玄武巖纖維板混凝土組合梁及其制備方法和梁式橋的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及橋梁工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及玄武巖纖維板混凝土組合梁及其制備 方法和梁式橋。
【背景技術(shù)】
[0002] 玄武巖纖維，是玄武巖石料在1450 °C~1500°C熔融后，通過鉑銠合金拉絲漏板 高速拉制而成的連續(xù)纖維。玄武巖纖維在許多方面都表現(xiàn)出優(yōu)異的性能：1.化學(xué)性能，玄 武巖纖維含有K20、Mg0和Ti02，使得玄武巖纖維具有比無堿玻璃纖維更好的耐酸性、耐堿 性和耐水能力；2.物理性能，玄武巖屬于難熔礦石，熔化溫度在1500°C以上，燒結(jié)溫度達(dá) 1060°C，使得玄武巖纖維具有優(yōu)異的耐高溫和耐低溫性能，普通玄武巖纖維的有效使用溫 度范圍為-260°C~700°C，特種玄武巖纖維可達(dá)982°C，其使用溫度范圍大大超過其它類別 纖維材料，玄武巖纖維的吸音系數(shù)大于玻璃纖維等其它纖維，是一種理想的隔音材料，玄武 巖纖維還具有優(yōu)良的絕熱性能和電絕緣性能，是一種理想的保溫材料和電絕緣電子材料； 3.機(jī)械力學(xué)性能，玄武巖纖維的抗拉強(qiáng)度與無堿玻璃纖維及碳纖維相當(dāng)，其彈性模量是無 堿玻璃纖維的1. 5倍，是高強(qiáng)S玻璃纖維的1. 9倍，從綜合機(jī)械力學(xué)性能來看，玄武巖纖維 是介于碳纖維與玻璃纖維之間的一種纖維，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于聚丙烯等化纖和木纖，是一種理想的 復(fù)合材料加強(qiáng)纖維；4.玄武巖纖維還具有優(yōu)異的高溫穩(wěn)定性，隨著溫度升高，其各項(xiàng)力學(xué) 性能、物理和化學(xué)性能的下降幅度均小于無堿玻璃纖維。此外，玄武巖纖維的生產(chǎn)工藝產(chǎn)生 的廢棄物少，對環(huán)境污染小，產(chǎn)品廢棄后可直接轉(zhuǎn)入生態(tài)環(huán)境中，無任何危害，因而是一種 名副其實(shí)的綠色、環(huán)保材料。
[0003]梁式橋是以受彎為主的主梁作為承重構(gòu)件的橋梁。按照主梁的靜力體系，分為簡 支梁橋、連續(xù)梁橋和懸臂梁橋；按照主梁的橫截面型式，可分為板形橋、肋板橋和箱形橋； 按照主梁的材質(zhì)，可分為木橋、鋼筋混凝土梁橋和預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋等。隨著科技進(jìn)步，多 數(shù)梁式橋采用鋼筋混凝土梁或預(yù)應(yīng)力混凝土梁作為主梁使用。鋼筋混凝土梁或預(yù)應(yīng)力混凝 土梁中，用鋼筋綁扎成或焊接成鋼筋籠作為骨架，主要承擔(dān)主梁所受載荷的拉力部分，混凝 土作為基體材料，主要承擔(dān)主梁所受載荷的壓力部分。隨著科技進(jìn)步，鋼筋作為一種傳統(tǒng)的 金屬材料，逐漸體現(xiàn)出不足：1.與眾多新型材料相比，其強(qiáng)度等力學(xué)性能較低，導(dǎo)致鋼筋混 凝土梁的力學(xué)性能較低；2.鋼筋的耐蝕性差，容易腐蝕；3.鋼筋的上限使用溫度較低，在高 溫下容易軟化；4.鋼筋的高溫穩(wěn)定性較差，隨著環(huán)境溫度升高其各項(xiàng)性能指標(biāo)下降幅度較 大；5.鋼筋是鐵質(zhì)金屬材料，而混凝土是主含二氧化硅的無機(jī)材料，二者的相容性較差，上 述幾點(diǎn)不足均會減小鋼筋混凝土梁的使用性能和使用壽命。
[0004]因此，如何利用具有優(yōu)良性能的玄武巖纖維克服目前鋼筋混凝土梁存在的問題是 目前本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種玄武巖纖維板混凝土組合梁，該玄武巖纖維 板混凝土組合梁以玄武巖纖維板作為底板，其上固定有玄武巖纖維筋構(gòu)成的玄武巖纖維筋 籠，混凝土以此玄武巖纖維筋籠作為增強(qiáng)材料，玄武巖纖維板與混凝土層結(jié)合緊密，沒有鋼 筋等金屬材料，從而解決了鋼筋混凝土梁存在的問題，進(jìn)一步提高了梁的使用性能和使用 壽命。本發(fā)明的另一目的是提供一種玄武巖纖維板混凝土組合梁的制備方法。本發(fā)明還有 一個(gè)目的是提供一種使用上述玄武巖纖維板混凝土組合梁的拱式橋。
[0006] 為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：
[0007] -種玄武巖纖維板混凝土組合梁，包括由下到上的玄武巖纖維板以及混凝土層， 所述混凝土層中包括玄武巖纖維筋籠，所述玄武巖纖維筋籠與所述玄武巖纖維板固定連 接。
[0008] -種玄武巖纖維板混凝土組合梁的制備方法，包括以下步驟：
[0009] 1)固定玄武巖纖維板，所述玄武巖纖維板上固定連接有多根與所述玄武巖纖維板 垂直的垂直玄武巖纖維筋，將多根與所述玄武巖纖維板平行的平行玄武巖纖維筋與多根所 述垂直玄武巖纖維筋固定連接構(gòu)成玄武巖纖維筋籠；
[0010] 2)以所述步驟1)中玄武巖纖維板為底模板，安裝側(cè)模板與頂模板形成容納所述 玄武巖纖維筋籠的空腔，然后在所述側(cè)模板和頂模板內(nèi)表面涂抹脫模劑；
[0011] 3)往所述空腔內(nèi)澆筑混凝土；
[0012] 4)養(yǎng)護(hù)所述混凝土；
[0013] 5)拆除所述側(cè)模板和頂模板，得到玄武巖纖維板混凝土組合梁。
[0014] 3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟1)中玄武巖纖維板的 制備方法為
[0015] 1)將玄武巖纖維加工成玄武巖纖維紗線，將所述玄武巖紗線加工成具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 的玄武巖纖維板狀織物；
[0016] 2)在模具內(nèi)表面噴涂脫模劑，然后將步驟1)得到玄武巖纖維板狀織物放置在模 具內(nèi)，往所述玄武巖纖維板狀織物內(nèi)填充熱固性樹脂粉末；
[0017] 3)打開模具的加熱功能，將熱固性樹脂粉末熔化成熱固性樹脂液體，然后保溫一 定時(shí)間，使得熱固性樹脂液體充分浸潤玄武巖纖維板狀織物；
[0018] 4)關(guān)閉模具的加熱功能，使熱固性樹脂液體冷卻固化；
[0019] 5)拆除模具，得到玄武巖纖維板。
[0020] 優(yōu)選的，所述玄武巖纖維中直徑為0. 6ym~0.9ym的玄武巖纖維的質(zhì)量百分比 為60%~70%，直徑為3ym~5ym的玄武巖纖維的質(zhì)量百分比為30%~40%。
[0021] 優(yōu)選的，所述玄武巖纖維板狀織物的厚度為1.5cm~3cm，其中網(wǎng)格的直徑為 80um~ 120um〇
[0022] 優(yōu)選的，所述模具包括加熱箱和設(shè)置于所述加熱箱上的4塊側(cè)面板，4塊所述側(cè)面 板相互連接與所述加熱箱構(gòu)成一個(gè)上面開口的箱體，所述加熱箱上設(shè)置有使得導(dǎo)熱油流入 的進(jìn)油口和使得導(dǎo)熱油流出的出油口，所述進(jìn)油口通過油栗與導(dǎo)熱油池連通，所述出油口 通過管道與導(dǎo)熱油池連通，所述加熱箱的4個(gè)側(cè)面與底面的外側(cè)均包裹厚度為50mm~80mm 的保溫棉。
[0023] 優(yōu)選的，質(zhì)量百分比70%~80%的所述熱固性樹脂粉末的粒度大于等于325目， 所述熱固性樹脂為環(huán)氧樹脂或酚醛樹脂。
[0024] 優(yōu)選的，所述熱固性樹脂液體的保溫溫度為220°C~260°C，保溫時(shí)間為20min~ 40min〇
[0025] 優(yōu)選的，所述步驟1)中玄武巖纖維筋通過浸漬有熱固性樹脂液體的玄武巖纖維 布與所述玄武巖纖維板連接，當(dāng)所述熱固性樹脂液體固化后，使得所述玄武巖纖維筋固定 在所述玄武巖纖維板上。
[0026] -種梁式橋，包括主梁，所述主梁為上述方案所述的玄武巖纖維板混凝土組合梁 或上述方案所制備的玄武巖纖維板混凝土組合梁。
[0027] 本發(fā)明的有益技術(shù)效果為：
[0028] 1.本發(fā)明以玄武巖纖維板作為玄武巖纖維板混凝土組合梁的底板，以玄武巖纖維 筋構(gòu)成的玄武巖纖維筋籠作為混凝土的骨架，二者結(jié)合組成一個(gè)一體的、立體的梁用骨架， 由于玄武巖纖維具有多種優(yōu)良性能，使得由玄武巖纖維制成的玄武巖纖維板和玄武巖纖維 筋同樣具有較高的強(qiáng)度、硬度、隔音、防火、保溫、耐酸耐堿以及高溫穩(wěn)定性等性能，從而解 決了鋼筋混凝土梁存在的問題，使得玄武巖纖維板混凝土組合梁具有較高的使用性能和使 用壽命，能夠在建筑、橋梁等多個(gè)領(lǐng)域廣泛使用。
[0029] 2.本發(fā)明采用特殊的玄武巖纖維板制備方法：先將玄武巖纖維加工成玄武巖纖 維紗線，再將玄武巖紗線加工成具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的玄武巖纖維板狀織物，利用熱固性樹脂粉 末加熱固化，得到玄武巖纖維板。雖然原料仍然為玄武巖纖維，但在制板前對其進(jìn)行了預(yù)處 理，將松散的、相互之間沒有連接的玄武巖纖維加工成玄武巖纖維紗線，再將玄武巖纖維紗 線加工成具有一定形狀的、立體的、多層網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的玄武巖纖維板狀織物，提高了玄武巖纖 維之間相互連接，使得玄武巖纖維板狀織物能夠更