[发明专利]一种钢-连续纤维复合筋ECC-混凝土复合柱/桥墩的制备方法

说明书

一种钢‑连续纤维复合筋ECC‑混凝土复合柱/桥墩的制备方法，属于建筑结构技术领域。本发明是在普通钢筋混凝土结构的基础上，用SFCB替代容易锈蚀的钢筋，同时引入具有优良的抵抗裂缝变形的能力，裂缝较小，抗拉/压能力、抗腐蚀能力强的ECC，对混凝土柱进行分段、分层设计，距柱/墩底柱截面高度h范围内为全ECC截面，距柱/墩底柱截面高度h以上高度为ECC‑混凝土复合截面，柱子内部是普通混凝土，界面区无需特殊处理技术，综合利用SFCB的耐腐蚀能力和ECC优良的抗压能力、抗侵蚀能力形成承载能力高和耐久性能好的钢‑连续纤维复合筋ECC‑混凝土复合柱/桥墩。

技术领域

本发明涉及一种建筑构件的结构及材料，尤其涉及钢-连续纤维复合筋ECC-混凝土复合柱/桥墩及其制备方法，属于建筑结构技术领域。

背景技术

钢筋混凝土结构的耐久性问题一直是土木工程领域的重要研究课题。钢筋混凝土结构中钢筋锈蚀问题十分突出，因钢筋锈蚀导致许多建筑物、桥梁提前破坏，造成巨大的经济损失。近海岸工程，钢筋混凝土柱/桥墩在海水作用下容易锈蚀，结构耐久性退化。

钢-连续纤维复合筋（Steel Fiber Composite Bar，简称SFCB）是一种以钢筋为内芯外包纵向纤维的新型增强复合材料,它同时具有强度高、延性好、弹性模量较高、稳定的二次刚度及优异的耐腐蚀性能等特点。近年来SFCB的制备工艺日渐成熟，SFCB及其应用的研究非常活跃，SFCB运用到工程实际中已成为一种趋势。

ECC（Engineered Cementitious Composite，工程用水泥基复合材料）克服了传统水泥基材料在抗拉荷载下的软化性能, 表现出与金属材料类似的伪硬化特征, 可实现传统水泥基材料单一裂纹宏观开裂发展模式向多重微细裂纹稳态开裂模式的转变, 具有显著的非线性变形、优良的韧性和能量吸收能力。

发明内容

本发明针对普通钢筋混凝土柱/桥墩在海水作用下容易锈蚀、承载能力退化、结构耐久性不足等问题，提供一种钢-连续纤维复合筋ECC-混凝土复合柱/桥墩及其制备方法，旨在提高柱/桥墩的承载力和结构耐久性。

本发明是在普通钢筋混凝土结构的基础上，用SFCB替代容易锈蚀的钢筋，同时引入具有优良的抵抗裂缝变形的能力，裂缝较小，抗拉/压能力、抗腐蚀能力强的工程用水泥基复合材料ECC，对混凝土柱进行分段、分层设计，距柱/墩底柱截面高度h范围内为全ECC截面，距柱/墩底柱截面高度h以上高度为ECC-混凝土复合截面，柱子内部是普通混凝土，界面区无需特殊处理技术，浇筑的步骤为：绑扎钢筋笼——立模板——涂刷脱模剂——将钢筋笼放入模板中——在柱截面高度h处放置挡板——浇筑ECC部分——养护硬化——中间混凝土柱可现场浇筑也可在工厂预制，综合利用SFCB的耐腐蚀能力和ECC优良的抗压能力、抗侵蚀能力形成承载能力高和耐久性能好的钢-连续纤维复合筋ECC-混凝土复合柱/桥墩。

为了实现本发明的上述目的，本发明的技术方案如下：一种钢-连续纤维复合筋ECC-混凝土复合柱/桥墩，包括柱体、纵向受压筋，其特征是，以柱体的截面高度为界限，将柱体分为底部的ECC柱、上部的ECC-混凝土复合柱，所述ECC柱与ECC-混凝土复合柱的截面尺寸相同；所述ECC-混凝土复合柱包括内部的混凝土层、外部的ECC层，所述纵向受压筋为SFCB，置于ECC层内和ECC柱内。

进一步地，所述ECC层的厚度为纵向受压筋混凝土保护层厚度的2倍。

进一步地，所述混凝土层内配筋。

进一步地，所述柱体为方形或圆形。

进一步地，所述ECC成分包括水泥、石英砂、硅灰、粉煤灰、纤维、水和减水剂；各组成成份的重量百分比为：水泥25%~35%、石英砂20%~30%、硅灰12.0%~15.0%、粉煤灰0%~35.0%、水15%~20%、减水剂0.2%~1.2%，所述纤维体积掺量为1.6%~2.4%。