[实用新型]FRP约束活性粉末混凝土柱组合构件

说明书

技术领域

本实用新型是一种FRP约束活性粉末混凝土柱组合构件，该结构体系应用于结构工程领域中建筑结构的柱体上，也可用于国防事业。 

背景技术

目前，FRP材料(即碳纤维聚合材料)被广泛用于加固已有的混凝土结构体系中，利用碳纤维布或碳纤维条带对普通混凝土柱(混凝土强度范围在以内)进行增强或加固后，可形成碳纤维布混凝土组合结构体系，提高混凝土的抗拉、压承载力，改善其延性，并有效限制混凝土裂缝的产生。活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete，简写为RPC)，又称超高性能混凝土(Ultra High Performance Concrete，简写为UHPC)，由于其制作、施工工艺的不同，使其性能和变形能力都区别于普通混凝土。但是，活性粉末混凝土也具有一定缺陷。首先，活性粉末混凝土的变形性能较差；其次，受压破坏属于脆性破坏，并且没有延性表现，导致其在变形时没有任何征兆。目前还没有相应的混合结构体系来提高其抗压承载力，改善其水平位移性能，和限制活性粉末混凝土裂缝的产生。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服了现有活性粉末混凝土柱的上述缺陷，提供了一种FRP约束活性粉末混凝土柱组合构件，该组合构件提高了活性粉末混凝土的抗压强度和柱体的承载能力，减小了柱体的变形，提高了延性，控制了裂纹扩展速度，减小了柱体的徐变。 

为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案。本实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覆盖在活性粉末混凝土柱的整个外表面。 

所述的FRP沿螺旋状包裹在活性粉末混凝土柱的外表面。 

FRP的层数小于等于6，各层之间用胶粘接。 

本实用新型的制作步骤如下： 

1)制作活性粉末混凝土构件，待构件养护完成以后，方可对其进行强化加固处理，或对已有的活性粉末混凝土构件进行加固。对于有棱角的活性粉末混凝土柱体，如果在制作时就已经考虑到要制成FRP包裹活性粉末混凝土组合构件，可在支模时预制倒角(圆弧状，要求倒角半径≥10mm)； 

2)在粘贴纤维材料前尽可能对柱体进行卸荷处理； 

3)对已完成养护的柱体进行施胶前的预处理。对于无棱角的柱体(如圆柱)，可直接进入下一步操作，对于有棱角的柱体(如矩形柱)，应磨掉棱角并打磨成圆弧状(如第一步已预制倒角，可省去倒角处理)。如构件表层出现剥落、空鼓、蜂窝、腐蚀等劣化现象的部位应予以凿除，对于较大面积的劣质层在凿除后应用环氧砂浆进行修复； 

4)对现有的养护完毕的柱体进行涂底胶处理，施胶时应严格控制使用时间，一般情况下1小时内用完。待胶固化后(固化时间视现场气温而定，以指触干燥为准)再进行下一工序施工。一般固化时间为2～3天。如构件表面有凹陷部位，应用专用胶找平； 

5)按设计要求的尺寸及层数裁剪并粘贴碳纤维布。粘贴前应预先涂抹液态树脂(也叫浸渍剂，使用方法与底胶相同)于待粘贴的部位，再粘贴碳纤维布，在确定所粘贴部位无误后，用特制滚子反复沿纤维方向滚压，去除气泡，并使浸渍剂充分浸透碳纤维布。多层粘贴应重复上述步骤，待碳纤维布表面指触干燥方可进行下一层的粘贴。在最后一层碳纤维布的外表面均匀涂抹保护胶。碳纤维布沿纤维方向的搭接长度不得小于100mm，碳纤维端部固定可用横向碳纤维或粘钢固定(压条)。 

本实用新型中的FRP材料与活性粉末混凝土柱组合形成的组合柱体作为一种新的结构体系可使其整体性能在活性粉末混凝土柱体的基础上进一步提高，包括：在构件的静力特性方面，提高活性粉末混凝土的抗压强度和柱体的承载能力、及其使用性能(减小柱体的变形，提高延性，控制裂纹扩展速度，减小柱体的徐变)；在构件的动力特性方面，提高柱体的抗疲劳能力以及抗爆、抗撞击、抗冲击和抗震耗能能力(可用于国防)；在构件的耐久性方面，由于FRP材料的阻锈能力，可防止氯离子及有害介质的侵入，故提高了柱体 的抗腐蚀能力。另外，通过将FRP材料与活性粉末混凝土梁组合也可形成新的结构体系，并可使其性能得到提升。 

附图说明

图1为FRP包裹活性粉末混凝土圆柱的水平剖面图； 

图2为FRP包裹活性粉末混凝土矩形柱的水平剖面图； 

图3为碳纤维布环向包裹活性粉末混凝土柱的正立面图； 

图4为碳纤维条带螺旋包裹活性粉末混凝土柱的正立面图； 

图5为未约束活性粉末混凝土柱与混杂纤维包裹活性粉末混凝土的应力应变曲线图；