[發(fā)明專利]一種ECC增強(qiáng)煤矸石混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)模板及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010701060.1
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111827673B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙衛(wèi)平;白笑;王振波;武海鵬;吳麗麗
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)(北京)
• 主分類號: E04G13/02
• 分類號: E04G13/02;E04G13/04;E04G17/00
• 代理公司: 焦作加貝專利代理事務(wù)所(普通合伙) 41182
• 代理人: 馮新志

本發(fā)明提供一種ECC增強(qiáng)煤矸石混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)模板及其應(yīng)用，該模板包括梁底模、柱底模、兩塊梁端模、兩塊柱端模、四塊“L”型邊模、四塊隔板和兩塊防溢流板；梁底模、柱底模平行交叉呈“十”字形，兩塊梁端模設(shè)置在梁底模的前、后兩端，兩塊柱端模設(shè)置在柱底模的左、右兩端，四塊“L”型邊模設(shè)置在相鄰兩個梁端模、柱端模之間，邊模的兩端邊緣分別與梁端模、柱端模的豎向邊緣連接，四塊隔板分別垂直對應(yīng)卡接在靠近梁底模、柱底模交叉處的相對的邊模之間，隔板豎直方向的兩側(cè)分別設(shè)置有兩條豎縫，位于梁底模上的兩個隔板的上端與邊模上端之間分別覆蓋設(shè)置有一塊防溢流板。該模板構(gòu)造簡單、組裝方便。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及建筑工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種ECC增強(qiáng)煤矸石混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)模板及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

煤矸石是煤炭生產(chǎn)過程中排放量最大的礦業(yè)固體廢棄物，煤矸石的堆放也帶來嚴(yán)重的環(huán)境污染、耕地占用等困擾，因此煤矸石的開發(fā)與利用迫在眉睫。用煤矸石制作混凝土骨料是利用煤矸石的合理途徑，較其它再利用方法更為充分、徹底，而且經(jīng)濟(jì)效益也非常顯著。但是直接將煤矸石混凝土用于框架結(jié)構(gòu)將導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)區(qū)域剪切變形過大、裂縫過寬，甚至混凝土片狀剝離，在往復(fù)荷載作用下，梁柱節(jié)點(diǎn)延性與耗能能力低于普通混凝土框架，這是由煤矸石混凝土抗剪性能差，彈性模量低的材料力學(xué)特性決定的。而以往震害也表明，梁柱節(jié)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)抗震的薄弱部位，節(jié)點(diǎn)區(qū)容易產(chǎn)生交叉斜裂縫和發(fā)生剪切破壞，不易修復(fù)。因此煤矸石混凝土力學(xué)性能上的缺陷致使其在框架結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用嚴(yán)重受限。

因此，固體廢棄物煤矸石堆積成山，污染環(huán)境的問題，同時緩解目前建筑行業(yè)混凝土骨料短缺的危機(jī)；煤矸石混凝土因其抗剪強(qiáng)度低等材料特性而在框架結(jié)構(gòu)中應(yīng)用受限的問題；在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，梁柱節(jié)點(diǎn)處鋼筋配置過多，從而導(dǎo)致混凝土振搗不實(shí)，施工不便的問題；改善傳統(tǒng)混凝土在節(jié)點(diǎn)區(qū)易發(fā)生脆性破環(huán)以及裂縫發(fā)展難以控制的問題這些問題都亟待解決。

煤矸石主要成分有Al₂O₃、SiO₂等，輕質(zhì)多孔，干容重普遍低于1900kg/m³。經(jīng)研究表明，把煤矸石作為骨料制成的混凝土具有自重小、比強(qiáng)度高、可降低地震慣性力的優(yōu)點(diǎn)，但抗剪性能較差，尤其是沉積巖材質(zhì)的煤矸石骨料會導(dǎo)致混凝土易裂、彈性模量低。

ECC是一種高韌性的亂向分布短纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料，一般是以水泥、石英砂、礦物摻合料作為基體，以PVA纖維作為增強(qiáng)材料。ECC的制備完全不用粗骨料，其裂紋擴(kuò)展與普通混凝土的單一裂紋擴(kuò)展模式不同，裂縫的最大寬度發(fā)展到100μm后不再增長，而是以多條細(xì)微裂紋模式發(fā)展。研究表明，與普通混凝土相比，ECC不僅抗壓強(qiáng)度高，而且具有優(yōu)異的抗拉、抗彎性能。但是目前ECC材料成本較高，在整個框架結(jié)構(gòu)中使用，顯然不現(xiàn)實(shí)，因此僅把ECC用于梁柱節(jié)點(diǎn)，可顯著提高梁柱節(jié)點(diǎn)的抗震性能，充分發(fā)揮其優(yōu)異的抗裂、抗彎性能。

基于煤矸石與ECC材料的優(yōu)缺點(diǎn)，本專利提出在框架結(jié)構(gòu)的梁柱節(jié)點(diǎn)及塑性鉸區(qū)域采用具有高韌性和穩(wěn)態(tài)開裂特征的ECC材料澆筑，在其他部位使用煤矸石混凝土澆筑的方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題：針對現(xiàn)有的煤矸石混凝土力學(xué)性能上的缺陷，本發(fā)明提供的一種ECC增強(qiáng)煤矸石混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)模板及其應(yīng)用，該模板構(gòu)造簡單、組裝方便，采用其澆筑的ECC增強(qiáng)煤矸石混凝土，既可以充分發(fā)揮ECC材料良好的變形能力與高強(qiáng)韌性，又可以彌補(bǔ)煤矸石混凝土較差的抗裂性能，促進(jìn)煤矸石混凝土在建筑工程中的應(yīng)用。