[发明专利]一种新型FRP-钢管-环氧树脂-海砂混凝土承压构件

说明书

技术领域

本发明属于工程结构领域，具体涉及一种新型FRP-钢管-环氧树脂-海砂混凝土承压构件。

背景技术

结构耐久性问题是一项十分重要和迫切需要解决的问题，受到各界的广泛关注，特别在沿海和近海地区，结构由于受到海洋环境的侵蚀，导致耐久性问题尤为突出。应用于沿海和近海地区的钢管或钢管混凝土结构，钢管腐蚀问题比较严峻，目前常见的防腐措施通常为镀锌或涂漆，但防腐材料每年会有一定损失量，达到一定年限后需要重新镀锌或涂漆，经济消耗较大。由于河沙资源的日益紧缺，采用海砂配置成的海砂混凝土，越来越多的被应用于实际工程当中。但海砂中的氯离子会对钢筋腐蚀产生催化作用，因此工程中应用的海砂要严格控制氯离子含量，如果处理不当，将导致结构面临严重的耐久性问题，造成严重的经济损失和安全隐患。在钢管中填充海砂混凝土，由于混凝土处于密闭环境，导致氯离子腐蚀钢管所需要的氧气和水分得不到补充，使得腐蚀程度逐渐削弱。因此钢管海砂混凝结构与普通混凝土结构相比，更有利于海砂混凝土的应用。FRP材料由于具有强度高和耐腐蚀等诸多有点，在工程修复加固和新建建筑方面得到广泛应用。当承受轴压为主的荷载时，钢管与混凝土之间有无粘结对钢管混凝土的受力性能无明显影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够应用于沿海和近海地区的结构耐久性能优良的新型FRP-钢管-环氧树脂-海砂混凝土承压构件。

本发明采用的技术方案为：

在钢管的内表面涂覆环氧树脂层，并在钢管内部填充海砂混凝土，在钢管的外表面包覆FRP材料层。

所述钢管的横截面为圆形、正方形或长方形。

所述钢管为冷弯、焊接或无缝结构用钢管。

本发明的有益效果为：

该构件主要承受轴压为主的荷载。由于环氧树脂将钢管与混凝土隔离开来，钢管与混凝土之间无粘结，但作为承压构件，该构件具有普通钢管海砂混凝土构件的优点，即钢管对混凝土有约束作用，提高混凝土强度和延性，混凝土限制了钢管的局部屈曲，钢管充当混凝土浇筑模板，施工比较方便。但与普通钢管海砂混凝土构件相比，有其自身优势，即钢管与FRP通过环氧树脂紧密粘接在一起，使混凝土受到钢管与FRP的双重约束，其强度和延性进一步提高，钢管不直接接触外部环境，而是由耐久性能好的FRP接触外部环境，使得整个结构耐久性能显著提高。虽然普通钢管海砂混凝土构件能减缓海砂中氯离子对钢管腐蚀，但无法彻底消除腐蚀现象，而在钢管内表面涂环氧树脂，海砂混凝土和钢管隔绝开来，则不存在海砂中氯离子对钢管的腐蚀问题，降低了海砂混凝土的安全隐患，促进了海砂混凝土的应用。此新型构件应用于沿海和近海等高腐蚀地区，具有良好的经济和环境效益。

附图说明

图1至图3分别是横截面为圆形、正方形、长方形的本发明结构的平面图；

图4为图1的立体示意图。

图中标号：

1-FRP材料层，2-钢管，3-环氧树脂层，4-海砂混凝土。

具体实施方式

本发明提供了一种新型FRP-钢管-环氧树脂-海砂混凝土承压构件，下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

该构件的结构为：在钢管2的内表面涂覆环氧树脂层3，并在钢管2内部填充海砂混凝土4，在钢管2的外表面包覆FRP材料层1。钢管2的横截面可以采用圆形(图1和图4)、正方形(图2)或长方形(图3)。钢管2可以采用冷弯、焊接或无缝结构用钢管。

由于钢管2外包覆FRP材料层1，避免钢管2直接与外界环境接触，显著提高了其耐久性；同时钢管2内表面涂覆环氧树脂层3，使海砂混凝土4和钢管2隔绝开来，不存在海砂中氯离子对钢管的腐蚀作用，降低了海砂混凝土4的安全隐患，促进了海砂混凝土的应用。此构件应用于沿海和近海等高腐蚀地区，承受以轴压为主的荷载，具有良好的经济和环境效益。