[发明专利]采用海水海砂混凝土的耐海水腐蚀复合材料组合结构

说明书

技术领域

本发明涉及海洋工程技术领域，具体地，涉及一种采用海水海砂混凝土的耐海水腐蚀复合材料组合结构。

背景技术

海洋占地球表面约71％，是人类未来活动拓展的方向。我国是海洋大国，海洋面积约300万平方公里，有大小岛屿约5000多个，大陆岸线1.8万公里。进入新世纪，我国的海洋开发不断加速，预计到2050年海洋产业将成为我国国民经济支柱产业之一，海洋产业的相关技术及其基础理论是我国中长期科技发展规划中的战略重点。更为紧迫的是，我国的海洋主权面临着日益严峻的挑战，领海内有大量海岛急需建设永久性建筑以彰示主权，通过工程建设来保障海疆主权已成为当前刻不容缓的任务。因此，亟需开展面向海洋的工程建设技术研究。

海洋工程建设面临着极苛刻的自然腐蚀环境，根据所处的环境可分为近海、海岸、海岛和海上等，都不同程度的承受着氯离子侵蚀、干湿交替、湿热、冻融等环境作用。钢材在潮湿和高氯离子浓度的环境中极易腐蚀，这成为海洋环境中长期服役的钢结构和钢筋混凝土结构的一个普遍而无法回避的问题。调研表明，大部分海洋钢筋混凝土结构都存在严重的腐蚀问题，例如：对我国南部沿海18座码头调查，发现有16座存在明显腐蚀，其中有9座受到严重腐蚀；对我国东南沿海22座码头调查，其中有55.6％的码头的梁和板存在腐蚀；对我国北方沿海14座码头的66个泊位调查，发现所有泊位都受到了腐蚀的侵害。采用耐腐蚀的材料是解决这一问题的主要途径之一。复合材料由是碳纤维、玻璃纤维等增强材料与树脂基体复合而成的非金属材料，具有天生的耐腐蚀能力，现有的研究已表明氯盐环境对其性能没有显著影响，是适合海洋环境的结构材料。

对于海上和海岛建设，还面临着原材料长距离运输、施工装备缺少、淡水和辅材缺乏、维护周期长等施工难题。我国南海上的岛屿离岸距离最远超过1500km，东海上的岛屿离岸距离最远约为530km，如果从陆地上运送水泥、钢材等建材，并在建设点进行海水淡化、海砂和粗骨料的无氯化处理，将耗费大量的时间的成本；可用的机械装备也有限，施工难度大；建成后维护修补材料也需要从陆地上运输。而复合材料的比重较小，仅为钢材的20-25％，并具有较高的强度和成型方便的优点，便于运输和施工，在海洋条件下使用可降低建造难度。

另一方面，我国2013年水泥产量已达到24.1亿吨，绝大部分用于工程建设中的混凝土，据此计算，每年我国将消耗超过100亿吨砂石骨料(相当于10年就挖平泰山)和20亿立方米淡水(相当于密云水库库容)，这给我国的陆地资源和环境带来很大负担。自然界中海水和海砂的量非常巨大，但由于海水和海砂会造成钢筋锈蚀引起结构破坏，目前无法直接用于混凝土中。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。

为此，本发明提出一种采用海水海砂混凝土的耐海水腐蚀复合材料组合结构，所述采用海水海砂混凝土的耐海水腐蚀复合材料组合结构传力明确、性能稳定、便于施工。

根据本发明实施例的采用海水海砂混凝土的耐海水腐蚀复合材料组合结构，包括：多个海水海砂混凝土复合材料组合柱，多个所述海水海砂混凝土复合材料组合柱间隔开布置，所述的海水海砂混凝土复合材料组合柱包括复合材料管和复合材料拉挤型材，多个所述复合材料拉挤型材分别设在多个所述复合材料管内并通过海水海砂混凝土固定，所述复合材料拉挤型材具有至少一个分支板；多个复合材料拉挤型材梁，每个所述复合材料拉挤型材梁的两端分别与两个所述复合材料管内的两个所述分支板相连；连接件，所述连接件与所述分支板和所述复合材料拉挤型材梁相连以将所述复合材料拉挤型材梁安装在所述内嵌的复合材料拉挤型材上；以及多个复合材料拉挤型材板，多个所述复合材料拉挤型材板铺设在多个所述复合材料拉挤型材梁上。

根据本发明实施例的采用海水海砂混凝土的耐海水腐蚀复合材料组合结构，在复合材料管内设置复合材料拉挤型材，大大提高了采用海水海砂混凝土的耐海水腐蚀复合材料组合结构中海水海砂混凝土复合材料组合柱的抗压弯性能，结构设计巧妙，构造合理，传力明确、性能稳定、便于施工，在岛礁和海上建造该结构时，可以就地取材，即海水、海砂都不需经过无氯化处理，可直接从海中取材用于配置海水海砂混凝土，大大降低了建造过程中的碳排放量，减少了材料的运输量和运输成本。

另外，根据本发明实施例的采用海水海砂混凝土的耐海水腐蚀复合材料组合结构，还可以具有如下附加的技术特征：