一种水泥浆基体纤维布无胶约束混凝土柱制造技术

本实用新型专利技术公开了一种水泥浆基体纤维布无胶约束混凝土柱，包括混凝土柱和包裹在混凝土柱外的水泥浆基体纤维布，以及两者之间的水泥浆层；将浸润在水泥浆的纤维布，通过水泥浆粘结及纤维布端部重叠区做闭合处理，约束在混凝土柱表面；本实用新型专利技术利用水泥浆作为粘结材料和纤维基体，避免使用各类易燃易软化的胶黏剂，经济高效地解决纤维布约束混凝土柱因之间因各类胶黏剂在高温作用下失效破坏而引起的约束效果急速劣化的问题，具有防火耐火、承载力高、延性好、耐腐蚀、抗老化、节约成本、节能环保、施工便捷安全、可再生利用等优势，有较强的实用性和推广价值。

【技术实现步骤摘要】
一种水泥浆基体纤维布无胶约束混凝土柱
本技术属于结构工程的
，涉及一种水泥浆基体纤维布无胶约束混凝土柱。
技术介绍
纤维增强塑料(Fiber reinforced polymer,简称FRP)是由连续纤维及树脂基体按一定的比例复合而成，不同类型的纤维、树脂，及它们之间的比例，影响着FRP材料的外观形状和力学性能，这使得FRP材料适合于多种不同功能的建筑结构和构件的需要。FRP除了在航空、机械、化工等领域，近十几年来在工程结构中作为建筑材料的应用越来越多，这得益于FRP材料具有很多优良的性能，其中轻质高强、耐腐蚀是其最主要的方面。而随着这种材料的广泛推广，价格持续走低，应用于建筑工程上的经济效益也逐渐凸显。而相对于其他类型的FRP，如玻璃纤维增强塑料(GFRP)、芳纶纤维增强塑料(AFRP)及玄武岩纤维增强塑料(BFRP)，碳纤维增强塑料(CFRP)因其更优的力学性能，目前工程加固上应用最多。 FRP材料特性决定了其在工程中有很好的应用。鉴于受载荷的混凝土柱环向约束后处于三向受力状态下力学及其他性能大大增强的经验，采用FRP作为柔性外包材料，可环向约束各种形状和类型的结构柱，限制其横向变形，提高构件抗震等各项力学性能；同时保护内部钢筋和混凝土材料，提高结构的耐久性；且可作为永久模板，干作业施工，节省劳动成本，具有高效的技术经济效益。因此，采用FRP约束的组合结构柱应运而生。同时，由于使用年限、火灾地震等问题的破坏影响，目前国内外存在大量需要修复和加固的既有建筑，在现有结构中，尽管通过增大柱截面积、外贴钢板等方法亦能取得一定的加固效果，但存在占用原有使用空间及不耐腐蚀等缺点，而通过在混凝土表面粘结FRP板、FRP布，能快速达到结构补强的目的，延长结构使用寿命周期，避免大量建筑的拆除重建，符合可持续发展要求。 在FRP材料的理论研究方面也快速发展，不同形态的FRP材料不断开发，应用于多种类型的结构，相应的法规相继出台，为规范FRP的应用起到了推动作用。然而，FRP材料存在着一个严重的不足=FRP的强度和刚度受温度影响敏感度大，在火灾中受热易软化、易燃，伴随有毒烟气释放。这主要是由于FRP中树脂基体性能劣化引起的，环氧树脂属于环氧类有机物，如果温度超过其玻璃化温度时，胶黏剂分解或软化，抗剪强度急剧下降，丧失传递纤维间剪力和防止纤维屈曲的作用。而且，目前，FRP材料和混凝土柱之间通常是通过建筑结构胶进行粘贴，这些胶大多也不具有耐火性，在高温影响下，抗拉强度明显下降，难以保证碳纤维与混凝土的共同工作，影响整体约束效果，甚至部分胶粘剂本身就是可燃物，这就为加剧了火灾对建筑结构的破坏。因而，除非对使用FRP材料约束的混凝土构件同时做复杂而高成本的表面防火处理，否则FRP材料的应用大多只能局限在桥梁或外部结构等对防火要求不高的结构和构件，这就制约了其在更大范围的民用商用房屋、厂房、停车场等建筑中的发展，也不利于其自身优点的发挥。 限制FRP在结构中的使用显然不符合新材料新技术的发展要求，利用各种类型的防火涂料又提高工程建筑成本，不适合施工大面积大范围使用，因此，在将FRP材料大量推广到建筑结构中时，提高其高温作用下的耐火性能困难很大。然而，由于FRP约束混凝土的防火性能差主要问题出现在选用的树脂基体及胶粘材料上，而不是纤维本身，实际上，纤维的耐火性能是非常好的，与混凝土材料相当。因而，避免使用树脂基体和胶粘材料，也许是解决纤维布约束混凝土柱耐火问题的捷径之一。 上述论述内容目的在于介绍可能与下面将被描述和/或主张的本技术的相关技术问题，有助于更好地理解本技术的各个方面。
技术实现思路
为克服现有FRP组合结构中，粘结FRP与混凝土柱的胶黏剂在火灾等高温作用下失效，造成结构承载力的急剧下降，影响结构耐久性及其他性能的问题，本技术提供一种利用水泥浆作为纤维布基体，并通过涂抹水泥浆，而避免使用各类易燃易软化的胶黏剂作为连接FRP布与结构柱的粘结材料，使纤维布粘结在混凝土柱表面，既达到有效约束混凝土柱的目的，又解决FRP约束结构柱因之间的胶黏剂在高温作用下失效而引起的各项性能劣化的问题。 本技术提供的一种水泥浆基体纤维布无胶约束混凝土柱，包括混凝土柱和包裹在混凝土柱外的水泥浆基体纤维布，以及两者之间的水泥浆层；在混凝土柱外表面的第一层是厚度不小于5_的水泥浆层，第二层是包裹在混凝土柱外的沾满水泥浆的纤维布，纤维布两端部裁剪，其中一端裁剪成等间距等长度流苏状，另一端裁剪成对应宽度间距和长度的马牙槎状，马牙槎端在外，与流苏端条带交错搭接，通过水泥浆粘结及纤维布端部重叠区闭合，约束在混凝土柱表面；最外面的第三层是覆盖在纤维布表面的厚度不小于5mm的水泥浆层。 所述的纤维布包括但不限于单层或多层的碳纤维布、玻璃纤维布、芳纶纤维布或玄武岩纤维布。 所述的混凝土柱截面形状包括但不限于圆形、椭圆形、正方形或矩形。 所述的条带交错搭接，搭接长度不小于150mm，搭接条带数不少于20条，每条带搭接览度不大于100mm。 所述使用多层的碳纤维布、玻璃纤维布、芳纶纤维布或玄武岩纤维布，每层各自闭合，相邻两层闭合的重叠区的位置错开不小于100_。 所述的一种水泥浆基体纤维布无胶约束混凝土柱的制造方法，其有如下步骤: (I)将纤维布两端部裁剪，其中一端裁剪成等间距等长度流苏状，另一端裁剪成对应宽度间距和长度的马牙槎状； (2)将混凝土柱表面打磨处理，除去表面松散浮层； (3)调配水泥浆，搅拌均匀； (4)将裁剪好的纤维布浸润在调好的水泥浆中，使纤维布内外均沾满水泥浆； ( 5)在表面处理后的混凝土柱上均匀涂抹步骤(3)调好的水泥浆，并将浸润后的纤维布包裹在混凝土柱外面； (6)对纤维布端部重叠区做闭合处理，马牙槎端在外，与流苏端条带交错搭接； (7)纤维布包裹完成后，在其表面覆盖一层步骤(3)调好的水泥浆，放置待干后即制成水泥衆基体纤维布无胶约束混凝土柱。 所述步骤(3)中的水泥浆水灰比不大于混凝土柱采用的水灰比；且对于约束大构件的情况，在水泥浆中添加少量细砂。 所述步骤(5)中的水泥浆作为粘结材料，涂抹在混凝土柱表面与纤维布之间，其厚度不小于5mm。 所述步骤(7)中的水泥衆覆盖的厚度不小于5_。 本技术具有如下的有益效果: (I)防火性能优越。当火灾发生时，由于本水泥浆基体纤维布无胶约束混凝土柱中没有可燃易燃的胶黏剂，有效规避了工序复杂而高成本的防火技术的处理，而采用耐火等级为A级(属于不燃性材料)的水泥浆粘结，因而在即使在高温破坏下，外围纤维布依然对结构具有良好的约束作用，不会存在胶黏剂的软化流动等失效问题，延长结构耐火极限，大大减少火灾对结构的破坏。 (2)力学性能良好。混凝土柱受外纤维布的约束，在轴向荷载作用下处于三向受压状态，承载力较素混凝土有显著增强。同时，涂抹的水泥浆的强度不低于被约束的混凝土强度，保证了薄弱区尽量不出现在粘结面层。而且纤维布端部作闭合处理，通过特定的做法要求，使两端交错搭接，能延缓纤维布受拉脱落，具有一定的编织捆绑效果。而且，最后还在上面附加水泥浆层，加强搭接闭合区的牢靠性，保证约束效果。经过相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水泥浆基体纤维布无胶约束混凝土柱，其特征在于：包括混凝土柱和包裹在混凝土柱外的水泥浆基体纤维布、以及两者之间的水泥浆层；在混凝土柱外表面的第一层是厚度不小于5mm的水泥浆层，第二层是包裹在混凝土柱外的沾满水泥浆的纤维布，纤维布两端部裁剪，其中一端裁剪成等间距等长度流苏状，另一端裁剪成对应宽度间距和长度的马牙槎状，马牙槎端在外，与流苏端条带交错搭接，通过水泥浆粘结及纤维布端部重叠区闭合，约束在混凝土柱表面；最外面的第三层是覆盖在纤维布表面的厚度不小于5mm的水泥浆层。

【技术特征摘要】
1.一种水泥浆基体纤维布无胶约束混凝土柱，其特征在于:包括混凝土柱和包裹在混凝土柱外的水泥浆基体纤维布、以及两者之间的水泥浆层；在混凝土柱外表面的第一层是厚度不小于5_的水泥浆层，第二层是包裹在混凝土柱外的沾满水泥浆的纤维布，纤维布两端部裁剪，其中一端裁剪成等间距等长度流苏状，另一端裁剪成对应宽度间距和长度的马牙槎状，马牙槎端在外，与流苏端条带交错搭接，通过水泥浆粘结及纤维布端部重叠区闭合，约束在混凝土柱表面；最外面的第三层是覆盖在纤维布表面的厚度不小于5_的水泥浆层。2.根据权利要求1所述的水泥浆基体纤维布无胶约束混凝土柱，其特征在于:所述的纤...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾岚，李丽娟，刘锋，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：新型
国别省市：广东;44