一种掺入玄武岩纤维再生混凝土墙体制造技术

本实用新型专利技术公开了一种掺入玄武岩纤维再生混凝土墙体，所述墙体主要由带FRP斜撑的钢筋骨架和玄武岩纤维再生混凝土组成。所述带FRP斜撑的钢筋骨架主要由高强端头钢筋、水平分布钢筋、竖向分布钢筋、高性能栓钉、FRP钢筋斜撑组成；混凝土部分由玄武岩纤维的再生混凝土组成。本实用新型专利技术掺入玄武岩纤维再生混凝土墙体的钢筋骨架具有单排配筋与双排配筋两种方式，采用FRP纤维布与FRP钢筋斜撑进行加强，钢筋骨架受力性能，抗腐蚀和抗疲劳性能均有所提高，具有构造简单，施工方便，造价低廉等特点，可广泛适用于多种结构体系。

【技术实现步骤摘要】
一种掺入玄武岩纤维再生混凝土墙体
本技术涉及一种掺入玄武岩纤维再生混凝土墙体，属于建筑防灾与绿色建筑

技术介绍
进入二十一世纪以来，在全球范围内社会经济高速发展，城市建设和城镇化进程不断加速，大量工业民用建筑以雨后春笋般速度拔地而起，社会由此进入新旧建筑更替的高峰期。然而，大量老旧建筑拆除后产生的巨量建筑垃圾对环境造成了极其严重的破坏，建筑垃圾的处理与循环利用成为亟待解决的社会热点问题。为推进建筑垃圾资源化和建筑行业的可持续发展、响应国家推广“绿色建筑”的号召、解决天然砂石等原材料因过度开采而导致的严重匮乏问题，再生混凝材料的研究工作应运而生，并取得了突破性的进展，再生混凝土广泛应用于各种结构构件中。但不容忽略的是，再生混凝土由于自身材料局限，具有低抗拉强度低抗折强度等弱点。基于此，本技术提出了一种掺入玄武岩纤维再生混凝土墙体及做法。玄武岩纤维是一种新型无机环保绿色高性能纤维材料，加入玄武岩纤维后再生混凝土材料抗拉强度抗折强度明显提高，力学性能大幅度提升。另一方面，玄武岩纤维不仅强度高，而且还具有电绝缘、耐腐蚀、耐高温等多种优异性能。玄武岩纤维的掺入有效提升墙体的耐火性能，在建筑防火方面具有突出贡献。本项技术墙体简化配筋，构造简单，根据墙体厚度和承载力的要求可设计为单排配筋或双排配筋。FRP材料质轻高强，可减化墙体配筋，减轻墙体自重，施工方便快捷，水平分布钢筋与竖向分布钢筋外包裹FRP纤维布及设置FRP钢筋斜撑大幅提升墙体的力学性能；采用单排配筋时钢筋网设置FRP斜向支撑筋，提高了墙体的平面外稳定性。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种具有良好防火性、构造简单、施工方便、造价低廉及建筑资源循环利用等优点的掺入玄武岩纤维再生混凝土墙体及做法，旨在有效解决建筑废弃物的循环利用问题，同时提升普通墙体耐火防灾性能。为实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：一种掺入玄武岩纤维再生混凝土墙体，所述再生混凝土墙体由带FRP斜撑的钢筋骨架和掺入玄武岩纤维再生混凝土组成。所述带FRP斜撑的钢筋骨架由高强端头钢筋、水平分布钢筋、竖向分布钢筋、高性能栓钉及FRP斜撑钢筋组成；掺入玄武岩纤维再生混凝土由再生混凝土与玄武岩纤维两部分组成。所述FRP斜撑的钢筋骨架可设计为单排钢筋骨架和双排钢筋骨架两种方式。主要由水平分布钢筋与竖向分布钢筋绑扎成的钢筋网，高强端头钢筋，高性能栓钉及FRP斜撑钢筋组成，与玄武岩纤维再生混凝土协同工作，形成高效受力结构体系。所述高强端头钢筋采用HRB500级钢筋，端头钢筋的直径为16mm～20mm，钢筋位于墙体的四角处沿墙厚度方向布置，并设置20mm～30mm的保护层厚度，墙体四角处的端头钢筋内侧与钢筋网焊接形成整体，并在端头钢筋的外侧设置高性能栓钉。根据实际工程受力需要也可将端头钢筋改为钢板。所述水平分布钢筋与竖向分布钢筋采用HRB335级或HRB400级钢筋；水平分布钢筋与竖向分布钢筋的直径为12mm～18mm，钢筋外皮包裹FRP纤维布一层，水平与竖向分布钢筋均为等间距布置，可采用焊接或绑扎等方式连接。所述FRP钢筋斜撑在墙体单排配筋情况下设置，FRP钢筋斜撑有效提升了墙体的平面外稳定性，直径为6mm～10mm,钢筋外皮包裹FRP纤维布2～3层；自上部端头粗钢筋与钢筋网连接处起始至其对角下部端头粗钢筋与钢筋网连接处终止，两侧FRP钢筋斜撑交叉呈斜十字交叉形，也可根据受力需要设置成W形、V形等。所述高性能栓钉型号为Φ8，材料等级为4.6级，将高性能栓钉沿墙体厚度方向等分设置于端头钢筋的外侧可有效增加钢筋与混凝土之间的粘结应力，防止墙体受力后混凝土剥落，有利于混凝土与带FRP斜撑的钢筋骨架形成整体协同工作。所述墙体浇筑材料为掺入玄武岩纤维的再生混凝土，其主要由再生混凝土与玄武岩纤维两部分组成，玄武岩纤维采用纤维体积率法掺入，在已设计的再生混凝土配合比基础之上，直接混合体积掺量为0.5％～1％的玄武岩纤维。所述玄武岩纤维采用水泥混凝土用短切玄武岩纤维，由玄武岩高温熔融拉丝制成，长度为6～20mm，单丝直径7～15μm，玄武岩纤维体积掺量为0.5％～1％，根据受力需要也可加工成带弯钩的钩形玄武岩纤维。所述再生混凝土为半再生混凝土，由42.5R普通硅酸盐水泥、粒径为5～25mm的连续级配再生粗骨料、天然砂、水、粉煤灰和矿粉等材料配制而成。再生粗骨料取代率为30％～50％，取材自拆除建筑物的废弃混凝土。上述掺入玄武岩纤维再生混凝土墙体及做法，制作方法如下：步骤一：将水平分布钢筋和竖向分布钢筋外皮均包裹一层FRP纤维布，按照图纸设计要求等间距绑扎成钢筋网。采用焊接方式将端头钢筋与钢筋网连接，端头钢筋外侧焊接高性能栓钉，采用焊接方式将端头钢筋与钢筋网连接，形成玄武岩纤维再生混凝土墙体带FRP斜撑的钢筋骨架。步骤二：当墙体为单排配筋时，需自上部端头钢筋与钢筋网连接处起始至其对角线下部端头钢筋与钢筋网连接处终止设置包裹两层FRP纤维布的斜十字交叉形等斜向支撑。步骤三：将墙体的带FRP斜撑的钢筋骨架按图纸设计要求插于基础梁内，浇筑基础梁钢筋混凝土，两者形成整体。步骤四：在基础梁的上表面按照图纸设计要求弹出墙体位置的双实线，在弹线的位置处安装模板。步骤五：在搭设好的模板内浇筑掺入玄武岩纤维的再生混凝土材料，浇筑前，模板应用清水润湿，在基础梁的老混凝土与新浇筑混凝土之间铺设50mm～100mm厚的与待浇筑墙体混凝土成分相同的水泥砂浆。采用汽车泵送浇筑配合人工振捣的方式完成浇筑工作，混凝土下料点分散布置，注意分层浇筑与振捣，每层浇筑高度不大于500mm。步骤六：墙体混凝土浇筑完成后10h内进行喷水养护，养护时间为7d，保证混凝土处于湿润状态。当混凝土强度达到1.2MPa时进行拆模。拆模后修整墙面和边角。与现有技术相比较，本技术掺入玄武岩纤维再生混凝土墙体的钢筋骨架具有单排配筋与双排配筋两种方式，采用FRP纤维布与FRP钢筋斜撑进行加强，钢筋骨架受力性能显著提高，由于包裹FRP碳纤维布，钢筋骨架抗腐蚀和抗疲劳性能有所提高，具有构造简单，施工方便，造价低廉等特点，可广泛适用于多种结构体系。此外，墙体的主要填充材料再生混凝土与玄武岩纤维均具有绿色环保的优点，玄武岩纤维的掺入可改善再生混凝土的抗压、抗拉及抗折力学性能，同时玄武岩纤维作为耐火材料可使墙体具有良好的耐火性。附图说明图1是本技术的掺入玄武岩纤维再生混凝土墙体主视图；图2是掺入玄武岩纤维再生混凝土墙体俯视图。(a)单排配筋俯视图(b)双排配筋俯视图；图3是掺入玄武岩纤维再生混凝土墙体带FRP斜撑的钢筋骨架示意图。(a)单排配筋骨架图(b)双排配筋骨架图；图4是掺入玄武岩纤维再生混凝土墙体立面图。(a)单排配筋立面图(b)双排配筋立面图；图中：1-水平分布钢筋、2-竖向分布钢筋、3-掺入玄武岩纤维的再生混凝土、4-高性能栓钉、5-端头钢筋本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种掺入玄武岩纤维再生混凝土墙体，其特征在于：由水平分布钢筋(1)、竖向分布钢筋(2)、掺入玄武岩纤维的再生混凝土(3)、高性能栓钉(4)、端头钢筋(5)及FRP钢筋斜撑(6)组成；/n水平分布钢筋(1)与竖向分布钢筋(2)的外皮包裹有一层FRP纤维布，水平分布钢筋(1)与竖向分布钢筋(2)均为等间距布置，水平分布钢筋(1)与竖向分布钢筋(2)之间采用焊接或绑扎等方式连接；水平分布钢筋(1)与竖向分布钢筋(2)之间垂直交叉绑扎连接形成钢筋网片；/n所述端头钢筋(5)沿再生混凝土墙体的厚度方向布设并垂直于钢筋网片的四角点，端头钢筋(5)与钢筋网片采用焊接方式连接；/n所述高性能栓钉(4)沿墙体厚度方向等间距设置在端头钢筋(5)的外侧；高性能栓钉(4)与端头钢筋(5)采用栓钉焊接的方式进行连接；/n当再生混凝土墙体设计为单排配筋时，从再生混凝土墙体上部的端头钢筋(5)与钢筋网片交点处出发至对角线处的端头钢筋(5)与钢筋网片交点处为终点设置包裹2～3层纤维布的FRP钢筋斜撑(6)，两侧的FRP钢筋斜撑(6)相交叉呈斜十字交叉形，提升再生混凝土墙体的平面外刚度；水平分布钢筋(1)、竖向分布钢筋(2)、高性能栓钉(4)、高强端头钢筋(5)及FRP钢筋斜撑(6)连接组成再生混凝土墙体主体结构，再生混凝土墙体主体结构内部填充掺入玄武岩纤维的再生混凝土(3)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种掺入玄武岩纤维再生混凝土墙体，其特征在于：由水平分布钢筋(1)、竖向分布钢筋(2)、掺入玄武岩纤维的再生混凝土(3)、高性能栓钉(4)、端头钢筋(5)及FRP钢筋斜撑(6)组成；
水平分布钢筋(1)与竖向分布钢筋(2)的外皮包裹有一层FRP纤维布，水平分布钢筋(1)与竖向分布钢筋(2)均为等间距布置，水平分布钢筋(1)与竖向分布钢筋(2)之间采用焊接或绑扎等方式连接；水平分布钢筋(1)与竖向分布钢筋(2)之间垂直交叉绑扎连接形成钢筋网片；
所述端头钢筋(5)沿再生混凝土墙体的厚度方向布设并垂直于钢筋网片的四角点，端头钢筋(5)与钢筋网片采用焊接方式连接；
所述高性能栓钉(4)沿墙体厚度方向等间距设置在端头钢筋(5)的外侧；高性能栓钉(4)与端头钢筋(5)采用栓钉焊接的方式进行连接；
当再生混凝土墙体设计为单排配筋时，从再生混凝土墙体上部的端头钢筋(5)与钢筋网片交点处出发至对角线处的端头钢筋(5)与钢筋网片交点处为终点设置包裹2～3层纤维布的FRP钢筋斜撑(6)，两侧的FRP钢筋斜撑(6)相交叉呈斜十字交叉形，提升再生混凝土墙体的平面...

【专利技术属性】
技术研发人员：董宏英，陈峥，刘文超，张旭鹏，张韵怡，张奕慧，赵倚榕，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：新型
国别省市：北京;11