[发明专利]防止钢筋锈胀导致混凝土开裂的套管及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种防止钢筋锈胀导致混凝土开裂的套管及方法，属于土木工程技术领域。

背景技术

钢筋锈蚀是影响混凝土结构耐久性的重要因素。由于混凝土配置原料中不可避免的含有氯离子等有害物质，钢筋的初始锈蚀几乎不可避免。钢筋锈蚀后，锈蚀物造成体积膨胀，会导致包裹在钢筋外围的混凝土开裂。混凝土开裂后，外界有害物质会更容易侵入钢筋界面，造成钢筋锈蚀更加严重。因此，研究一种可以避免混凝土开裂导致钢筋进一步锈蚀的方法是非常重要的。

目前的钢筋防锈方法大多是直接对钢筋进行处理，如对钢筋涂刷防锈漆、钢筋外加电流阴极保护或对钢筋外表面进行电镀处理等。但涂刷防锈漆会减小钢筋与混凝土之间的粘结应力，降低钢筋与混凝土的协同工作性能；钢筋外加电流阴极保护的操作复杂，且需要永久消耗电能；钢筋表面电镀处理大大增加了成本，只适合局部使用。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种防止钢筋锈胀导致混凝土锈胀开裂的套管及方法，套管能够在设计使用寿命内防止钢筋锈胀导致混凝土开裂，增强钢筋混凝土构件的耐久性。

为了解决上述技术问题，本发明提供的防止钢筋锈胀导致混凝土开裂的套管，包括一圆筒状套管，沿所述套管的筒壁设有螺旋状镂空，碳纤维束呈螺旋状缠绕在套管的侧面上，碳纤维束的两端分别锚固在套管的两个端面上。

优选地，所述套管的两端各设有一个定位凹槽，所述碳纤维束的两端分别定位在所述定位凹槽中并锚固在套管的端面上。

进一步地，所述套管筒壁内沿长度方向预埋一根钢棒，所述钢棒两端均露出套管的端面，形成左伸出部和右伸出部，所述左伸出部和右伸出部均带有螺纹，所述碳纤维束的两端分别缠绕在左伸出部和右伸出部上，并由螺母紧固。

更进一步地，所述碳纤维束在左伸出部和右伸出部上的缠绕方向与所述螺母的拧紧方向一致。

更进一步地，所述钢棒的直径为所述套管筒壁壁厚的1/3。

优选地，所述套管采用细骨料混凝土或等强度的水泥砂浆预制。

优选地，所述螺旋状镂空的螺距与所述碳纤维束的缠绕螺距相同。

本发明还提供了一种防止钢筋锈胀导致混凝土开裂的方法，其包括以下步骤：

1)在多根纵筋的外围绑扎一圈箍筋；

2)在每根纵筋上套上一根预制好的套管；所述套管为圆筒状，沿所述套管的筒壁设有螺旋状镂空，碳纤维束呈螺旋状缠绕在套管的侧面上，碳纤维束的两端分别锚固在套管的两个端面上；

3)在所述纵筋的外围再绑扎下一圈箍筋，使所述套管位于相邻的两圈箍筋之间；

4)在每根纵筋上再套上一根套管；

5)依次重复上述步骤1)至4)，形成由多根纵筋和多圈箍筋构成的钢筋笼；

6)在钢筋笼上浇筑混凝土。

优选地，每根套管的长度L、外径D₁及内径D₂采用如下公式计算：

L＝s-d′-10

D₁＝3d+3

D₂＝d+3

式中，

s——箍筋间距；

d′——箍筋直径；

d——纵筋直径。

本发明的套管，利用碳纤维丝束高抗拉强度、高弹性模量及其良好的耐久性能，在钢筋发生初始锈蚀后碳纤维丝束被动受拉，控制混凝土锈胀裂缝的产生和发展。本发明的防止钢筋锈胀导致混凝土开裂的方法中，采用如上结构的套管，其利用碳纤维丝束为包裹在钢筋外围的混凝土提供持久约束力。

附图说明

图1为本发明的钢筋笼结构的示意图。

图2为本发明套管的截面图。

图3为图2的左视图。

图4为本发明套管结构示意图。

图5为套管左端部的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的方案进一步说明。