碳纤维-FRP-钢筋复层网格海水海砂混凝土柱及方法技术

本发明专利技术公开碳纤维

【技术实现步骤摘要】
碳纤维
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FRP
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钢筋复层网格海水海砂混凝土柱及方法


[0001]本专利技术属于混凝土施工
，特别是涉及碳纤维
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FRP
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钢筋复层网格海水海砂混凝土柱及方法。

技术介绍

[0002]兴建土建工程，势必要用到大量石子、砂及水等组成混凝土材料的基本原材料，但普通混凝土中所采用的石子、砂和水主要是淡水环境下的材料，以避免普通混凝土结构中的钢筋受海洋环境下腐蚀介质侵蚀生锈并发生破坏。如在岛礁建设中采用普通混凝土结构，则需要从内陆运输大量的石子、河砂以及淡水等，运输成本极大；此外，普通钢筋混凝土结构在海洋腐蚀环境中的耐久性差，因而亟需开发适应海洋腐蚀环境混凝土结构或构件以完成相应的基础设施建设。同时，海洋环境中存在大量的海石、海砂及海水等资源，如能就地取材配置海砂海水混凝土进行建设，不仅可以减轻淡水淡砂资源短缺的问题，还可以大大降低混凝土结构的制作成本。
[0003]碳纤维是一种含碳量在95％以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料，由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料，碳纤维质量比金属铝轻，但强度高于钢铁，并具有耐腐蚀、高模量的特性。
[0004]纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer/Plastic，简称FRP)，现有CFRP、GFRP、AFRP、BFRP等。FRP复合材料是由纤维材料与基体材料(树脂)按一定的比例混合后形成的高性能型材料。质轻而硬，不导电，机械强度高，回收利用少，耐腐蚀。使用碳纤维与FRP混合材料对钢筋进行保护，能够有效解决海水对钢筋的腐蚀问题，极大的延长钢筋在海水中的使用寿命。
[0005]因此，需要设计碳纤维
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FRP
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钢筋复层网格海水海砂混凝土柱及施工方法，以为岛礁、海防及港口码头等基础设施建设提供支持。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供碳纤维
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FRP
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钢筋复层网格海水海砂混凝土柱及方法，以解决上述问题，达到解决远洋岛礁工程中结构耐腐蚀性差、构件承载力难以保证、取材不便以及建设成本花费过大等问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：碳纤维
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FRP
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钢筋复层网格海水海砂混凝土柱，包括碳纤维
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FRP外筒，所述碳纤维
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FRP外筒内侧壁固定连接有钢内筒，所述钢内筒内部同轴设置有加强筒，所述加强筒内侧壁固定连接有若干连接部，若干所述连接部沿所述加强筒内侧壁周向及轴向均匀布置，若干所述连接部远离所述加强筒的一端共同固定连接有支撑部，所述支撑部与所述加强筒同轴设置，所述加强筒侧壁开设有若干通孔，若干所述通孔沿所述加强筒侧壁周向及轴向均匀布置。
[0008]优选的，所述连接部包括中心球，所述中心球外侧壁固定连接有两个连接杆，两个所述连接杆关于所述中心球球心对称设置，一个所述连接杆远离所述中心球的一端与所述
加强筒内侧壁固定连接，另一个所述连接杆远离所述中心球的一端与所述支撑部固定连接，所述中心球外侧壁还固定连接有若干分支杆，若干所述分支杆沿所述中心球外侧壁均匀布置，所述分支杆远离所述中心球的一端固定连接有附着球。
[0009]优选的，所述支撑部包括四根纵向筋，四根所述纵向筋外侧共同固定连接有若干箍环，若干所述箍环沿所述纵向筋轴向等间隔设置，四根所述纵向筋内部共同固定连接有十字支撑架，所述纵向筋远离所述十字支撑架的一侧与所述连接杆固定连接。
[0010]优选的，所述十字支撑架与所述纵向筋过盈配合。
[0011]优选的，所述箍环与所述十字支撑架交错设置，所述十字支撑架与所述中心球对应设置。
[0012]优选的，所述碳纤维
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FRP外筒端部固定连接有包边，所述钢内筒位于所述包边内。
[0013]碳纤维
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FRP
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钢筋复层网格海水海砂混凝土柱的施工方法，包括以下步骤：
[0014]S1、预制混凝土柱骨架，根据基座尺寸及设计长度制作混凝土柱骨架；
[0015]S2、安装所述S1中制作好的混凝土柱骨架；
[0016]S3、配置混凝土填充料；
[0017]S4、混凝土柱成品养护。
[0018]优选的，所述步骤S1包括以下步骤：
[0019]S11、根据设计长度尺寸截取等长的四根所述纵向筋，在四根所述纵向筋的外侧固定焊接若干个所述箍环，然后在四根所述纵向筋的内部固定焊接若干个所述十字支撑架，所述十字支撑架与所述箍环交错设置，所述十字支撑架与所述纵向筋过盈配合；
[0020]S12、在每根所述纵向筋的外侧固定焊接若干提前制作好的所述连接部，然后在若干所述连接部的另一端共同固定焊接所述加强筒，所述连接部与所述加强筒、纵向筋间隙配合；
[0021]S13、将所述钢内筒固定在所述碳纤维
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FRP外筒内侧壁上；
[0022]S14、将所述步骤S12、S13中的半成品同轴固定安装在所述基座顶端。
[0023]优选的，所述步S3中配置混凝土填充料时，水泥、海水、海砂和海边碎石的配比为1：0.38
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0.48：1.1
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1.45：3.1
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3.3。
[0024]本专利技术具有如下技术效果：
[0025]1.本专利技术能就地取材，充分利用海砂海水等海洋资源。海水、海砂和海边碎石均能就地取材，极大降低运输成本。其中，海砂也可以为珊瑚砂，海边碎石也可以为珊瑚石。
[0026]2.适用于海洋盐蚀性环境，耐腐蚀性能好。碳纤维
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FRP外筒为碳纤维与FRP混合材料，对钢内筒进行有效保护，防止海水对钢内筒进行腐蚀，极大的延长钢内筒的使用寿命。
[0027]3.承载能力强。加强筒的通孔设置，能够对混凝土柱进行环向约束，提高了混凝土柱的轴压承载力。
[0028]4.经济实惠，节约成本。海水海砂就地取材免去了大笔的运输费用，同时本申请采用碳纤维、FRP、不锈钢等，成本较低，施工时可以有效的节约成本。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施
例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1为本专利技术整体结构示意图；
[0031]图2为图1中A
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A剖视图；
[0032]图3为图2中B的局部放大图；
[0033]图4为本专利技术加强筒结构示意图。
[0034]其中，1、碳纤维
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FRP外筒；2、钢内筒；3、加强筒；4、纵向筋；5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.碳纤维
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FRP
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钢筋复层网格海水海砂混凝土柱，其特征在于，包括碳纤维
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FRP外筒(1)，所述碳纤维
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FRP外筒(1)内侧壁固定连接有钢内筒(2)，所述钢内筒(2)内部同轴设置有加强筒(3)，所述加强筒(3)内侧壁固定连接有若干连接部，若干所述连接部沿所述加强筒(3)内侧壁周向及轴向均匀布置，若干所述连接部远离所述加强筒(3)的一端共同固定连接有支撑部，所述支撑部与所述加强筒(3)同轴设置，所述加强筒(3)侧壁开设有若干通孔(8)，若干所述通孔(8)沿所述加强筒(3)侧壁周向及轴向均匀布置。2.根据权利要求1所述的碳纤维
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FRP
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钢筋复层网格海水海砂混凝土柱，其特征在于，所述连接部包括中心球(9)，所述中心球(9)外侧壁固定连接有两个连接杆(10)，两个所述连接杆(10)关于所述中心球(9)球心对称设置，一个所述连接杆(10)远离所述中心球(9)的一端与所述加强筒(3)内侧壁固定连接，另一个所述连接杆(10)远离所述中心球(9)的一端与所述支撑部固定连接，所述中心球(9)外侧壁还固定连接有若干分支杆(11)，若干所述分支杆(11)沿所述中心球(9)外侧壁均匀布置，所述分支杆(11)远离所述中心球(9)的一端固定连接有附着球(12)。3.根据权利要求2所述的碳纤维
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FRP
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钢筋复层网格海水海砂混凝土柱，其特征在于，所述支撑部包括四根纵向筋(4)，四根所述纵向筋(4)外侧共同固定连接有若干箍环(5)，若干所述箍环(5)沿所述纵向筋(4)轴向等间隔设置，四根所述纵向筋(4)内部共同固定连接有十字支撑架(6)，所述纵向筋(4)远离所述十字支撑架(6)的一侧与所述连接杆(10)固定连接。4.根据权利要求3所述的碳纤维
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FRP
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钢筋复层网格海水海砂混凝土柱，其特征在于，所述十字支撑架(6)与所述纵向筋(4)过盈配合。5.根据权利要求4所述的碳纤维
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FRP
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钢筋复层网...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄悦，杨国涛，商怀帅，黄谦，高磊，宋军，崔洪涛，刘晓阳，尤伟杰，孟祥伦，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：