[发明专利]一种基于水泥基预应力纤维复合板材

说明书

本发明涉及既有建筑加固改造技术领域，是一种基于预应力技术纤维复合板材，主要用于混凝土构件补强加固，主要有两部分构成，一部分为水泥基外包裹材料，另一部分为受张拉预应力纤维编织网格，纤维编织网通过无机胶浸渍提高与外包裹水泥基材料的相容性，使得纤维材料与水泥基材料有效组合成新型复合板材。加固施工时采用高性能射钉枪将复合板材与混凝土构件机械固定。该复合板材大幅度提高了纤维材料体用率，提升加固构件力学性能，减少了施工工艺流程，可实现加固与防火一体化。

技术领域

本发明涉及建筑结构加固改造技术领域，尤其是涉及一种基于水泥基预应力纤维复合板材。

背景技术

经过多年快速建设与发展，我国既有建筑现存面积大，设防标准低，约有260亿M²竣工于2000年前。我国又是全球自然灾害最为严重的国家之一，需要采取科学方法对既有建筑进行加固，提升建筑结构承载力与抗震性能，保证人民群众生命财产安全。2021年7月19日签发的《建设工程抗震管理条例》明确了建筑物抗震应当坚持以人为本、全面设防、突出重点的原则，既有建筑进行加固改造，节约建设资金，减少建筑垃圾的产生以及对环境的影响，促进经济发展与城市更新，保证经济可持续发展。纤维加固材料轻，对原结构破坏少，得到了广泛应用。传统的纤维加固技术也存在一定缺陷，加固层发挥作用晚，材料利用率低造成极大的浪费，加固后继续承受荷载耐久性差，受力形态复杂，易出现纤维加固层与原混凝土构件过早剥离，受加固构件极限强度降低，导致构件提前破坏，影响加固效果。并且传统纤维加固施工对混凝土构件基础面平整度要求高，采用的有机胶黏贴工艺污染环境，工艺复杂，需要附加防火处理工艺。为了能够充分利用纤维材料强度，简化施工工艺，需要创新研发一种基于水泥基预应力纤维复合板，实现装配式工艺，助力双碳目标。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于水泥基预应力纤维复合板材及其制备方法，以解决现有技术中存在的加固技术利用率低、工艺复杂、环境污染问题。通过对纤维网施加预应力与外包裹水泥基材料相结合形成复合板材，然后通过射钉技术与受加固混凝土构件结合。提高被加固构件承载力，使得结构具有足够的可靠度，提升结构使用性能。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种基于水泥基预应力纤维复合板材，包括纤维编织网和包裹所述纤维编织网的水泥基，所述纤维编织网由用于建筑加固的碳纤维材料或玻璃纤维材料制成，所述水泥基由强度砂浆、超细骨料混凝土或高性能混凝土制成；所述纤维编织网采用预拉应力技术，纤维材料预拉应力控制在20MPa～40Mpa；纤维编织网和水泥基之间通过无机胶以及预留的射钉钢套筒连接，加固施工时采用高性能钢射钉机械固定于受加固混凝土构件表面。

优选地，所述水泥基采用强度砂浆时强度不低于M30，采用超细骨料混凝土时强度不低于C30，骨料直径不大于6mm。

优选地，所述纤维编织网为双向网格，网格间距为60-80mm，纤维编织网为单层或多层结构。

优选地，所述射钉钢套筒采用薄壁钢管，所述薄壁钢管的外围缠绕有钢丝，以增加射钉固定扩散效果。

优选地，所述水泥基的厚度不小于8mm,以保证水泥基材料对纤维材料握裹力与耐火性能。

优选地，所述高性能钢射钉的端部配有钢备板，所述钢备板的厚度为3～4mm,以增加射钉固定范围，提升机械锚固效果。

第二方面，本发明提供一种制备基于水泥基预应力纤维复合板材的方法，所述方法包括如下步骤：

S1：根据复合板材尺寸选择合适浇筑模具，纤维网格张拉锚具布置于模具两端；