專利名稱：預(yù)應(yīng)力纖維約束混凝土構(gòu)件及施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種預(yù)應(yīng)力纖維約束混凝土構(gòu)件及施工方法，屬于混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鋼材作為傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用廣泛，但隨著建筑市場不斷擴大，資源逐漸匱乏，其價格迅 速攀升，造成結(jié)構(gòu)成本大幅度增加。因此需要新的材料來代替?，F(xiàn)有技術(shù)中，約束混凝土在 實際工程中已經(jīng)有了廣泛的應(yīng)用，由于約束的作用可以有效提高混凝土的強度、延性及抗震 性能。高強度纖維(如碳纖維等)強度很高，但彈性模量與鋼材差不多，用作約束材料，由 于正常情況下構(gòu)件的橫向變形很小，材料強度基本上不發(fā)揮，其實際應(yīng)用效果很不理想。另 外，由于耐久性的要求，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)需要有較厚的保護層，這對結(jié)構(gòu)的受力不利。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種預(yù)應(yīng)力纖維約束混凝土構(gòu)件及施工方法，充分發(fā)揮高強度 纖維的材料抗拉性能，以部分替代現(xiàn)有的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，達到節(jié)約鋼材的目的。同時，高 強度纖維耐腐蝕，可以提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。
本發(fā)明的預(yù)應(yīng)力纖維約束混凝土構(gòu)件的施工方法，在制作混凝土構(gòu)件時，先將纖維布做 成筒狀，然后往纖維布筒中澆注添加膨脹劑的混凝土，利用混凝土自重及振搗過程中產(chǎn)生的 擠壓力將該纖維布筒撐開，而纖維布筒反向阻止混凝土的膨脹，從而使纖維布筒對混凝土產(chǎn) 生約束應(yīng)力，在混凝土凝固過程中由于膨脹劑的作用混凝土繼續(xù)膨脹，使得纖維布對混凝土 產(chǎn)生二次約束應(yīng)力，即制得預(yù)應(yīng)力纖維約束混凝土構(gòu)件。
上述的預(yù)應(yīng)力纖維約束混凝土構(gòu)件的施工方法，在制作混凝土構(gòu)件時，按下述步驟進行
a、 先將纖維布巻制成筒，在纖維布重疊處刷環(huán)氧樹脂膠；
b、 制作端部夾箍，夾箍夾緊纖維布筒，并按照構(gòu)件設(shè)計位置將夾箍固定在腳手架及已 完成結(jié)構(gòu)物上，然后在纖維布筒外架設(shè)鋼模板；
c、 在纖維布筒內(nèi)澆筑摻有膨脹劑的混凝土，搗實，對纖維布筒產(chǎn)生壓力，形成一次預(yù) 應(yīng)力；
d、 待混凝土初凝后撤除鋼模板，纖維布筒內(nèi)的混凝土由于膨脹劑的作用體積繼續(xù)增加 ，并由于纖維布筒的約束產(chǎn)生二次預(yù)應(yīng)力，進入工作狀態(tài)。上述的預(yù)應(yīng)力纖維約束混凝土構(gòu)件的施工方法，在步驟c中，在澆筑的混凝土內(nèi)添加膨 脹劑的重量為混凝土中水泥重量的12 20 % 。
上述的預(yù)應(yīng)力纖維約束混凝土構(gòu)件的施工方法，膨脹劑的重量為混凝土中水泥重量的15%。
上述的預(yù)應(yīng)力纖維約束混凝土構(gòu)件的施工方法，所述的膨脹劑為UEA膨脹劑。 上述的預(yù)應(yīng)力纖維約束混凝土構(gòu)件的施工方法，在步驟b中，在纖維布筒內(nèi)安裝型鋼。 預(yù)應(yīng)力纖維約束混凝土構(gòu)件，其構(gòu)造包括高強度纖維布巻制的纖維布筒，在纖維布筒的 兩端設(shè)有用于夾緊纖維布筒的端部夾箍，在纖維布筒內(nèi)設(shè)有摻有膨脹劑的混凝土。 上述的預(yù)應(yīng)力纖維約束混凝土構(gòu)件，在纖維布筒內(nèi)設(shè)有型鋼。
本發(fā)明的創(chuàng)造性在于采用預(yù)應(yīng)力約束混凝土的結(jié)構(gòu)，在混凝土外套上纖維布筒，當(dāng)混凝 土膨脹后，纖維布筒對混凝土產(chǎn)生約束力，成型后的構(gòu)件充分利用高強度纖維材料的力學(xué)性 能，并緊密結(jié)合約束混凝土的特點，能大幅度提高構(gòu)件承載力及延性；采用非金屬材料作為 預(yù)應(yīng)力材料將會大幅度降低結(jié)構(gòu)成本。而且由于不用鋼筋，節(jié)約了鋼筋綁扎的工作過程，可 以大幅度提高工效。當(dāng)混凝土構(gòu)件承受較大剪力時，還可以考慮在構(gòu)件中設(shè)置型鋼，成為勁 性預(yù)應(yīng)力纖維約束混凝土構(gòu)件。本發(fā)明同時省去了鋼筋混凝土構(gòu)件所需的保護層， 一次性解 決了耐久性的問題。因此同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有節(jié)約鋼材、提高工效的優(yōu)點。


附圖l為本發(fā)明纖維布筒內(nèi)澆注混凝土之前的結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖2為附圖1中A處放大附圖3為本發(fā)明纖維布筒內(nèi)澆注混凝土之后的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
具體實施例方式在制作混凝土構(gòu)件時，先采用纖維布做成筒狀，得到纖維布筒l，然 后將纖維布筒l放置在混凝土構(gòu)件所需安裝的位置處，再往纖維布筒l中澆注加入膨脹劑的混 凝土3，利用混凝土3自重及振搗過程中產(chǎn)生的擠壓力將該纖維布筒1撐開，而纖維布筒l反向 阻止混凝土3的膨脹，從而使纖維布筒1對混凝土3產(chǎn)生約束應(yīng)力，待混凝土3初凝后拆除鋼模 板4，混凝土在膨脹劑的作用下繼續(xù)膨脹，而纖維布筒1阻止混凝土3的膨脹，進而獲得二次 預(yù)應(yīng)力，當(dāng)混凝土3達到一定強度后進入工作狀態(tài)，即制得預(yù)應(yīng)力纖維約束混凝土構(gòu)件。
其具體施工過程包括下述步驟
a、先將高強度纖維布巻制成筒，在纖維布重疊處刷環(huán)氧樹脂膠，得到纖維布筒l，其直 徑大小及重疊層數(shù)由設(shè)計確定。b、 制作端部夾箍2，夾箍夾緊纖維布筒l，在纖維布筒1外架設(shè)鋼模板4。澆筑混凝土前 纖維布筒l中間部分處于松弛狀態(tài)，如圖l虛線所示。c、 制備混凝土，在混凝土3中加入膨脹劑，膨脹劑選用UEA膨脹劑，其重量為混凝土中 水泥重量的15%，在纖維布筒1內(nèi)澆筑混凝土3，搗實，利用混凝土3自重及振搗過程中產(chǎn)生 的擠壓力將該纖維布筒l撐開，而纖維布筒1反向阻止混凝土3的膨脹，從而使纖維布筒l對混 凝土3產(chǎn)生約束應(yīng)力，形成一次預(yù)應(yīng)力。d、 待混凝土3達到強度后撤除鋼模板4，纖維布筒1內(nèi)的混凝土3體積繼續(xù)增加，并由于 纖維布筒l的約束產(chǎn)生二次預(yù)應(yīng)力，進入工作狀態(tài)，結(jié)構(gòu)如圖3所示。本發(fā)明的實施例2: a、先將高強度纖維布巻制成筒，在纖維布重疊處刷環(huán)氧樹脂膠，得 到纖維布筒l，其直徑大小及重疊層數(shù)由設(shè)計確定。b、 制作端部夾箍2，夾箍夾緊纖維布筒l，在纖維布筒1外架設(shè)鋼模板4，在纖維布筒內(nèi) 安裝型鋼5，形成勁性預(yù)應(yīng)力纖維約束混凝土構(gòu)件，以提高混凝土構(gòu)件承受的剪力。c、 制備混凝土，在混凝土3中加入膨脹劑，膨脹劑選用UEA膨脹劑，其重量為混凝土中 水泥重量的20%，然后在纖維布筒1內(nèi)澆筑混凝土3，搗實，對纖維布筒l產(chǎn)生壓力，形成一 次預(yù)應(yīng)力。d、 待混凝土3達到強度后撤除鋼模板4，纖維布筒1內(nèi)的混凝土3體積繼續(xù)增加，并由于 纖維布筒l的約束產(chǎn)生二次預(yù)應(yīng)力，進入工作狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種預(yù)應(yīng)力纖維約束混凝土構(gòu)件的施工方法，其特征在于在制作混凝土構(gòu)件時，先將纖維布做成筒狀，然后往纖維布筒中澆注添加膨脹劑的混凝土，利用混凝土自重及振搗過程中產(chǎn)生的擠壓力將該纖維布筒撐開，而纖維布筒反向阻止混凝土的膨脹，從而使纖維布筒對混凝土產(chǎn)生約束應(yīng)力，在混凝土凝固過程中由于膨脹劑的作用混凝土繼續(xù)膨脹，使得纖維布對混凝土產(chǎn)生二次約束應(yīng)力，即制得預(yù)應(yīng)力纖維約束混凝土構(gòu)件。
2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的預(yù)應(yīng)力纖維約束混凝土構(gòu)件的施工方法，其 特征在于在制作混凝土構(gòu)件時，按下述步驟進行a、 先將纖維布巻制成筒，在纖維布重疊處刷環(huán)氧樹脂膠；b、 制作端部夾箍，夾箍夾緊纖維布筒，并按照構(gòu)件設(shè)計位置將夾箍固定在腳手架及已 完成結(jié)構(gòu)物上，然后在纖維布筒外架設(shè)鋼模板；c、 在纖維布筒內(nèi)澆筑摻有膨脹劑的混凝土，搗實，對纖維布筒產(chǎn)生壓力，形成一次預(yù) 應(yīng)力；d、 待混凝土初凝后撤除鋼模板，纖維布筒內(nèi)的混凝土由于膨脹劑的作用體積繼續(xù)增加 ，并由于纖維布筒的約束產(chǎn)生二次預(yù)應(yīng)力，進入工作狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的預(yù)應(yīng)力纖維約束混凝土構(gòu)件的施工方法，其 特征在于在步驟c中，在澆筑的混凝土內(nèi)添加膨脹劑的重量為混凝土中水泥重量的12 20%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的預(yù)應(yīng)力纖維約束混凝土構(gòu)件的施工方法，其 特征在于膨脹劑的重量為混凝土中水泥重量的15 % 。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的預(yù)應(yīng)力纖維約束混凝土構(gòu)件的施工方法，其 特征在于所述的膨脹劑為UEA膨脹劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的預(yù)應(yīng)力纖維約束混凝土構(gòu)件的施工方法，其 特征在于在步驟b中，在纖維布筒內(nèi)安裝型鋼。
7. 一種預(yù)應(yīng)力纖維約束混凝土構(gòu)件，其特征在于其構(gòu)造包括高強度纖維布巻制的纖維布筒(1)，在纖維布筒(1)的兩端設(shè)有用于夾緊纖維布筒(1)的端 部夾箍(2)，在纖維布筒(1)內(nèi)設(shè)有摻有膨脹劑的混凝土 (3)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的預(yù)應(yīng)力纖維約束混凝土構(gòu)件，其特征在于 在纖維布筒(1)內(nèi)設(shè)有型鋼(5)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種預(yù)應(yīng)力纖維約束混凝土構(gòu)件的施工方法，在制作混凝土構(gòu)件時，先將纖維布做成筒狀，然后往纖維布筒中澆注添加膨脹劑的混凝土，利用混凝土自重及振搗過程中產(chǎn)生的擠壓力將該纖維布筒撐開，而纖維布筒反向阻止混凝土的膨脹，從而使纖維布筒對混凝土產(chǎn)生約束應(yīng)力，在混凝土凝固過程中由于膨脹劑的作用混凝土繼續(xù)膨脹，使得纖維布對混凝土產(chǎn)生二次約束應(yīng)力，即制得預(yù)應(yīng)力纖維約束混凝土構(gòu)件。本發(fā)明的創(chuàng)造性在于采用預(yù)應(yīng)力約束混凝土的結(jié)構(gòu)，能大幅度提高構(gòu)件承載力及延性；采用非金屬材料作為預(yù)應(yīng)力材料將會大幅度降低結(jié)構(gòu)成本。同時省去了鋼筋混凝土構(gòu)件所需的保護層，一次性解決了耐久性的問題。
文檔編號B28B23/00GK101318352SQ200810302300
公開日2008年12月10日 申請日期2008年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月24日
發(fā)明者曹新明 申請人:貴州大學(xué)