[发明专利]一种ECC增强煤矸石混凝土梁柱节点模板及其应用

说明书

本发明提供一种ECC增强煤矸石混凝土梁柱节点模板及其应用，该模板包括梁底模、柱底模、两块梁端模、两块柱端模、四块“L”型边模、四块隔板和两块防溢流板；梁底模、柱底模平行交叉呈“十”字形，两块梁端模设置在梁底模的前、后两端，两块柱端模设置在柱底模的左、右两端，四块“L”型边模设置在相邻两个梁端模、柱端模之间，边模的两端边缘分别与梁端模、柱端模的竖向边缘连接，四块隔板分别垂直对应卡接在靠近梁底模、柱底模交叉处的相对的边模之间，隔板竖直方向的两侧分别设置有两条竖缝，位于梁底模上的两个隔板的上端与边模上端之间分别覆盖设置有一块防溢流板。该模板构造简单、组装方便。

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，尤其涉及一种ECC增强煤矸石混凝土梁柱节点模板及其应用。

背景技术

煤矸石是煤炭生产过程中排放量最大的矿业固体废弃物，煤矸石的堆放也带来严重的环境污染、耕地占用等困扰，因此煤矸石的开发与利用迫在眉睫。用煤矸石制作混凝土骨料是利用煤矸石的合理途径，较其它再利用方法更为充分、彻底，而且经济效益也非常显著。但是直接将煤矸石混凝土用于框架结构将导致节点区域剪切变形过大、裂缝过宽，甚至混凝土片状剥离，在往复荷载作用下，梁柱节点延性与耗能能力低于普通混凝土框架，这是由煤矸石混凝土抗剪性能差，弹性模量低的材料力学特性决定的。而以往震害也表明，梁柱节点是结构抗震的薄弱部位，节点区容易产生交叉斜裂缝和发生剪切破坏，不易修复。因此煤矸石混凝土力学性能上的缺陷致使其在框架结构中的应用严重受限。

因此，固体废弃物煤矸石堆积成山，污染环境的问题，同时缓解目前建筑行业混凝土骨料短缺的危机；煤矸石混凝土因其抗剪强度低等材料特性而在框架结构中应用受限的问题；在钢筋混凝土结构中，梁柱节点处钢筋配置过多，从而导致混凝土振捣不实，施工不便的问题；改善传统混凝土在节点区易发生脆性破环以及裂缝发展难以控制的问题这些问题都亟待解决。

煤矸石主要成分有Al₂O₃、SiO₂等，轻质多孔，干容重普遍低于1900kg/m³。经研究表明，把煤矸石作为骨料制成的混凝土具有自重小、比强度高、可降低地震惯性力的优点，但抗剪性能较差，尤其是沉积岩材质的煤矸石骨料会导致混凝土易裂、弹性模量低。

ECC是一种高韧性的乱向分布短纤维增强水泥基复合材料，一般是以水泥、石英砂、矿物掺合料作为基体，以PVA纤维作为增强材料。ECC的制备完全不用粗骨料，其裂纹扩展与普通混凝土的单一裂纹扩展模式不同，裂缝的最大宽度发展到100μm后不再增长，而是以多条细微裂纹模式发展。研究表明，与普通混凝土相比，ECC不仅抗压强度高，而且具有优异的抗拉、抗弯性能。但是目前ECC材料成本较高，在整个框架结构中使用，显然不现实，因此仅把ECC用于梁柱节点，可显著提高梁柱节点的抗震性能，充分发挥其优异的抗裂、抗弯性能。

基于煤矸石与ECC材料的优缺点，本专利提出在框架结构的梁柱节点及塑性铰区域采用具有高韧性和稳态开裂特征的ECC材料浇筑，在其他部位使用煤矸石混凝土浇筑的方案。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有的煤矸石混凝土力学性能上的缺陷，本发明提供的一种ECC增强煤矸石混凝土梁柱节点模板及其应用，该模板构造简单、组装方便，采用其浇筑的ECC增强煤矸石混凝土，既可以充分发挥ECC材料良好的变形能力与高强韧性，又可以弥补煤矸石混凝土较差的抗裂性能，促进煤矸石混凝土在建筑工程中的应用。