[发明专利]基于海砂海水TRC预制外壳的约束混凝土柱及制备方法

说明书

本发明公开了一种基于海砂海水TRC预制外壳的约束混凝土柱及制备方法，包括TRC预制外壳和浇筑在TRC预制外壳内的核心混凝土柱；TRC预制外壳包括耐腐蚀内衬和粘接在耐腐蚀内衬外周的TRC复合材料；TRC复合材料包括细骨料混凝土和预埋在细骨料混凝土中的至少一层纤维编织网；细骨料混凝土采用海砂、海水和水泥等制成；耐腐蚀内衬的表面均开设有若干个镂空灌浆孔，每个镂空灌浆孔内均充填有细骨料混凝土；核心混凝土柱采用海边碎石、海砂、海水和水泥制成。本发明中所有组成材料均耐海洋腐蚀环境，主要原料可以就地取材，且施工便利、绿色环保。TRC预制外壳既能充当核心混凝土柱的浇筑模板，又对其产生约束作用，从而提高总轴压承载力。

技术领域

本发明涉及混凝土技术领域，特别是一种基于海砂海水TRC预制外壳的约束混凝土柱及制备方法。

背景技术

我国的岛礁、海防、港口、码头及交通基础设施正迎来大规模建设。兴建这些土建工程，势必要用到大量石子、砂及水等组成混凝土材料的基本原材料，但普通混凝土中所采用的石子、砂和水主要是淡水环境下的材料，以避免普通混凝土结构中的钢筋受海洋环境下腐蚀介质侵蚀生锈并发生破坏。如在岛礁建设中采用普通混凝土结构，则需要从内陆运输大量的石子、河砂以及淡水等，运输成本极大；此外，普通钢筋混凝土结构在海洋腐蚀环境中的耐久性差，因而亟需开发适应海洋腐蚀环境混凝土结构或构件以完成相应的基础设施建设。同时，海洋环境中存在大量的海石、海砂及海水等资源，如能就地取材配置海砂海水混凝土进行建设，不仅可以减轻淡水淡砂资源短缺的问题，还可以大大降低混凝土结构的制作成本，对于海洋经济发展和海岛国防建设具有非比寻常的意义。

综上所述，有必要研发一种适应海洋腐蚀环境、受力性能良好、施工便利且经济效益有明显优势的新型纤维复合材料-混凝土组合柱构件，以为岛礁、海防及港口码头等基础设施建设提供支持。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种基于海砂海水TRC预制外壳的约束混凝土柱及制备方法，该基于海砂海水TRC预制外壳的约束混凝土柱及制备方法采用海砂海水制成的TRC预制外壳对凝土柱进行约束，从而能够解决远洋岛礁工程中结构耐腐蚀性差、构件承载力难以保证、取材不便以及建设成本花费过大等问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种基于海砂海水TRC预制外壳的约束混凝土柱，包括TRC预制外壳和浇筑在TRC预制外壳内的核心混凝土柱。

TRC预制外壳包括耐腐蚀内衬和粘接在耐腐蚀内衬外周的TRC复合材料。

TRC复合材料包括细骨料混凝土和预埋在细骨料混凝土中的至少一层纤维编织网。细骨料混凝土中的骨料为海砂，细骨料混凝土混合使用的水体为海水。

耐腐蚀内衬的表面均开设有若干个镂空灌浆孔，每个镂空灌浆孔内均充填有细骨料混凝土。

核心混凝土柱中的骨料为海边碎石和海砂，核心混凝土柱混合使用的水体为海水。

核心混凝土柱中预埋有耐腐蚀增强筋。

耐腐蚀增强筋为不锈钢筋或FRP筋。

纤维编织网为碳纤维编织网或玄武岩纤维编织网。

纤维编织网表面具有浸胶层或具有加固钢丝网衬。

TRC预制外壳中，耐腐蚀内衬与细骨料混凝土之间形成粘结力T，其计算公式如下：

T＝T₁+T₂

T₂＝f_tA′