[發明專利]FRP筋纖維高強輕骨料混凝土梁構件及制作方法

在審

• 申請號: 201910340487.0
• 申請日: 2019-04-25
• 公開（公告）號: CN110005129A
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 吳濤;劉喜;魏慧;王立勛;孫藝嘉;劉洋;陳順
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: E04C3/20
• 分類號: E04C3/20;E01D19/00;E04B1/64;E04B1/98;E04H9/02;C04B28/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明公開了FRP筋纖維高強輕骨料混凝土梁構件及制作方法，本發明的纖維輕骨料混凝土中摻入纖維可有效改善FRP筋高強輕骨料混凝土梁的受彎性能，能夠提高構件極限承載力，增大構件受彎剛度，從而減小梁的撓度，使其基本滿足正常使用狀態要求；還能夠減小荷載作用下裂縫寬度；相比鋼筋輕骨料混凝土試件，本發明在摻入纖維后對彎延性有所跟大提高。FRP筋、縱向架立鋼筋和箍筋形成的筋籠，縱向受拉筋為FRP筋，裂縫開展時FRP筋的耐腐蝕性可顯著提高構件的耐久性。

技術領域

本發明屬于建筑、橋梁等工程領域，具體涉及FRP筋纖維高強輕骨料混凝土梁構件及制作方法。

背景技術

目前，在橋梁結構與海洋工程等領域，荷載與侵蝕介質的共同作用使得鋼筋混凝土構件銹蝕問題頻現，在引起結構性能劣化的同時嚴重影響其使用壽命，不利于結構的可持續發展。

高強輕骨料具有輕質高強、耐久性優、保溫隔熱性好的特點，對于大跨橋梁等恒載占比較高的結構，采用輕骨料混凝土對降低結構內力作用明顯，可有效減小截面尺寸和配筋用量，增大橋梁跨度，有利于改善橋梁結構抗震性能。然而，受骨料吸返水特性影響，輕骨料混凝抗拉強度及彈性模量較低，使得構件裂縫發展迅速，剛度退化幅度較大。因纖維具有橋連作用，采用纖維進行改性可顯著增大高強輕骨料混凝土破壞時的能量吸收，是改善其彎曲韌性、抑制裂縫產生和開展的有效手段。

因纖維增強聚合物筋(FRP筋)具有輕質高強、抗腐蝕性能好和抗電磁干擾性能優等特點，采用其代替鋼筋能夠從根本上解決因銹蝕引起的混凝土結構耐久性問題，美國、加拿大、日本等已將FRP筋應用于多座橋梁結構與海洋工程。將FRP筋與纖維高強輕骨料混凝土結合使用能夠達到減小結構自重、改善服役期耐久性和降低結構全壽命周期成本等目的。同時，FRP筋彈性模量較低，使得FRP筋混凝土受彎構件在服役階段產生較大的變形與裂縫寬度，纖維的摻入對于抑制剛度退化、減小裂縫寬度效果顯著。

發明內容

本發明的目的在于克服上述不足，提供一種FRP筋纖維高強輕骨料混凝土梁構件及制作方法，能夠顯著減少結構自重，解決鋼筋腐蝕、耐久性較差的問題。

為了達到上述目的，FRP筋纖維高強輕骨料混凝土梁構件，包括若干平行設置的FRP筋和若干縱向架立鋼筋，FPR筋和縱向架立鋼筋上套設有若干箍筋，組成截面為矩形的長方體，所有FPR筋、縱向架立鋼筋和箍筋共同組成筋籠，筋籠內填充有纖維輕骨料混凝土。

纖維輕骨料混凝土，按照質量份數計，包括：590～650份碎石型陶粒、670～730份細骨料、370～430份水泥、70～130份輔助膠凝材料、120～180份水和3.5～5份減水劑；纖維輕骨料混凝土中還添加有纖維，且每立方米纖維輕骨料混凝土中纖維的體積摻量為0.4％～0.8％。

輔助膠凝材料為粉煤灰或硅粉。

縱向架立鋼筋和箍筋均為螺紋鋼筋。

筋籠內填充有纖維輕骨料混凝土為實心結構或空心結構。

FRP筋置于底部，縱向架立鋼筋置于頂部。

FRP筋纖維高強輕骨料混凝土梁構件的制作方法，包括以下步驟：

步驟一，根據施工圖，綁扎通過FPR筋、縱向架立鋼筋和箍筋組成的筋籠；

步驟二，制備纖維輕骨料混凝土，并將纖維輕骨料混凝土澆筑在筋籠內；

步驟三，在澆筑后的筋籠上覆蓋土工布或草簾，定期養護后拆模，完成FRP筋纖維高強輕骨料混凝土梁構件的制作。

制備纖維輕骨料混凝土的具體方法如下：

第一步，根據質量份數計，稱取120～180份水和3.5～5份減水劑、590～650份碎石型陶粒、370～430份水泥、70～130份輔助膠凝材料和670～730份細骨料；