋。

進一步地，所述FRP筋超高性能混凝土蓋板的厚度小于等于60mm。

進一步地，所述超高性能混凝土的抗壓強度大于等于140MPa。

本發明的第二個目的是提供一種FRP筋超高性能混凝土蓋板的制備方法，包括步驟：