[发明专利]一种FRP筋海水海砂混凝土梁的钢筋增强结构

说明书

本发明公开了一种FRP筋海水海砂混凝土梁的钢筋增强结构，本发明在FRP筋海水海砂混凝土梁底部加装了GFRP管包裹的钢筋混凝土，在GFRP的包裹下，钢筋混凝土结构避免了钢筋的腐蚀，同时提高了FRP筋海水海砂混凝土梁的刚度与破坏时的延性，避免其发生脆性破坏。

技术领域

本发明涉及一种FRP筋海水海砂混凝土梁的钢筋增强结构，能够应用于土木工程领域。

背景技术

随着建筑业的快速发展，混凝土作为工程建设中最常用的建筑材料，其产量逐年增加，混凝土主要是由水泥、砂石骨料和水等拌合而成。建筑业对自然资源的大量消耗，必然会导致资源短缺和环境污染的问题，使用海水、海砂替代拌合水和河砂，对着今后的可持续发展有着重要的意义。

随着建筑业对混凝土的消耗量的不断增加，必然伴随着建筑用砂量的增大，最终将会导致建筑砂的资源短缺的问题。目前，河砂作为我国建筑用砂的主要来源，我国多条流域的河砂正在遭到了过度与不正当开采，长期以来的大量开采已使河砂资源日益匮乏，已经对河床及周边生态环境带来了很大的影响，特别是在工程建设发展速度较快的沿海地区，其河砂资源较为缺乏，建筑用砂已经出现了严重短缺，河砂的价格不断上涨且供应量不能得到保障。

为了解决河砂短缺的问题，必然要将目光转向广阔的海洋。海砂的储存量大、含泥量低、级配好，海运成本低；特别是对于沿海地区的工程建设，合理开采利用海砂代替河砂，不仅可以降低工程成本，而且可以大大降低对江河的环境破坏。

在消耗大量河砂的同时，制备混凝土同样需要消耗大量的淡水，淡水的巨大消耗也会导致淡水资源的短缺。为解决这一问题，用海水代替淡水进行工程建设就显得非常重要。

但是海砂的应用也受到其自身特点的影响，这是由于海砂含有较多氯盐，会对钢筋进行腐蚀，所以海砂不能用于普通的钢筋混凝土结构当中，为此，工程界首先从材料净化和防护的角度出发，提出了海砂淡化、添加阻锈剂、钢筋防护等阻锈措施。与海砂一样，由于海水中存在较多氯盐，使其在工程上的广泛应用受到限制。

为了从根本上解决海水海砂所引起的腐蚀问题，材料替换是有效的解决方法之一，结合纤维增强复合材料的耐腐蚀等相关特性，可以用纤维增强复合材料替代混凝土中的钢材，纤维增强复合材料与混凝土组合使用，由于海水海砂中的氯盐对纤维增强复合材料的性能没有显著的影响，可以用没经淡化处理海砂及海水直接制备出混凝土，目前，已有采用FRP筋取代钢筋的FRP筋混凝土梁的出现，但是由于FRP筋与普通钢筋相比，其弹性模量更低，应力应变关系呈现线弹性，因此导致FRP筋混凝土梁刚度不足，在正常使用过程中往往出现开裂荷载低，裂缝过宽及挠度过大，发生脆性破坏。

发明内容

本发明为解决现阶段所存在的资源短缺以及环境破坏问题，改善了现有结构的力学性能，提出了一种FRP筋海水海砂混凝土梁的钢筋增强结构，该种结构在FRP筋海水海砂混凝土梁底部加装了GFRP管包裹的钢筋混凝土，在GFRP的包裹下，钢筋混凝土结构避免了钢筋的腐蚀，同时提高了FRP筋海水海砂混凝土梁的刚度与破坏时的延性，避免其发生脆性破坏。本发明通过以下技术方案来实现浇筑出FRP筋海水海砂混凝土梁的钢筋增强结构，梁底两端浇筑前提前内置入GFRP管，并在GFRP管中提前利用模具捆绑好钢筋，梁整体浇筑并养护至合适强度后，在整体浇筑好GFRP内部的钢筋混凝土结构。。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.本发明将海水、海砂与纤维增强复合材料结合，同时底部设置了钢筋混凝土的加强结构，既避免海水、海砂所造成的腐蚀问题，也解决现阶段所存在的资源短缺以及环境破坏问题，在工程上具有很好的应用前景。