[发明专利]一种PVC-FRP管型钢混凝土组合柱的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于土木工程技术领域，具体涉及一种PVC-FRP管型钢混凝土组合柱的制备方法，该组合柱适用于桥梁、海洋平台、工业厂房、以及高层建筑中的柱结构。

背景技术

21世纪的中国各类工程建设，从高层建筑到大跨结构，从现代桥梁到地下工程，不仅规模宏伟、投资力度巨大，而且建设势头迅猛、关键技术越来越复杂。确保这些工程结构的先进性、安全性和耐久性，无疑是我国结构工程科技工作者的基本使命和首要任务。因此，结构工程的发展对结构体系的创新提出了迫切的需求。

钢筋混凝土结构是最常见的结构形式之一，主要存在以下缺点：结构自重大；结构截面尺寸大；施工不方便，需要支模、拆模等工序；承载力低；耐久性能差。钢管混凝土结构是组合结构的主要形式之一，主要通过钢管对混凝土的约束作用提高其承载力和延性，主要存在以下缺点：钢管易锈蚀；后期维修和加固费用大；介电性能差，易导致混凝土开裂；受电磁波影响较大。

工程实践表明，FRP能够适应现代工程结构向大跨、高耸、重载、高强和轻质发展以及承受恶劣条件的需要，符合现代施工技术的工业化要求。因而正被越来越广泛地应用于桥梁、各类民用建筑、海洋和近海、地下工程等结构中。有两种新的FRP方法在新型结构体系中得到应用：FRP管混凝土结构和FRP筋混凝土结构。FRP管混凝土结构存在以下缺点： FRP管造价高；性能不稳定（包括长期的耐久性和维修）；在工程结构中应用较少。而FRP箍筋混凝土结构存在以下缺点：承载力提高效果差；延性较差；混凝土受力不均匀。

发明内容

本发明针对现有组合柱中存在的技术问题，提供一种PVC-FRP管型钢混凝土组合柱的制备方法，该制备方法具体步骤如下：

（1）选择合适直径的PVC管，并对PVC管表面进行处理；

（2）在PVC管的表面预涂底层胶；

（3）将FRP布浸透环氧树脂，按照一定的环箍间距在PVC管表面缠绕FRP布制成PVC-FRP管；

（4）在PVC-FRP管内配置型钢和钢筋；

（5）在PVC-FRP管内浇筑混凝土，制成PVC－FRP型钢混凝土组合柱。

本发明具有以下优点：

（1）FRP材料的利用率高，节约材料；

（2）承载力高，截面尺寸小，质量轻，耐久性能好；

（3）PVC-FRP管可充当模板，省去了支模、拆模等工序，缩短施工周期；

（4）介电性性能好，受电磁波影响很小；

（5）结构整体性能好。

本发明所制备的组合柱具有承载力高、延性和耐久性好、施工方便、质量轻等优点，具有广阔的应用前景和发展空间。这种新的结构形式将为新型结构体系创新和现代结构向高强、质轻、安全、耐久性好等方面发展奠定基础。

附图说明

图 为PVC-FRP管型钢混凝土组合柱的示意图。

图中：1—PVC管；2—FRP布；3—型钢；4—纵筋；5—箍筋；6—混凝土。

具体实施方式

（1）根据承载力的要求，选择合适截面尺寸的PVC管1（PVC管内压达到1Mpa以上），对PVC管1表面进行清洗，除去表面的灰尘和杂物，并使表面充分干燥。

（2）把粘结剂和固化剂按一定比例准确称量后放入容器内，用搅拌器搅拌均匀，形成环氧树脂（粘结剂：固化剂=3：1）。用滚筒均匀地将其刷于PVC管表面，然后才能进行下道工序的施工。

（3）将FRP材料充分浸透环氧树脂，根据承载力设计的FRP环箍间距和条带宽度缠绕FRP布2，缠绕过程中不断挤压，以保证FRP布2和PVC管1之间结合紧密，缠绕过程中不允许产生气泡；整个缠绕过程重复进行，直到达到所需要的纤维层数（缠绕层数根据承载力确定）；FRP布缠好后，为增强FRP布2和PVC管1的整体性，在最外层FRP布缠完后，刷一遍环氧树脂；PVC－FRP管在室温下养护一段时间，直到环氧树脂硬化，形成PVC－FRP管。

（4）根据承载力要求，参照我国相关的设计规范确定所需要配置型钢3的种类和截面尺寸，以及所需纵筋4和箍筋5的用量，并绑扎钢筋笼。

（5）在PVC－FRP管内，对型钢3进行定位，保证PVC-FRP管、型钢3和钢筋笼的重心重合；在PVC-FRP管浇筑混凝土6，养护至规定时间，形成PVC-FRP管型钢混凝土组合柱。