專利名稱：Frp約束活性粉末混凝土柱組合構件的制作方法
技術領域：
本實用新型是一種FRP約束活性粉末混凝土柱組合構件，該結構體系應用于結構 工程領域中建筑結構的柱體上，也可用于國防事業(yè)。
背景技術：
目前，F(xiàn)RP材料(即碳纖維聚合材料)被廣泛用于加固已有的混凝土結構體系中， 利用碳纖維布或碳纖維條帶對普通混凝土柱(混凝土強度范圍在以內)進行增強或加固 后，可形成碳纖維布混凝土組合結構體系，提高混凝土的抗拉、壓承載力，改善其延性，并有 效限制混凝土裂縫的產生?；钚苑勰┗炷?Reactive Powder Concrete，簡寫為RPC)，又 稱超高性能混凝土(Ultra High Performance Concrete，簡寫為UHPC)，由于其制作、施工 工藝的不同，使其性能和變形能力都區(qū)別于普通混凝土。但是，活性粉末混凝土也具有一定 缺陷。首先，活性粉末混凝土的變形性能較差；其次，受壓破壞屬于脆性破壞，并且沒有延性 表現(xiàn)，導致其在變形時沒有任何征兆。目前還沒有相應的混合結構體系來提高其抗壓承載 力，改善其水平位移性能，和限制活性粉末混凝土裂縫的產生。

實用新型內容本實用新型的目的在于克服了現(xiàn)有活性粉末混凝土柱的上述缺陷，提供了一種 FRP約束活性粉末混凝土柱組合構件，該組合構件提高了活性粉末混凝土的抗壓強度和柱 體的承載能力，減小了柱體的變形，提高了延性，控制了裂紋擴展速度，減小了柱體的徐變。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取了如下技術方案。本實用新型包括活性粉末 混凝土柱和包裹在活性粉末混凝土柱外表面的FRP。所述的FRP覆蓋在活性粉末混凝土柱的整個外表面。所述的FRP沿螺旋狀包裹在活性粉末混凝土柱的外表面。FRP的層數(shù)小于等于6，各層之間用膠粘接。本實用新型的制作步驟如下1)制作活性粉末混凝土構件，待構件養(yǎng)護完成以后，方可對其進行強化加固處理， 或對已有的活性粉末混凝土構件進行加固。對于有棱角的活性粉末混凝土柱體，如果在制 作時就已經考慮到要制成FRP包裹活性粉末混凝土組合構件，可在支模時預制倒角(圓弧 狀，要求倒角半徑彡IOmm)；2)在粘貼纖維材料前盡可能對柱體進行卸荷處理；3)對已完成養(yǎng)護的柱體進行施膠前的預處理。對于無棱角的柱體(如圓柱)，可 直接進入下一步操作，對于有棱角的柱體(如矩形柱)，應磨掉棱角并打磨成圓弧狀(如第 一步已預制倒角，可省去倒角處理)。如構件表層出現(xiàn)剝落、空鼓、蜂窩、腐蝕等劣化現(xiàn)象的 部位應予以鑿除，對于較大面積的劣質層在鑿除后應用環(huán)氧砂漿進行修復；4)對現(xiàn)有的養(yǎng)護完畢的柱體進行涂底膠處理，施膠時應嚴格控制使用時間，一般 情況下1小時內用完。待膠固化后(固化時間視現(xiàn)場氣溫而定，以指觸干燥為準)再進行下一工序施工。一般固化時間為2 3天。如構件表面有凹陷部位，應用專用膠找平；5)按設計要求的尺寸及層數(shù)裁剪并粘貼碳纖維布。粘貼前應預先涂抹液態(tài)樹脂 (也叫浸漬劑，使用方法與底膠相同)于待粘貼的部位，再粘貼碳纖維布，在確定所粘貼部 位無誤后，用特制滾子反復沿纖維方向滾壓，去除氣泡，并使浸漬劑充分浸透碳纖維布。多 層粘貼應重復上述步驟，待碳纖維布表面指觸干燥方可進行下一層的粘貼。在最后一層碳 纖維布的外表面均勻涂抹保護膠。碳纖維布沿纖維方向的搭接長度不得小于100mm，碳纖維 端部固定可用橫向碳纖維或粘鋼固定(壓條)。本實用新型中的FRP材料與活性粉末混凝土柱組合形成的組合柱體作為一種新 的結構體系可使其整體性能在活性粉末混凝土柱體的基礎上進一步提高，包括在構件的 靜力特性方面，提高活性粉末混凝土的抗壓強度和柱體的承載能力、及其使用性能(減小 柱體的變形，提高延性，控制裂紋擴展速度，減小柱體的徐變)；在構件的動力特性方面，提 高柱體的抗疲勞能力以及抗爆、抗撞擊、抗沖擊和抗震耗能能力(可用于國防)；在構件的 耐久性方面，由于FRP材料的阻銹能力，可防止氯離子及有害介質的侵入，故提高了柱體 的抗腐蝕能力。另外，通過將FRP材料與活性粉末混凝土梁組合也可形成新的結構體系，并 可使其性能得到提升。

圖1為FRP包裹活性粉末混凝土圓柱的水平剖面圖；圖2為FRP包裹活性粉末混凝土矩形柱的水平剖面圖；圖3為碳纖維布環(huán)向包裹活性粉末混凝土柱的正立面圖；圖4為碳纖維條帶螺旋包裹活性粉末混凝土柱的正立面圖；圖5為未約束活性粉末混凝土柱與混雜纖維包裹活性粉末混凝土的應力應變曲 線圖；圖中1、活性粉末混凝土柱，2、FRP材料，3、碳纖維條帶。
具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型作進一步說明實施例一如圖1、圖3所示，本實施例中的活性粉末混凝土柱為圓柱形，F(xiàn)RP材料包裹在活性 粉末混凝土柱的整個外表面，F(xiàn)RP材料2的層數(shù)為4層，各層之間通過膠粘接。具體制作步 驟如下a.活性粉末混凝土圓柱1直徑為600mm，高2m，極限抗壓強度為160MPa，彈性模量 為50GPa ；為了增加柱體的韌性和延性，減小其脆性，活性粉末混凝土圓柱在制備過程中加 入了體積為2%的碳纖維絲，并已攪拌均勻，碳纖維絲長度為12mm，直徑為7 μ m，養(yǎng)護方法 采用標準養(yǎng)護、熱水養(yǎng)護或蒸汽養(yǎng)護，避免采用干養(yǎng)護。b.在粘貼纖維布前盡可能對柱體進行卸荷處理；c.對已完成養(yǎng)護的柱體進行施膠前的預處理，如構件表層出現(xiàn)剝落、空鼓、蜂窩、 腐蝕等劣化現(xiàn)象的部位應予以鑿除，對于較大面積的劣質層在鑿除后應用環(huán)氧砂漿進行修 復；[0027]d.對現(xiàn)有的養(yǎng)護完畢的柱體進行涂底膠處理，施膠時應嚴格控制使用時間，一般 情況下1小時內用完。待膠固化后(固化時間視現(xiàn)場氣溫而定，以指觸干燥為準)再進行下 一工序施工。一般固化時間為2 3天。如構件表面有凹陷部位，應用專用膠進行找平；e.對柱體貼4層500mm寬的纖維布，4塊纖維布正好覆蓋整個柱體。為使纖維布 適合于加固活性粉末混凝土柱體，采用混雜碳纖維復合材料對柱體進行加固。纖維布厚度 為0. 165mm，其材料的組成及力學性能見下表表1混雜碳纖維復合材料組成及力學性能表
權利要求1.FRP約束活性粉末混凝土柱組合結構，包括活性粉末混凝土柱，其特征在于還包括 包裹在活性粉末混凝土柱外表面的FRP。
2.根據(jù)權利要求1所述的FRP約束活性粉末混凝土柱組合結構，其特征在于所述的 FRP覆蓋在活性粉末混凝土柱的整個外表面。
3.根據(jù)權利要求1所述的FRP約束活性粉末混凝土柱組合結構，其特征在于所述的 FRP沿螺旋狀包裹在活性粉末混凝土柱的外表面。
4.根據(jù)權利要求1或權利要求2或權利要求3所述的FRP約束活性粉末混凝土柱組合 結構，其特征在于=FRP的層數(shù)小于等于6，各層之間用膠粘接。
專利摘要本實用新型是一種FRP約束活性粉末混凝土柱組合結構，該結構體系應用于結構工程領域中建筑結構的柱體上，也可用于國防事業(yè)。本組合結構包括活性粉末混凝土柱以及包裹在活性粉末混凝土柱外表面的FRP材料。FRP可以覆蓋在活性粉末混凝土柱的整個外表面，也可以沿螺旋狀包裹在活性粉末混凝土柱的外表面。本組合結構提高了活性粉末混凝土的抗壓強度和柱體的承載能力，減小柱體的變形，提高了延性，控制了裂紋擴展速度，減小了柱體的徐變。
文檔編號E04C3/34GK201850701SQ20092035082
公開日2011年6月1日 申請日期2009年12月30日 優(yōu)先權日2009年12月30日
發(fā)明者肖銳, 鄧宗才 申請人:北京工業(yè)大學