一種混雜frp網(wǎng)格增強ecc及用于加固混凝土結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種混雜FRP網(wǎng)格增強ECC及用于加固混凝土結(jié)構(gòu)，屬于建筑領域。超高韌性混凝土中包括混雜纖維筋網(wǎng)格，所述的混雜纖維筋指碳纖維筋、芳綸纖維筋、高強玻璃纖維筋、玄武巖纖維筋或聚乙烯醇纖維筋中的任意兩種；混雜纖維筋網(wǎng)格為兩種纖維筋依次間隔放置在一層平面上，然后在其上的另外方向上再放置一層依次間隔的兩種纖維筋，兩種纖維筋形成交叉的網(wǎng)格。采用混雜FRP網(wǎng)格增強ECC加固鋼筋混凝土梁、板、剪力墻和柱等或素混凝土工程?；祀sFRP網(wǎng)格與單一纖維FRP網(wǎng)格相比，可提高加固結(jié)構(gòu)的變形能力、抗震性能和耐久性。
【專利說明】—種混雜FRP網(wǎng)格增強ECC及用于加固混W土結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明的目的在于提供了一種混雜纖維聚合物FRP增強超高韌性混凝土(ECC)加固混凝土結(jié)構(gòu)的新技術(shù)和新材料，適用于混凝土構(gòu)件(梁、板、剪力墻、柱)加固維護和性能提升，屬于建筑【技術(shù)領域】。
【背景技術(shù)】
[0002]超高韌性水泥基復合材料ECC(EngineeredCementitious Composites,簡稱ECC)是一種基于細觀力學設計的先進復合材料，用水泥、摻合料和砂為基體，高性能纖維為增韌材料的高韌性、高抗裂材料，其極限拉伸應變到達2-3%，最大可達到5%，為普通高性能混凝土的300~500倍，為鋼筋屈服應變的15~20倍。ECC達到極限拉伸應變時，裂縫寬度僅為50~80 ii m，甚至小于50 u m,且具有應變硬化和多裂縫開展特性。
[0003]ECC獨特的超韌性、高抗裂性能，徹底改變了傳統(tǒng)混凝土脆性大、易開裂的狀況，可以用于開發(fā)新的水泥制品(如水泥電桿)、結(jié)構(gòu)抗震與加固、橋梁與道路工程、海洋采油平臺和眾多結(jié)構(gòu)的加固與維護。
[0004]混雜FRP網(wǎng)格為將碳纖維、聚乙烯醇纖維、芳綸纖維、耐堿玻璃纖維或玄武巖纖維筋等高性能纖維筋按照間隔放置，然后用環(huán)氧膠粘結(jié)而形成的交叉網(wǎng)絡，網(wǎng)格的節(jié)點之間不會錯動，完全不同于土工布之類的網(wǎng)格材料?；祀sFRP網(wǎng)格在繼承傳統(tǒng)單一 FRP材料高強度、輕質(zhì)、耐腐蝕等優(yōu)點的基礎上，彌補了單一 FRP延性不足的缺點，混雜FRP與混凝土具有著良好的錨固和機械咬合作用，很好地解決了界面剝離及滑移問題，而且由于其內(nèi)埋式的使用方式，在耐久性、防火性方面均得到了極大的提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

`[0005]本發(fā)明的目的在于提供了一種混雜FRP網(wǎng)格增強ECC用于加固混凝土結(jié)構(gòu)的技術(shù)和新材料。用該材料加固混凝土結(jié)構(gòu)，可顯著提高抗震性能、承載力和變形能力。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案:
[0007]本發(fā)明一種混雜FRP網(wǎng)格增強ECC，超高韌性混凝土中包括混雜纖維筋網(wǎng)格，所述的混雜纖維筋指碳纖維筋、芳綸纖維筋、高強玻璃纖維筋、玄武巖纖維筋或聚乙烯醇纖維筋中的任意兩種?；祀s纖維筋網(wǎng)格為兩種纖維筋依次間隔放置在一層平面上，然后在其上的另外一個方向上再放置一層依次間隔的兩種纖維筋，兩種纖維筋形成交叉的網(wǎng)格。
[0008]所述的混雜纖維筋網(wǎng)格中纖維筋的角度有多種，也即網(wǎng)格的形狀，如正方形、菱形的等。
[0009]所述的超聞朝性混凝土是指具有超聞朝性、聞抗裂和聞耐久性的水泥基復合材料。
[0010]一種混雜FRP網(wǎng)格增強ECC用于加固混凝土結(jié)構(gòu)的方法，具體制作步驟包括如下:
[0011]I)按照設計要求，確定混雜纖維筋網(wǎng)格中纖維筋的直徑、間距和纖維筋的夾角，將兩種纖維筋依次間隔放置在一層平面上，然后在其上另外一個方向上如垂直等再放置一層依次間隔的兩種纖維筋，兩種纖維筋形成交叉的網(wǎng)格，其中各交點是用環(huán)氧膠粘結(jié)在一起，兩種纖維筋表面均有噴砂，運至工地；
[0012]2)將需要加固的混凝土結(jié)構(gòu)(如混凝土墻、板、梁或柱)表面砂漿打磨掉，露出骨料，涂環(huán)氧膠底膠，然后在其上固定牢靠加工好的混雜纖維網(wǎng)格；
[0013]3)按照設計要求拌合超高韌性混凝土(ECC)，流動性滿足施工要求，強度滿足設計要求。
[0014]4)將拌合好的超高韌性混凝土(ECC)噴射、現(xiàn)澆或抹在固定有混雜纖維筋網(wǎng)格的地方，超高韌性混凝土(ECC)厚度根據(jù)設計要求，F(xiàn)RP的超高韌性混凝土保護層12-20_。
[0015]5 )對ECC進行保濕養(yǎng)護。
[0016]同傳統(tǒng)的鋼筋混凝土相比，F(xiàn)RP網(wǎng)格由于低磁性，可以用于醫(yī)院、實驗室等對磁性要求很高的特殊建筑。FRP網(wǎng)格使用方便，施工簡單迅捷，可用于各種構(gòu)件，特別適用于板、墻和梁等。纖維筋網(wǎng)格增強超高韌性混凝土是一種新型復合材料，是一種可以按照實際應用需求進行加工和控制的定向新型復合材料。它是由多軸纖維編織網(wǎng)和精細抗裂高韌性水泥基復合材料結(jié)合而成的，采用碳纖維、芳綸纖維、玻璃纖維、聚乙烯醇纖維和玄武巖纖維筋等作為加強材料。
[0017]采用該技術(shù)的優(yōu)點:
[0018]1、FRP網(wǎng)格具有高抗腐蝕、高耐久的特點，比用鋼筋具有更高的耐久性。
[0019]2、加固外墻、柱和梁、樓板，可以克服鋼筋加固形成熱橋的不足。
[0020]3、FRP網(wǎng)格的間距可`以根據(jù)需要設計，做得較小，有效控制既有混凝土裂縫開展，減小裂縫寬度。
[0021]4、FRP網(wǎng)格中FRP直徑可以根據(jù)結(jié)構(gòu)承載力的要求，變細或變粗。
[0022]5、FRP網(wǎng)格可用于加固受腐蝕的工廠廠房、海洋環(huán)境、橋梁等結(jié)構(gòu)。
[0023]6, FRP由于低磁性，可以用于醫(yī)院等對磁性有嚴格要求的特殊建筑。
[0024]7、混雜FRP網(wǎng)格的延性明顯優(yōu)于單一 FRP網(wǎng)格。
[0025]8、混雜FRP網(wǎng)格角度可根據(jù)設計需要變化，以充分利用FRP的強度和變形能力。
[0026]9、ECC的抗裂性能優(yōu)越，與FRP網(wǎng)格的握裹性能良好。
[0027]10、ECC與既有混凝土的界面粘結(jié)性能優(yōu)越，可以確保加固部分與舊結(jié)構(gòu)協(xié)同工作。
[0028]11、EEC具有良好的抗震性能、耗能能力強，是抗震加固的理想材料。
[0029]因此，一種混雜FRP網(wǎng)格增強ECC用于加固混凝土結(jié)構(gòu)綜合了混雜FRP網(wǎng)格和超高韌性混凝土 ECC的優(yōu)點，具有很好的抗震性能、良好的變形性能及耐腐蝕性能，將在地震地區(qū)橋梁、超高層建筑、大跨結(jié)構(gòu)等工程，或在海洋環(huán)境、受化學腐蝕的結(jié)構(gòu)工程中具有推廣應用價值，可以用于混凝土結(jié)構(gòu)的抗震加固維護，也可以用于對電磁性要求嚴格的建筑結(jié)構(gòu)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1為碳纖維、聚乙烯醇纖維二種混雜纖維FRP網(wǎng)格及加固混凝土結(jié)構(gòu)。
[0031]圖2為芳綸纖維、耐堿玻璃纖維二種混雜纖維FRP網(wǎng)格加固混凝土結(jié)構(gòu)。[0032]圖3為碳纖維與玄武巖纖維二種混雜纖維FRP網(wǎng)格加固混凝土結(jié)構(gòu)。
【具體實施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明，但本發(fā)明并不限于以下實施例。
[0034]實施例1
[0035]現(xiàn)結(jié)合附圖1對本發(fā)明作進一步說明:首先按照設計要求工廠制備混雜纖維網(wǎng)格；將待加固混凝土結(jié)構(gòu)表面處理干凈，涂環(huán)氧底膠(界面劑)；固定纖維FRP網(wǎng)格；在混雜FRP網(wǎng)格周圍澆筑、噴射或抹超高韌性混凝土。
[0036]本實施例中的FRP網(wǎng)格中纖維筋的直徑12mm，混雜FRP網(wǎng)格為碳纖維、聚乙烯醇纖維二種混雜纖維增強FRP。為了提高FRP與ECC的界面粘結(jié)強度，可以在FRP束表面做噴砂處理。
[0037]超高韌性混凝土抗壓強度40_45MPa。
[0038]碳纖維抗拉強度4420MPa，彈性模量2.0 X IO5MPa,延伸率1.7% ;聚乙烯醇纖維抗拉強度1420MPa，彈性模量1.6 X IO5MPa,延伸率4.9%。
[0039]纖維筋角度為±55°、土45°。
[0040]ECC保護層厚度為20mm。
[0041]用本實例I的材料，加固鋼筋混凝土梁，當梁截面尺寸為300mmX450mm，長度為2300mm時，加固比未加固鋼筋混凝土梁的承載力提高39.4%，延性指標提高48.9%，極限荷載時撓度減少28.2%.[0042] 實施例2:
[0043]除了混雜纖維不同于實施例1以外，其余相同。結(jié)合圖2進行說明。
[0044]本實施例中的FRP網(wǎng)格中纖維筋的直徑12mm，混雜FRP網(wǎng)格為芳綸纖維、耐堿玻璃纖維二種混雜纖維筋。
[0045]超高韌性混凝土抗壓強度40_45MPa。
[0046]芳綸纖維抗拉強度2420MPa，彈性模量1.8 X IO5MPa,延伸率2.2% ;耐堿纖維抗拉強度2210MPa,彈性模量1.7 X IO5MPa,延伸率3.8%。
[0047]纖維筋角度為±45°。
[0048]ECC保護層厚度為20mm。
[0049]也可換成圖3所示的碳纖維與玄武巖纖維網(wǎng)格增強超高韌性混凝土加固混凝土結(jié)構(gòu)的形式。
[0050]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術(shù)人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
【權(quán)利要求】
1.一種混雜FRP網(wǎng)格增強ECC，其特征在于，超高韌性混凝土中包括混雜纖維筋網(wǎng)格，所述的混雜纖維筋指碳纖維筋、芳綸纖維筋、高強玻璃纖維筋、玄武巖纖維筋或聚乙烯醇纖維筋中的任意兩種；混雜纖維筋網(wǎng)格為先兩種纖維筋依次間隔放置在一層平面上，然后在其上再另一方向放置一層依次間隔的兩種纖維筋，兩種纖維筋形成交叉的網(wǎng)格。
2.按照權(quán)利要求1的一種混雜FRP網(wǎng)格增強ECC，其特征在于，所述的混雜纖維筋網(wǎng)格中纖維筋的角度有多種。
3.—種混雜FRP網(wǎng)格增強ECC用于加固混凝土結(jié)構(gòu)的方法，具體制作步驟包括如下: ，1)按照設計要求，確定混雜纖維筋網(wǎng)格中纖維筋的直徑、間距和纖維筋的夾角，將兩種纖維筋依次間隔放置在一層平面上，然后在其上另一方向再放置一層依次間隔的兩種纖維筋，兩種纖維筋形成交叉的網(wǎng)格，其中各交點是用環(huán)氧膠粘結(jié)在一起，兩種纖維筋表面均有噴砂,運至工地； ，2)將需要加固的混凝土結(jié)構(gòu)表面砂漿打磨掉，露出骨料，涂環(huán)氧膠底膠，然后在其上固定牢靠已經(jīng)加工好的混雜纖維網(wǎng)格； ，3)按照設計要求拌合超高韌性混凝土(ECC)，流動性滿足施工要求，強度滿足設計要求。 ，4 )將拌合好的超高韌性混凝土( ECC )噴射、現(xiàn)澆或抹在固定有混雜纖維筋網(wǎng)格的地方，超高韌性混凝土(ECC)厚度根據(jù)設計要求，F(xiàn)RP的超高韌性混凝土保護層12-20_。 ， 5)對ECC進行保 濕養(yǎng)護。
【文檔編號】C04B14/38GK103496865SQ201310422386
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月16日
【發(fā)明者】鄧宗才 申請人:北京工業(yè)大學