[发明专利]一种高韧性、低成本环保组合梁及其施工方法

说明书

本发明公开了一种高韧性、低成本环保组合梁及其施工方法，其中组合梁包括SWGP‑PVA‑ECC保护层材料，设置于保护层内部的钢筋混凝土材料层。解决了固废玻璃回收率极低，以及水泥生产过程中会消耗大量的不可再生能源，而且还会向环境中释放大量二氧化碳，加剧温室效应的问题。本发明通过SWGP‑PVA‑ECC保护层来代替现有的普通混凝土保护层，可有效增强梁的抗剪、抗弯承载力以及抗渗性能，可降低混凝土内部的钢筋的腐蚀程度，从而减少梁的维护、维修次数，延长其使用寿命，且SWGP主要由废弃的玻璃经回收加工而成，成本低，属于环保材料。此外，SWGP‑PVA‑ECC作为梁的保护层，可大大降低模板的使用量，而且使施工工艺更加简单，可提高施工效率。

技术领域

本发明具体涉及高韧性、低成本环保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

梁作为构成建筑工程或桥梁工程中的主要构件之一，可以有效增强结构的整体性，而且梁可以有效地将板所受载荷传递给柱，所以梁在整个结构中占据核心地位。梁属于典型的受弯构件，因此，如何有效提高梁的抗弯性能，对其选材和施工流程上的要求颇高。

如今，随着全球工业化的快速发展，关于垃圾废物管理对环境影响的问题已受到了广泛关注。玻璃作为全球用途最广泛的材料之一，尽管理论上可以被完全回收，但仍有在满足玻璃再制造质量标准方面的限制。目前，对固废玻璃的处理方法大多采用直接丢弃或填埋。填埋废弃玻璃的处置费十分昂贵，不仅会占用大量的土地使用面积，还会造成严重的环境污染。

现有技术中，梁构件进行选材及施工时，大多采用普通混凝土作为梁的保护层，采用木制模板使新浇筑混凝土成形，木模板重复利用率低，损耗大，不利于资源节约。模板的施工主要包括制作、安装、拆除，在施工过程中，对模板的尺寸、平整度以及加固程度具有较高的要求，因此会造成施工过程繁琐，耽误工期。

水泥是混凝土中最重要的组成成分，水泥的生产会耗能大量的资源，而且会排放大量的二氧化碳，在全球范围内，约占全球温室气体排放量的7％。会加剧温室效应。自垃圾处理以来，废物管理已变得至关重要。将废玻璃用作部分水泥替代材料可以潜在地节省自然资源并减少水泥材料生产过程中的能源消耗和成本。

发明内容

本发明针对上述背景技术中提出的固废玻璃处理不当、回收率极低，以及水泥生产过程中会消耗大量的标准煤、石灰石和黏土等不可再生能源，而且还会向环境中释放大量二氧化碳，加剧温室效应的问题，提供一种高韧性、低成本环保组合梁及其施工方法，通过利用SWGP-PVA-ECC(Solid waste ceramic powder-polyvinyl acetate-engineeredcementitions composite)材料替代原有的普通土混凝土保护层及木模板，从而提高梁的整体性能及施工进度，合理利用固废玻璃，减小模板及水泥的使用量。

本发明提出一种高韧性、低成本环保组合梁，包括保护层薄板和钢筋混凝土层，所述保护层薄板为U型槽薄板，槽内浇筑有钢筋混凝土层；所述保护层薄板为固废玻璃粉/聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料，其配比为水泥252.8kg/m3，粉煤灰758.4kg/m3，固废玻璃粉252.8kg/m3，石英砂455kg/m3，水303kg/m3，聚乙烯醇纤维26kg/m3，减水剂为胶凝材料掺量的1.3％，消泡剂为胶凝材料掺量的0.3％，增稠剂为胶凝材料掺量的0.08％。所述胶凝材料为水泥、粉煤灰、固废玻璃粉、石英砂、水和聚乙烯醇纤维形成的凝胶状的混合物。

优选地，所述固废玻璃粉为300目。

优选地，所述固废玻璃粉由固体废弃玻璃加工而成。

优选地，所述聚乙烯醇纤维为K-Ⅱ型可乐纶。

优选地，所述减水剂为改性聚羧酸盐类。

优选地，所述增稠剂为羟丙甲基纤维素。

所述的高韧性、低成本环保组合梁的施工方法，具体包括以下步骤：