[发明专利]一种用于GFRP筋混凝土裂缝控制的基体及其制作方法

说明书

技术领域

本发明属于筋混凝土裂缝控制的技术领域，具体而言涉及一种用于GFRP筋混凝土裂缝控制的基体及其制作方法。

背景技术

FRP筋作为一种已经研究较为成熟的筋材，但国内在一些民用建筑、公共建筑中一直没有得到广泛的推广使用。然而FRP筋有着质量轻、抗拉强度高、抗腐蚀、耐疲劳及无需定期维护、好的耐久性和可靠性、抗电磁干扰等优势。但由于GFRP材料弹性模量仅40GPa左右，所以GFRP筋混凝土结构受力开裂裂缝过宽，难以满足现行规范要求，严重阻碍了该项技术在混凝土配筋应用方面的推广。然而，在混凝土添加纤维对延缓混凝土结构开裂及提高混凝土韧性有较好的作用。在国际上，通常制备ECC材料来改善基体材料的韧性，ECC通常是以水泥、粉煤灰、石英砂作为基体, 用外添加剂和纤维做增强材料，在纤维体积掺量小于2%的情况下,其极限拉应变通常在3%~7%的范围内，但在推广上存在问题是性价比过低，只能在一些特殊建筑物中使用。按本发明制备的纤维混凝土比ECC材料每立方便宜300至500元,又能有效的控制GFRP筋混凝土裂缝开展，因此，研究GFRP纤维混凝土结构，对于推广GFRP材料的应用和对桥梁工程、港口码头未来建设有巨大的意义。国内对于GFRP筋混凝土结构研究，2000 年高丹盈等人通过对62 根GFRP 筋混凝土梁和钢筋混凝土梁对比，得出配筋率对GFRP 抗裂承载力的影响有限，但在配筋范围内抗弯承载力随着配筋率的增加而增加，并建立了抗裂弯矩和抗弯承载力的计算方法。2007 年翁春光通过5根GFRP 梁和1 根钢筋混凝土梁的对比，得出了GFRP混凝土梁的设计一般受容许裂缝宽度及挠度的控制，提出了GFRP 筋混凝土梁开裂弯矩公式。在公式推导中，把梁看出均质体，而GFRP 筋弹性模量约为混凝土两倍，假设不尽合理。2011年周继凯、王海玲在《GFRP筋混凝土受弯构件设计方法试验研究 》文章中建立了GFRP筋混凝土构件的力学特性， 1）GFRP筋混凝土受弯构件正截面受弯破坏前有明显预兆，如挠度大、裂缝宽等，适筋配筋破坏过程中表现出了较好的延性。2）建立了GFRP筋混凝土受弯构件正截面承载力的计算公式、裂缝宽度计算公式、挠度计算公式及实用设计方法，建议正常使用极限状态以挠度值作为控制标准，为今后建立设计规程提供参考。3）指出采用面积等代方法设计GFRP筋混凝土受弯构件正截面承载能力是安全、高效的，给出了不满足正常使用极限状态时验算放宽标准。4）配箍率、剪跨比、纵筋配筋率是影响GFRP筋混凝土受弯构件斜截面抗剪承载力的主要因素，配箍率对承载力影响最大，剪跨比影响其破坏形式，抗剪承载力随着剪跨比的增大减小。5）建立了GFRP筋混凝土受弯构件斜截面承载力、裂缝宽度、开裂荷载的计算公式。6）进行了GFRP筋混凝土结构施工工艺探讨，指出了现场弯折加工注意因素，总结了GFRP筋直筋、弯曲筋的锚固长度和GFRP筋现场搭接长度设计参数。现有技术中对于研究GERP筋混凝土的裂缝控制措施研究不是很多。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种能对GERP筋混凝土的裂缝做到很好控制的基体及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：提供一种用于GFRP筋混凝土裂缝控制的基体，其组成及重量配比为：水泥15%~30%、水5%~15%、粉煤灰5%~15%、砂子20%~40%、粗骨料15%~30%、减水剂0.1%~1%和改性聚丙烯单丝纤维0.23%~0.6%。

进一步地，还包括粗骨料，所述粗骨料为连续连续级配，粒径范围为5~16mm，且每立方混凝土粗骨料掺量不超过560kg。

进一步地，所述减水剂为聚羧酸高效减水剂。

进一步地，所述水泥和粉煤灰为胶凝材料，所述水与胶凝材料的质量比值在0.2~0.4。

进一步地，所述基体的组成及重量配比为：水泥20.57%、水11.75%、粉煤灰8.81%、砂子34.72%、粗骨料23.11%、减水剂0.48%、改性聚丙烯单丝纤维0.56%。

本发明提供的一种用于GFRP筋混凝土裂缝控制的基体的制作方法，采用纤维先掺法，包括以下步骤：

步骤一、按重量配合比称量出所需的水泥、粉煤灰、砂子、粗骨料、减水剂和纤维；

步骤二、将砂子和粗骨料加入搅拌机，启动搅拌机，搅拌1-2分钟；再加入水泥和粉煤灰，搅拌1-2分钟后，边搅拌，边手动加入纤维，使纤维均匀分布；加完纤维后，再搅拌6分钟，使纤维分散均匀；

步骤三、将减水剂加入水中，适当搅拌，向搅拌桶里缓慢加水，加完水以后，再搅拌3-5分钟。

本发明的有益效果：