[发明专利]一种高韧性组合梁及其施工方法

说明书

本发明提出一种高韧性组合梁及其施工方法，其中组合梁包括SWCP‑PVA‑ECC受拉侧保护层，设置于保护层上的网格层，设置于网格层上的胶料，设置于胶料层上的钢筋混凝土材料层。解决了陶瓷废料不被合理利用，生产水泥会向环境中释放大量的二氧化碳，加剧温室效应的问题，本发明通过SWCP‑PVA‑ECC材料来代替现有的普通混凝土，可增强梁的抗剪、抗弯承载力，提高梁的抗渗性，从而减少梁的维护、维修次数，延长其使用寿命。除此之外，SWCP(固废陶瓷粉)属于再回收掺合料，SWCP的再回收利用不仅可以降低环境污染，而且可以节约成本和不可再生资源。

技术领域

本发明具体涉及高韧性组合梁及其施工方法，属于建筑工程及桥梁工程技术领域。

背景技术

梁可以增强结构的整体性，梁和柱可以组成结构的骨架体系，从而支撑结构的稳定性。板是直接承受荷载的沉重结构，而梁可以有效将板所受载荷传递给柱，从而逐渐传递到基础、地基。梁的承载力及变形性能的好坏将直接影响整个结构的使用寿命，因此，针对梁的选材和施工流程上具有较高的要求。

中国作为陶瓷生产和消耗大国，据统计，每年产生约一千万吨的陶瓷废料，这些废料大部分被直接运往城市周边倾倒，没有得到有效利用。随着时间的增长，陶瓷废料堆积量越来越多，不仅占用了大量的使用面积，还造成了严重的环境污染。

现有结构中的梁大多采用钢筋混凝土材料制造而成，众所周知，普通混凝土由胶凝材料，粗细骨料，水以及其他外加剂按照一定的比例配置而成，而胶凝材料中水泥占主要部分，在水泥生产中，会消耗大量的标准煤、石灰石和黏土等资源，而且生产水泥会向环境中释放大量的二氧化碳，水泥生产约占释放到大气中的二氧化碳的5-7％，会加剧温室效应。

ECC是基于断裂力学和微观力学研发的一种纤维增强水泥基复合材料，与普通混凝土材料相比，ECC具有较高的韧性及阻裂能力，紧密的裂缝使ECC保持较低的渗透性，拥有较好的自修复能力。ECC自身这些优良的性能使得使用寿命比传统的混凝土材料延长2倍以上，从而可以减少在整个寿命周期内的维修次数，具有较好的环保性和可持续性。

PVA纤维主要是以聚乙烯醇为原料，运用纺丝工业开发制得的新型合成纤维，具有高强度、高弹模、粘结性及分散性好等优点，而且无毒、无公害，是新一代的高科技绿色材料之一。将PVA纤维掺入水泥基复合材料当中，可以有效抑制裂缝的产生与开展。SWCP里面有大量的SiO₂，会促进胶凝材料内部的水化作用，SWCP的掺入，可以改变胶凝材料内部化学组成成分及粒径，有效改善基体与PVA纤维之间的粘结强度，从而可以提高PVA-ECC材料的承载力及变形性能。因此，将固废SWCP掺入PVA-ECC中，代替部分水泥用量，不仅解决了环境污染问题，而且也为PVA-ECC材料的未来开拓了新的方向。

发明内容

本发明针对上述背景技术中提出的陶瓷废料大部分被直接运往城市周边倾倒，没有得到有效利用以及在水泥的生产过程中，会消耗大量的标准煤、石灰石和黏土等资源，而且生产水泥会向环境中释放大量的二氧化碳，加剧温室效应的问题，提供一种高韧性组合梁及其施工方法，通过利用SWCP-PVA-ECC(Solid waste ceramic powder-polyvinylacetate-engineered cementitions composite)材料替代原有的普通土混凝土材料，用于梁受拉侧保护层，从而提高梁的整体抗拉性能，减小受拉侧裂缝宽度，减少渗透性，降低脆性，延长使用寿命。