[发明专利]改善FRP管与纤维混凝土结合界面的结构及其制备方法

说明书

本发明提供一种改善FRP管与纤维混凝土结合界面的结构及其制备方法，包括FRP管、玻璃纤维网布、纤维混凝土柱和底层固定基座，玻璃纤维网布通过铆钉锚固在FRP管底部，并紧贴底面且背离轴心方向沿着FRP管侧壁竖直向上延伸，所述底层固定基座浇筑在FRP管底部，纤维混凝土柱在底层固定基座向上分层浇筑，玻璃纤维网布通过拉力作用在纤维混凝土柱中定向运动。本发明以一定顺序对玻璃纤维网布施加有向的作用力，使之产生滑移以改善FRP管与混凝土结合界面处纤维的分布情况，改善了FRP管与纤维混凝土的粘结情况及纤维混凝土边壁由于纤维边壁效应引起的多缝开裂现象，提升了FRP管与核心混凝土结合的工作性能。

技术领域

本发明属于混凝土制备技术领域，具体涉及改善FRP管与纤维混凝土结合界面的结构及其制备方法。

背景技术

近年来，FRP管（Fiber Reinforced Plastic，纤维增强复合材料）混凝土组合柱在建筑、桥梁以及地下结构中应用广泛，目前国内外对于短切纤维增强水泥基材料进行了大量研究，并且取得了一定的进展，比如通过掺入各种纤维或对纤维进行表面处理来增强纤维混凝土的性能，以及使用连续长纤维来抑制混凝土表面开裂的情况，然而，短切纤维束增强混凝土虽然能有效提高FRP管混凝土的延性和变形能力，但不具备定向承载能力，连续长纤维改善混凝土容易开裂的现象会导致结构的耐久性降低；如今对短切纤维的利用停留在搅拌后的随机无序排布上，但在混凝土振捣过程中纤维混凝土内部纤维会由于边壁效应而积聚在FRP管内壁，这会打破纤维的随机排布原则，增大多缝开裂现象出现的可能性，从而导致FRP管与混凝土的粘结性能下降，粘结性能的下降会导致荷载作用下FRP管混凝土柱力学性能严重降低。

耐碱玻璃纤维网布经过拉挤技术可以让砂浆渗入纤维束中与混凝土更好结合，协助提升混凝土抗裂性能与抗拉强度，现行的对纤维网布的拉挤技术操作简易，效果明显，但由于浆体对纤维束的约束作用使拉挤技术无法完全发挥其工作效果，特别是在流动性不大的混凝土砂浆中，单纯的拉挤技术无法有效地使水泥砂浆从集料间隙中渗入到纤维束中。

发明内容

本发明的第一目的是解决现有技术存在的问题与不足，提供一种改善FRP管与纤维混凝土结合界面的结构，可以使积聚在FRP管内壁的无序短切钢纤维产生一定旋转量与偏移量，改善纤维排布方向，使其趋向于与玻璃纤维网布同向，发挥协同作用，有效提升纤维混凝土柱与FRP管之间的粘结能力。

本发明的第二目的是提供一种改善FRP管与纤维混凝土结合界面的结构的制备方法。

本发明采用以下技术方案：

一种改善FRP管与纤维混凝土结合界面的结构，包括FRP管、玻璃纤维网布、纤维混凝土柱和底层固定基座，玻璃纤维网布固定在FRP管底部，紧贴FRP管底面，并且沿着FRP管侧壁竖直向上延伸，所述玻璃纤维网布可使FRP管内壁的纤维混凝土柱内部纤维产生旋转或偏移，改善纤维排布方向，使纤维混凝土柱内部纤维趋向于与玻璃纤维网布同向，发挥协同作用，所述底层固定基座浇筑在FRP管底部，纤维混凝土柱浇筑在底层固定基座上。

进一步的，所述玻璃纤维网布为耐碱玻璃纤维网布，数量为八块，相邻耐碱玻璃纤维网布间距为30mm；所述玻璃纤维网布的网格大小为30mm*30mm。

进一步的，所述玻璃纤维网布通过铆钉锚固在FRP管底部；所述玻璃纤维网布的锚固点与FRP管壁的距离为30mm。

进一步的，所述玻璃纤维网布在混凝土柱中斜向排布，使玻璃纤维网布内部方形网格的边线与纤维混凝土柱的轴心呈45°夹角。

进一步的，所述纤维混凝土柱的内部纤维为平均长度在30mm以上的钢纤维。

进一步的，所述底层固定基座为与混凝土成分相同的水泥砂浆，厚度为30-50mm。

一种改善FRP管与纤维混凝土结合界面的结构的制备方法，包括以下步骤：