海水海砂型钢骨架混凝土结构制造技术

本实用新型专利技术提供了一种海水海砂型钢骨架混凝土结构，包括混杂纤维增强水泥基材料制成的永久模板、型钢骨架和海水海砂混凝土；所述永久模板位于所述型钢骨架的外侧，所述海水海砂混凝土填充在永久模板、型钢骨架构成的空腔内；所述混杂纤维增强水泥基材料包括位于内层、外层的混杂纤维水泥基材料层和位于中间的混杂纤维网格，所述混杂纤维网格为碳纤维束、受力纤维束纵横间隔分布编织而成；相邻的永久模板之间的接缝处，两者的纤维网格之间通过导电胶粘剂连接。采用本实用新型专利技术的技术方案，同步提升了型钢混凝土结构的耐久性和抗震性，降低了建设费用，提高了结构的施工效率。提高了结构的施工效率。提高了结构的施工效率。

【技术实现步骤摘要】
海水海砂型钢骨架混凝土结构


[0001]本技术属于建筑结构
，尤其涉及一种海水海砂型钢骨架混凝土结构。

技术介绍

[0002]目前，我国每年建筑工程中的砂石骨料用量达到30亿吨，所使用淡水也达数十亿吨，然而随着用量不断增加，自然资源逐渐枯竭，生态环境也遭到了破坏，同时成本也在不断上升。因此，在滨海城市和沿海岛礁中，采用海水海砂混凝土建设相关的民用建筑、工业建筑和军工建筑，不但可以有效解决由内陆原材料长距离运输所导致的建设成本过高的问题，而且极大的缓解了淡水、河砂资源紧张的问题。已有研究表明，海水海砂混凝土材料和淡水河砂混凝土材料的力学性能基本一致。然而，与河砂和淡水相比，海砂和海水中富含大量腐蚀性离子，同时，滨海城市和沿海岛礁中的钢筋混凝土结构长期处于海水和近海大气的氯离子侵蚀环境中，氯离子侵蚀后会破坏钢筋表面的“钝化膜”发生氧化反应，进而引起电化学锈蚀，钢筋锈蚀将造成钢筋截面减小、蚀坑的出现、钢筋与混凝土之间粘结性能退化和混凝土保护层开裂与剥落，最终导致结构性能退化、承载能力降低和使用寿命缩短等耐久性问题，从而增加建筑行业的碳排量。
[0003]同时，我国许多滨海城市和海域均处于高烈度设防区域，对结构的抗震设计具有较高的要求。在建筑结构抗震设计中，节点的设计尤为关键，需遵循“强柱弱梁，强剪弱弯，强节点弱构件”的设计原则，避免节点区域先发生破坏，引导损伤发生于易修复的梁构件上。此外，海水海砂中腐蚀性离子的侵蚀会导致结构性能的降低，使结构无法抵抗原有设计烈度的地震荷载，并且可能发生破坏模式的转变，由延性破坏转为脆性破坏。
[0004]上述海水海砂混凝土造成的钢筋锈蚀等耐久性问题不但缩短了结构的使用寿命，而且增加了结构在地震作用下的破坏风险，造成了人员与财产的损失。

技术实现思路

[0005]针对以上技术问题，本技术公开了一种海水海砂型钢骨架混凝土结构，从根源上解决钢筋混凝土结构的耐久性问题及梁柱节点的抗震问题。
[0006]对此，本技术采用的技术方案为：
[0007]一种海水海砂型钢骨架混凝土结构，包括混杂纤维增强水泥基材料制成的永久模板、型钢骨架和海水海砂混凝土；所述永久模板位于所述型钢骨架的外侧，所述海水海砂混凝土填充在永久模板、型钢骨架构成的空腔内；所述混杂纤维增强水泥基材料包括位于内层、外层的混杂纤维水泥基材料层和位于中间的混杂纤维网格，所述混杂纤维网格为碳纤维束、受力纤维束纵横间隔分布编织而成；相邻的永久模板之间的接缝处，两者的纤维网格之间通过导电胶粘剂连接，所述接缝处的表面设有混杂纤维水泥基材料封装层。其中，所述混杂纤维水泥基材料封装层为采用混杂纤维水泥基材料封装在接缝处的外侧得到。
[0008]采用此技术方案，混杂纤维网格中，碳纤维束与受力纤维束在两个方向均为间隔
分布，受力纤维束作为水泥基复合材料的受力增强材料，碳纤维束作为水泥基复合材料的辅助阳极材料，两种纤维束独立设计兼顾了两者的优点，不用考虑碳纤维束对结构强度的贡献，不用考虑由于外加电流对受力纤维束可能造成的强度劣化，简化了纤维增强网格的设计。
[0009]作为本技术的进一步改进，所述永久模板的内壁设有若干用于增加水泥基材料与混凝土材料界面粘结性能的凹槽，使得结构的组合性能更良好，共同承受外部施加的荷载。
[0010]作为本技术的进一步改进，所述凹槽阵列分布，所述凹槽的深度为3
‑
10mm、宽度为5
‑
15mm。
[0011]作为本技术的进一步改进，所述受力纤维束为玻璃纤维束、玄武岩纤维束、芳纶纤维束中的至少一种。
[0012]作为本技术的进一步改进，所述型钢骨架与永久模板的内壁之间设有垫块。
[0013]进一步的，所述垫块为混杂纤维水泥基材料的垫块，也就是采用混杂纤维水泥基材料制备的垫块，可以采用现有技术的混杂纤维水泥基复合材料。
[0014]进一步的，所述垫块阵列设置。
[0015]作为本技术的进一步改进，所述垫块在型钢骨架的四周每隔300～800mm设置。
[0016]进一步的，用水泥基垫块在型钢骨架四周每隔500mm进行支撑，使型钢骨架定位准确，定位准确后对型钢骨架柱进行固定。
[0017]作为本技术的进一步改进，所述永久模板包括U型的梁永久模板、空心的柱永久模板，所述型钢骨架包括相互连接的柱型钢和梁型钢，所述柱型钢位于柱永久模板的中部，所述梁永久模板位于梁型钢的外侧；在所述梁永久模板和柱永久模板的连接处，所述梁永久模板内的纤维网格和柱永久模板内的纤维网格通过导电胶粘剂连接。
[0018]作为本技术的进一步改进，所述柱永久模板与梁永久模板的连接处设有开孔，开孔处混杂纤维网格伸出，所述梁永久模板的端口处的混杂纤维网格伸出，在所述柱永久模板与梁永久模板的接缝处，两者伸出的混杂纤维网格通过导电胶粘剂连接成为一体，并采用混杂纤维水泥基材料封装。采用混杂纤维水泥基材料封装可以防止胶粘剂受外部环境影响。接缝处，两者的纤维网格均伸出，通过胶粘剂使梁、柱构件中的混杂纤维网格成为一体，保证其具有良好受力性能。
[0019]作为本技术的进一步改进，所述导电胶粘剂为导电环氧树脂。
[0020]作为本技术的进一步改进，所述柱永久模板可为方形、圆形或多边形，所述柱永久模板和梁永久模板可为钢筋混凝土构件、型钢骨架混凝土构件或其组合。
[0021]作为本技术的进一步改进，所述混杂纤维水泥基材料层的内部分布设有短切碳纤维和增强纤维。混杂纤维水泥基复合材料中包含短切的碳纤维+增强纤维，其中短切碳纤维增加水泥基体的导电性，便于构建外加电流阴极保护系统，增强纤维增加水泥基材料的抗拉和抗裂性能，可以避免混凝土浇筑过程中可能导致永久模板开裂的问题，并且在相同性能要求下，混杂纤维水泥基材料可以更加轻质高强。
[0022]作为本技术的进一步改进，所述增强纤维为PP纤维、PVA纤维、PE纤维中的至少一种。
[0023]与现有技术相比，本技术的有益效果为：
[0024]第一，采用本技术的技术方案，同步提升了海水海砂型钢混凝土结构的耐久性和抗震性，可以大幅缓解河砂和淡水资源紧张的问题，降低了混凝土结构的建设费用，提高结构的施工效率，有利于大范围推广使用海水海砂混凝土。
[0025]第二，采用本技术的技术方案，永久模板固定于型钢骨架上，避免了设置外部临时支撑，提高了施工效率。现有技术中采用钢筋混凝土结构节点区域横纵钢筋交汇锚固，施工性极差，且质量难以保证，而本技术的技术方案采用型钢结构可进一步简化节点区域复杂性，提高节点质量。而且，型钢混凝土具有较大的抗侧刚度和承载力，延性性能和抗震性能优异，采用型钢混凝土可大大提高结构的抗震性能和抗冲击性能，简化施工模式，加速海水海砂资源化应用进程。此外，纤维增强水泥基复合材料永久模板的使用，可以节约模板消耗，施工完成后与混凝土一起形成组合结构，共同受力，外加电流阴极保护系统在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海水海砂型钢骨架混凝土结构，其特征在于：包括混杂纤维增强水泥基材料制成的永久模板、型钢骨架和海水海砂混凝土；所述永久模板位于所述型钢骨架的外侧，所述海水海砂混凝土填充在永久模板、型钢骨架构成的空腔内；所述混杂纤维增强水泥基材料包括位于内层、外层的混杂纤维水泥基材料层和位于中间的混杂纤维网格，所述混杂纤维网格为碳纤维束、受力纤维束纵横间隔分布编织而成；相邻的永久模板之间的接缝处，两者的纤维网格之间通过导电胶粘剂连接，所述接缝处的表面设有混杂纤维水泥基材料封装层。2.根据权利要求1所述的海水海砂型钢骨架混凝土结构，其特征在于：所述永久模板的内壁设有若干用于增加水泥基材料与混凝土材料界面粘结性能的凹槽。3.根据权利要求2所述的海水海砂型钢骨架混凝土结构，其特征在于：所述凹槽阵列分布，所述凹槽的深度为3
‑
10mm、宽度为5
‑
15mm。4.根据权利要求1所述的海水海砂型钢骨架混凝土结构，其特征在于：所述受力纤维束为玻璃纤维束、玄武岩纤维束、芳纶纤维束中的至少一种。5.根据权利要求1所述的海水海砂型钢骨架混凝土结构，其特征在于：所述永久模板...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯然，侯林兵，朱继华，邢锋，许颖，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳，
类型：新型
国别省市：