[发明专利]高性能的海工钛筋混凝土支撑装置及制备工艺

说明书

本发明提供一种高性能的海工钛筋混凝土支撑装置及其制备工艺，海工钛筋混凝土支撑装置，例如护墙或者立柱建筑构件，包括混凝土基材以及包裹在基材中的钛合金筋结构。优选的，钛合金筋结构采用钛合金棒材，交织地形成增强支撑，浇筑在混凝土基材中。本发明采用钛合金筋材形成混凝土基材的增强结构，提高整体建筑构件的耐腐蚀性能和稳定性，提高使用寿命。

技术领域

本发明涉及海工混凝土支撑结构技术领域，具体而言涉及一种高性能的海工钛筋混凝土支撑装置，例如支护板(墙)、墩桩以及铺装板等，以及其制备工艺。

背景技术

海工混凝土是指海洋工程用的混凝土，应用在海洋环境下的桥墩、墩桩、支撑护板(护墙)等，通常采用钢筋混凝土结构，浇筑成混凝土柱、混凝土墙等，或者采用预制结构的支撑板，钢筋通常以主钢筋+辅助钢筋，交织成网状以及多层或者多层交叉式结构等形式，与混凝土浇筑成整体结构。

然而，在海水环境介质环境下，会对传统钢筋混凝结构产生侵蚀作用，由于长期受到海水的冲击、强腐蚀性的环境下钢筋混凝结果容易开裂，甚至出现断裂和崩塌的现象，有极大的安全隐患。钢筋混凝土失效的主要原因在于内部钢筋被腐蚀，腐蚀产物膨胀从而造成基体产生裂纹，从而降低安全性能和使用寿命。

发明内容

本发明目的在于提供一种高性能的海工钛筋混凝土支撑装置及其制备工艺，旨在通过采用钛合金筋结构替代传统的钢筋结构，显著增强耐腐蚀性，提高使用寿命和安全性。

为达成上述目的，本发明提出一种高性能的海工钛筋混凝土支撑装置，包括混凝土基材以及包裹在基材中的钛合金筋结构，所述钛合金筋结构采用直径范围在5mm-60mm的钛合金棒材，交织地形成增强支撑，浇筑在混凝土基材中。

进一步的实施例中，所述钛合金棒材为钛铁合金棒材。

进一步的实施例中，所述钛合金棒材为钛铁硼合金棒材。

进一步的实施例中，所述钛合金棒材中的钛金属重量比大于等于95％。

进一步的实施例中，所述钛合金筋结构包括至少一层交织成的网状筋结构。

进一步的实施例中，所述钛合金筋结构包括多层网状交织形成的笼式骨架结构。

进一步的实施例中，所述钛合金棒材为α+β钛合金，其中的α相等轴组织的体积分数大于等于95％。

进一步的实施例中，所述的海工钛筋混凝土支撑装置包括板式支撑机构或者墩桩式支撑装置。

进一步的实施例中，所述混凝土基材包括水泥、砂石、矿物掺合料以及减水剂形成的混合物。

根据本发明的改进，还提出一种高性能的海工钛筋混凝土支撑装置的制备工艺，包括：

采用钛合金棒材作为筋材，通过交织形成网状筋结构或者笼式骨架筋结构；

将制备好的混凝土基材浇筑到所述网状筋结构或者笼式骨架筋结构。

通过以上本发明的技术方案，其显著的优点在于：

1、采用高强度耐腐蚀的钛合金，替代传统的钢筋使用来增强海工混凝土内增强结构的耐腐蚀性能和强度，提高整体的安全性和耐腐蚀性，延长使用寿命；

2、采用的钛合金，选用α+β钛合金，α相等轴组织的体积分数占据绝对多数，保证加入混凝土的增强材料在拉伸性能、握裹力、耐蚀性以及弯曲性能上达到传统的钢筋混凝土的性能，完全替代传统的钢筋增强材料结构，极大的提高使用寿命；

3、采用新型的钛合金增强结构，与传统的钢筋或者带肋钢筋不同,钛合金的焊接、冷加工不会导致耐蚀性能变化，确保在后期加工，例如后期通过焊接的方式进行维护的工作中，钛合金的腐蚀性能不会改变。

附图说明