碳纤维与钢管复合再生混凝土桩制造技术

本发明专利技术公开了一种碳纤维与钢管复合再生混凝土桩，主要由碳纤维布、圆形钢管、圆形钢筋笼骨架和再生混凝土制成；碳纤维布环绕外包圆形钢管，圆形钢筋笼骨架置于圆形钢管内，三者同心布置；圆形钢管内浇筑再生混凝土。其中，碳纤维布作为一种耐腐蚀、轻质高强耐腐蚀材料，缠绕钢管周围，有效地阻止了地下有害物质对钢管的侵蚀，提高桩体耐久性；钢管和碳纤维布双重约束再生混凝土材料，改善再生混凝土受力性能，提高桩体承载力和抗变形能力；利用再生混凝土填充钢管，实现了建筑垃圾资源化，起到保护环境的作用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于建筑基础工程中的粧基工程领域，尤其设及一种碳纤维与钢管复合再 生混凝±粧。
技术介绍
对于服役于海洋、港口、盐碱地区、地下水或者±壤中侵蚀性介质浓度较高的内陆 地区的钢筋混凝±粧而言，粧体将长期遭受腐蚀性物质的侵蚀，如氯离子渗透、硫酸盐腐 蚀、冻融循环等，粧基耐久性问题非常突出。加之粧体深埋于地下，难W进行可视性检查。粧 体在侵蚀性介质的作用下，钢筋诱蚀，混凝±成分变化、体积膨胀，最终开裂剥落，粧体丧失 承载力。因此，粧的腐蚀性问题一直是工程建设中急需解决的一个难题。 外置钢管混凝±粧虽刚度大、承载力高、抗弯抗剪能力强，但在缺少相应防腐措施 的情况下，钢管极易诱蚀，导致粧体承载力下降，使用寿命缩减。目前，已有人提出在粧体外 包塑料管套的新型粧，在一定的工程背景和地质环境下取得了较好的工程效果，但作为普 通的塑料套管混凝±粧，其承载能力有限，抵抗横向变形的能力较差，在软±地区、桥梁码 头、海洋工程等需要高承载力、超长粧的工程还难W适用。而预应力钢筋混凝±管粧虽粧身 质量可靠、承载力高、不易断粧，但是造价昂贵，且不能在施工现场制作。 在沿海及内地湖泊软±地区的工程建设中，经常由于±质孔隙比大、含水量高、压 缩性高、±层分布复杂等原因，出现地基承载力失效或者地基沉降大等问题。采用传统的地 基处理方法虽然能在一定程度上加固地基，但都具有一定的局限性，例如预压法处理时间 长，强巧法对周围影响大。 随着世界经济的迅猛发展，钢筋混凝±结构进入了高速发展的时期，新建建筑物 的施工和旧建筑物的拆除都会产生大量的废弃混凝±。利用废弃混凝±配制而成的再生骨 料混凝±可减少对天然骨料的开采，达到节约天然砂石资源，保护环境的目的。由于老砂浆 的存在，再生粗骨料的性能和天然粗骨料相比有很大差异，运导致再生混凝±在物理、力学 和耐久性能等不如普通混凝±，要想将再生骨料应用到粧基础中，必须采用新的施工工艺 来提高粧体的承载力和耐久性。 综上所述，地基环境对粧体材料的耐久性影响较大，防腐蚀混凝±造价较高，普通 塑料套管混凝±粧承载力较低，抗变形能力较差。因此，为满足复杂工程地质环境下粧基础 承载力和耐久性的要求，充分利用建筑工程产生的废弃混凝±，急需专利技术一种抗腐蚀、承载 力高的再生混凝±复合粧。 碳纤维布作为一种新型材料，具有强度高、密度小、厚度薄等特点，基本不增加加 固构件自重及截面尺寸，具有较高耐久性。而且，由于不会生诱，非常适合高酸、碱、盐及大 气腐蚀环境中使用，并广泛适用于建筑物桥梁隧道等各种结构类型、结构形状的加固修复 和抗震加固及节点的结构加固等。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种粧基耐久性好、粧体承载力和抗变形能力强 的碳纤维与钢管复合再生混凝±粧。 为解决上述技术问题，本专利技术采用W下技术方案：碳纤维与钢管复合再生混凝± 粧，主要由碳纤维布、圆形钢管、圆形钢筋笼骨架和再生混凝±制成；碳纤维布环绕外包圆 形钢管，圆形钢筋笼骨架置于圆形钢管内，Ξ者同屯、布置；圆形钢管内诱筑再生混凝±。 碳纤维布的长度大于粧体设计深度3cm~5cm，碳纤维布层数为1层到5层。 圆形钢筋笼骨架由纵向普通钢筋和螺旋髓筋焊接而成，纵向普通钢筋沿圆形钢管 圆周均匀布置。 再生混凝±由新砂浆和再生粗骨料组成，再生粗骨料粒径范围为5mm~40mm，强 度等级为C25~巧0。 该再生混凝±粧的粧底设环氧树脂防护的预制粧尖，粧顶设防腐蚀混凝±诱筑的 粧帽。 针对目前混凝±管粧存在的问题，专利技术人充分发挥碳纤维布的优点，将碳纤维布 和外置钢管混凝±粧相结合，设计制作了一种全新的组合构件一一碳纤维与钢管复合再生 混凝±粧，主要由碳纤维布、圆形钢管、圆形钢筋笼骨架和再生混凝±制成；碳纤维布环绕 外包圆形钢管，圆形钢筋笼骨架置于圆形钢管内，Ξ者同屯、布置；圆形钢管内诱筑再生混凝 ±。其中，碳纤维布作为一种耐腐蚀、轻质高强耐腐蚀材料，缠绕钢管周围，有效地阻止了地 下有害物质对钢管的侵蚀，提高粧体耐久性；钢管和碳纤维布双重约束再生混凝±材料，改 善再生混凝±受力性能，提高粧体承载力和抗变形能力；利用再生混凝±填充钢管，实现了 建筑垃圾资源化，起到保护环境的作用。 相对于传统混凝±管粧，本专利技术具有W下突出优点： 1.粧体外包耐腐蚀、轻质高强的碳纤维布，粧底设环氧树脂防护的粧尖，可W有效 阻止腐蚀性介质侵蚀粧体，防止粧体劣化，解决了腐蚀环境下粧基的耐久性问题； 2.钢管约束再生混凝±，改善了再生混凝±受力性能，提高粧身强度，消除了人们 对再生混凝±性能的质疑； 3.外包碳纤维布与螺旋髓筋联合约束内部再生混凝±，改善再生混凝±受力性 能，提高管粧的抗压能力和抗变形能力，在满足承载力要求的前期下，可W减少钢材使用， 降低造价； 4.碳纤维布和钢管可W作为诱筑混凝±的施工模板，可保证成粧质量，施工速度 快，经济效益高； 5.外包碳纤维布有效保护内在混凝±，可W减小保护层厚度，在满足承载力要求 的前期下，可W减少粧体尺寸，节省材料，降低造价； 6.充分利用建筑垃圾作为再生骨料，有利于再生混凝±在建筑基础工程、地基处 理工程中推广应用，扩大了再生混凝±的应用范围。【附图说明】 图1是本专利技术碳纤维与钢管复合再生混凝±粧的结构示意图。 图2是图1再生混凝±粧沿A-A切割线的粧体横截面图。 图3是单粧承载力随核屯、混凝±直径的变化（单位：脚曲线图。图4是单粧承载力随碳纤维布厚度的变化（单位：脚曲线图。 图中：1碳纤维布；2纵向普通钢筋；3再生混凝± ;4圆形钢管；5环氧树脂；6粧帽 双向受力筋；7碳纤维布连接套管；8粧帽；9预制粧尖；10沉管连接凹槽；11螺旋髓筋。【具体实施方式】 如图1和2所示，本专利技术碳纤维与钢管复合再生混凝±粧（外径为500mm，粧长为 25m)，主要由碳纤维布、圆形钢管（外径499mm，采用Q345钢，钢管厚度5mm)、圆形钢筋笼骨 架和再生混凝±制成；碳纤维布环绕外包圆形钢管，圆形钢筋笼骨架置于圆形钢管内，Ξ者 同屯、布置；圆形钢管内诱筑再生混凝±。其中， 碳纤维布的长度大于粧体设计当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳纤维与钢管复合再生混凝土桩，其特征在于主要由碳纤维布、圆形钢管、圆形钢筋笼骨架和再生混凝土制成；碳纤维布环绕外包圆形钢管，圆形钢筋笼骨架置于圆形钢管内，三者同心布置；圆形钢管内浇筑再生混凝土。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：应敬伟，蒙秋江，周彬，宋智成，潘晓冰，温小艳，寥成文，董宏源，周芾瑶，陈炜，田锦尚，史金华，丁锐，叶增鑫，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：广西;45