【技术实现步骤摘要】
本申请涉及装配式浮体，更具体地说，它涉及一种高强纤维增强复合材料及装配式海洋浮体结构。
技术介绍
1、海洋资源开发是沿海国家重要的战略需求，而要充分满足这一需求，就有必要在海洋中开拓适合人类居住的生产、生活基地。浮式人工岛是目前很多国家重点研究的海洋课题，这种人工岛的主体结构为浮体，能够克服传统人工岛需要填海造陆的弊端，对海洋生态环境的损害较小，而且这种浮体也能够应用于海洋消浪堤、海上漂浮式光伏发电、海上漂浮式风力发电等海洋工程中，具有广阔的应用前景。
2、日本mega-float技术研究协会(tram)曾于1995年至2000年对海洋浮体结构进行了大量研究，经过一系列设计和验证性试验后建成了100×(60-120)×3m的超大型浮式机场，并进行了飞机起降试验，该项目证明了使用箱式浮体建设海洋浮体结构的可行性。上世纪90年代，美国海军工程服务中心(nfesc)开展的mob(mobile offshore base)项目探索了海洋浮体的模块化，提出了铰接、柔性桥连接、分离式等多种浮体连接形式。公告号为cn218559121u的中国专利公开了一种漂浮式海上光伏板用浮箱，由多个浮箱单元组装而成，浮箱单元包括薄壳结构、发泡内胆和桁架结构，薄壳结构由混凝土浇筑成型，薄壳结构浸泡在海水中提供浮力。发泡内胆设置在薄壳结构内部，桁架结构设置在薄壳结构顶部，桁架结构在不同的浮箱单元之间进行刚性连接。在该技术中，薄壳结构需要由抗压强度100mpa以上的超高性能混凝土浇筑而成，并在内部埋设有钢丝笼。相关技术中有一种强度能够达到100mpa
3、针对上述中的相关技术，专利技术人认为，对于海洋浮体结构而言，浮体需要长期浸泡在海水中。如果按照相关技术中的配方进行超高性能混凝土的配制，并将这种超高性能混凝土用来制造浮体的外壳，那么在经过海水的长时间浸泡之后，不仅混凝土的强度会出现显著下降，而且钢丝笼、钢纤维还会出现严重的锈蚀，导致海洋浮体结构难以保持良好的力学性能。
技术实现思路
1、相关技术中，海水的长时间浸泡会使得混凝土的强度显著下降，并使得钢丝笼、钢纤维还会出现严重的锈蚀，导致海洋浮体结构难以保持良好的力学性能。为了改善这一缺陷，本申请提供一种高强纤维增强复合材料及装配式海洋浮体结构。
2、第一方面，本申请提供一种高强纤维增强复合材料，采用如下的技术方案：
3、一种高强纤维增强复合材料，包括混凝土基体和frp筋，所述frp筋埋设于混凝土基体中，所述混凝土基体包括如下重量份的原料组分：石膏矿渣水泥260-280份，硅酸盐水泥300-320份，硅灰100-120份，frp再生料56-60份，碎石961-981份，河砂589-609份，水152-156份，减水剂48-62份，防水剂6.5-8.8份，所述frp再生料为废弃frp的粉碎产物。
4、通过采用上述技术方案，本申请将混凝土基体和frp筋进行了组合，得到了高强纤维增强复合材料。frp筋与相关技术中的钢丝笼相比，不仅不存在锈蚀的问题，而且强度完全足以为混凝土基体提供支撑，从而克服了相关技术中的钢丝笼在海水环境中容易锈蚀的缺陷。除了使用frp筋，本申请还在混凝土基体的配方中以frp再生料替代了钢纤维。frp再生料中含有大量的高强度非金属纤维，这些纤维能够在混凝土基体中起到补强增韧的作用，而且充分克服了钢纤维在海洋环境中易锈蚀的缺陷，并实现了frp废弃物的再利用。针对海水中的离子容易侵蚀混凝土基体中的水泥石，造成混凝土强度下降的问题，本申请在混凝土基体的配方体系中减少了硅酸盐水泥的占比，并新加入了石膏矿渣水泥作为补偿。石膏矿渣水泥中的水泥熟料含量较低，在海水中不易受到侵蚀。再者，石膏矿渣水泥水化产生的aft能够通过体积膨胀提高混凝土基体的密实度，再配合防水剂和硅灰的加入，能够对混凝土基体中的毛细孔进行有效的封堵，从而减少了海水的渗透，使得海水对混凝土基体的侵蚀减轻。综上所述，本申请的高强纤维复合材料不仅减少了钢丝笼、钢纤维的腐蚀，而且还能够阻碍海水对混凝土基体的侵蚀，克服了相关技术中的缺陷。通过将本申请的高强纤维增强复合材料制成海洋浮体结构的外壳，能够使浮体结构的外壳在长时间浸泡海水后仍然能够具备较好的力学性能，有利于海洋浮体结构的长期服役。
5、作为优选，所述硅灰的比表面积为15000-20000m2/kg。
6、通过采用上述技术方案，本申请限定了硅灰的比表面积范围，在上述范围内，硅灰的加入能够对海水的渗透起到一定的阻碍作用，从而使混凝土基体在长期浸泡海水之后具备较好的力学性能。
7、作为优选，所述硅灰的比表面积为18000-20000m2/kg。
8、通过采用上述技术方案，本申请进一步优选了硅灰的比表面积范围，有助于充分阻碍海水的渗透，使得混凝土基体在长期浸泡海水之后仍然具备较好的力学性能。
9、作为优选，所述混凝土基体的原料组分还包括煅烧煤矸石粉，所述煅烧煤矸石粉的用量为硅灰重量的32-48％，所述煅烧煤矸石粉按照如下方法制备：
10、将煤矸石破碎后得到煤矸石渣，将煤矸石渣在680-820℃的煅烧温度条件下煅烧2-6h，等待煤矸石渣冷却后取出磨细，得到煅烧煤矸石粉。
11、通过采用上述技术方案，本申请在混凝土基体中新加入了煅烧煤矸石粉，按照本申请限定的煅烧条件，能够得到具有一定火山灰活性的煅烧煤矸石粉。煅烧煤矸石粉在水化后产生大量不易被海水侵蚀的c-s-h凝胶，c-s-h凝胶能够发挥填充作用，令混凝土基体的微观结构更加密实，有助于减少海水的渗透和侵蚀，使得混凝土基体在长期浸泡海水之后仍然具备较好的力学性能。
12、作为优选，所述煤矸石渣在730-770℃的煅烧温度条件下进行煅烧处理。
13、通过采用上述技术方案，本申请优选了煤矸石渣的煅烧温度，有助于改善煅烧煤矸石粉的水化活性，从而减少了海水的渗透和侵蚀，使得混凝土基体在长期浸泡海水之后仍然具备较好的力学性能。
14、作为优选，所述煤矸石渣的煅烧时间为3-4.5h。
15、通过采用上述技术方案，本申请优选了煤矸石渣的煅烧时间，有助于改善煅烧煤矸石粉的水化活性，从而减少了海水的渗透和侵蚀，使得混凝土基体在长期浸泡海水之后仍然具备较好的力学性能。
16、作为优选，所述防水剂选用氯化铁防水剂、硬脂酸钙防水剂中的一种。
17、通过采用上述技术方案，氯化铁防水剂和硬脂酸钙防水剂均可在混凝土基体中发挥防水作用，其中氯化铁防水剂除了防水之外，还能够提供一定量的氯离子。氯化铁防水剂提供的氯离子能够与混凝土基体在水化反应中产生的水化铝酸钙结合为水化氯铝酸钙，在提供一定强度的同时减少了混凝土基体内可与海水中的氯离子反应的组分含量，使得混凝土基体在长期浸泡海水之后仍然本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高强纤维增强复合材料，其特征在于，包括混凝土基体和FRP筋，所述FRP筋埋设于混凝土基体中，所述混凝土基体包括如下重量份的原料组分：石膏矿渣水泥260-280份，硅酸盐水泥300-320份，硅灰100-120份，FRP再生料56-60份，碎石961-981份，河砂589-609份，水152-156份，减水剂48-62份，防水剂6.5-8.8份，所述FRP再生料为废弃FRP的粉碎产物。
2.根据权利要求1所述的高强纤维增强复合材料，其特征在于，所述硅灰的比表面积为15000-20000m2/kg。
3.根据权利要求2所述的高强纤维增强复合材料，其特征在于，所述硅灰的比表面积为18000-20000m2/kg。
4.根据权利要求1所述的高强纤维增强复合材料，其特征在于，所述混凝土基体的原料组分还包括煅烧煤矸石粉，所述煅烧煤矸石粉的用量为硅灰重量的32-48%，所述煅烧煤矸石粉按照如下方法制备：
5.根据权利要求4所述的高强纤维增强复合材料，其特征在于，所述煤矸石渣在730-770℃的煅烧温度条件下进行煅烧处理。
6.
7.根据权利要求1所述的高强纤维增强复合材料，其特征在于，所述防水剂选用氯化铁防水剂、硬脂酸钙防水剂中的一种。
8.根据权利要求1所述的高强纤维增强复合材料，其特征在于，所述混凝土基体的原料组分还包括稻壳灰，所述稻壳灰的用量为硅灰重量的10-20%。
9.根据权利要求8所述的高强纤维增强复合材料，其特征在于，所述稻壳灰的用量为硅灰重量的16-20%。
10.一种装配式海洋浮体结构，其特征在于，包括箱体(1)、支架(2)和平台(3)，所述箱体(1)上设置有连接件(7)，所述连接件(7)用于实现两个装配式海洋浮体结构之间的连接，所述箱体(1)由权利要求1-9任一所述的高强纤维增强复合材料制成，所述支架(2)固定连接在箱体(1)顶端，所述平台(3)固定连接在支架(2)背离箱体(1)的一端，所述箱体(1)上开设有注射孔(5)和排气孔(6)，所述箱体(1)内填充有聚氨酯发泡材料。
...【技术特征摘要】
1.一种高强纤维增强复合材料，其特征在于，包括混凝土基体和frp筋，所述frp筋埋设于混凝土基体中，所述混凝土基体包括如下重量份的原料组分：石膏矿渣水泥260-280份，硅酸盐水泥300-320份，硅灰100-120份，frp再生料56-60份，碎石961-981份，河砂589-609份，水152-156份，减水剂48-62份，防水剂6.5-8.8份，所述frp再生料为废弃frp的粉碎产物。
2.根据权利要求1所述的高强纤维增强复合材料，其特征在于，所述硅灰的比表面积为15000-20000m2/kg。
3.根据权利要求2所述的高强纤维增强复合材料，其特征在于，所述硅灰的比表面积为18000-20000m2/kg。
4.根据权利要求1所述的高强纤维增强复合材料，其特征在于，所述混凝土基体的原料组分还包括煅烧煤矸石粉，所述煅烧煤矸石粉的用量为硅灰重量的32-48%，所述煅烧煤矸石粉按照如下方法制备：
5.根据权利要求4所述的高强纤维增强复合材料，其特征在于，所述煤矸石渣在730-770℃的煅烧温度条...
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