一種碳纖維預(yù)應(yīng)力混凝土及其施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)，涉及到一種碳纖維預(yù)應(yīng)力混凝土及其施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)因其優(yōu)越的受力性能和耐久性已廣泛應(yīng)用于橋梁工程中，世界橋梁中70%以上都采用了預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。目前預(yù)應(yīng)力混凝土施工方法主要采用后張法有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力體系，但該方法中預(yù)應(yīng)力鋼筋大多只能按多根一束布置，需預(yù)埋大直徑的波紋管，消弱了結(jié)構(gòu)的截面，而且在混凝土澆筑過(guò)程中易造成波紋管漏漿、堵管，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力鋼筋無(wú)法放置。同時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉完成后，要對(duì)預(yù)應(yīng)力管道進(jìn)行灌漿，實(shí)際操作中往往不可避免會(huì)出現(xiàn)壓漿不飽滿情況，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力筋銹蝕、預(yù)應(yīng)力筋和混凝土協(xié)同工作能力減弱、構(gòu)件截面消弱等問(wèn)題，給預(yù)應(yīng)力構(gòu)件造成很大的安全隱患。
[0003]另外，在預(yù)應(yīng)力橋梁中，受材料特性及應(yīng)用環(huán)境所限，預(yù)應(yīng)力鋼筋易因腐蝕介質(zhì)滲入引起銹蝕，從而造成預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的受損或失效，影響預(yù)應(yīng)力橋梁的耐久性。因鋼筋腐蝕而導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力橋梁耐久性破壞的事件在世界范圍內(nèi)越來(lái)越多，造成的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失巨大，解決預(yù)應(yīng)力鋼筋銹蝕問(wèn)題已成為橋梁工程領(lǐng)域亟待解決的重大問(wèn)題。目前工程界和科研界提出了許多抗腐蝕的方法，如采用高性能混凝土保護(hù)層、鋼筋表面設(shè)置鋅基鍍層和環(huán)氧樹(shù)脂涂層等防腐材料、在混凝土中添加阻銹劑或表面涂敷防水材料等。實(shí)踐證明:上述方法均屬消極的防護(hù)性措施，作用效果并不明顯，同時(shí)增加了施工工藝的復(fù)雜性，且無(wú)法從根本上解決預(yù)應(yīng)力鋼筋的銹蝕問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種施工簡(jiǎn)單、耐久性好的碳纖維預(yù)應(yīng)力混凝土及其施工方法。
[0005]本發(fā)明所述的一種碳纖維預(yù)應(yīng)力混凝土，所述碳纖維預(yù)應(yīng)力混凝土包括碳纖維預(yù)應(yīng)力筋、單組份環(huán)氧膠粘劑、混凝土和錨具；所述單組份環(huán)氧膠粘劑位于碳纖維預(yù)應(yīng)力筋表面；所述碳纖維預(yù)應(yīng)力筋分布于混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部，通過(guò)單組份環(huán)氧膠粘劑與混凝土粘結(jié)成整體，其再通過(guò)錨具對(duì)混凝土施加預(yù)應(yīng)力。
[0006]本發(fā)明所述的一種碳纖維預(yù)應(yīng)力混凝土，所述單組份環(huán)氧膠粘劑屬于熱致活單組份環(huán)氧膠粘劑，在80°C以下時(shí)，為粘稠狀膏體，基本不固化，在100-140°C時(shí)，10-20分鐘基本固化完全。
[0007]本發(fā)明所述的一種碳纖維預(yù)應(yīng)力混凝土，所述單組份環(huán)氧膠粘劑按質(zhì)量份計(jì)算，其原料包括100份的氫化雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂、5-10份的聚乙二醇雙縮水甘油醚、12-20份的彈性改性劑、2-5份的納米材料改性劑、8-12份的BF3-芐胺、0.2份的BYK-066N、100-150份的填料、1-2份的疏水型氣相二氧化硅。
[0008]本發(fā)明所述的一種碳纖維預(yù)應(yīng)力混凝土，所述彈性改性劑為具有主鏈為柔性鏈段和端基為環(huán)氧基團(tuán)的液體聚合物。
[0009]本發(fā)明所述的一種碳纖維預(yù)應(yīng)力混凝土，所述納米材料改性劑為采用硅烷偶聯(lián)劑KH-570 改性的 20-80nm 的 Al2O3微球。
[0010]本發(fā)明所述的一種碳纖維預(yù)應(yīng)力混凝土，所述填料為100-400目的石英砂、硅微粉、高嶺土中的一種或幾種。
[0011]本發(fā)明所述的碳纖維預(yù)應(yīng)力混凝土的施工方法，所述施工方法具體包括以下步驟:1)碳纖維預(yù)應(yīng)力筋涂膠:在碳纖維預(yù)應(yīng)力筋表面涂覆單組份環(huán)氧膠粘劑，膠層厚度為3-5_;2)碳纖維預(yù)應(yīng)力筋定位:將表面涂覆單組份環(huán)氧膠粘劑的碳纖維預(yù)應(yīng)力筋按照施工圖設(shè)計(jì)，固定到預(yù)應(yīng)力構(gòu)件已經(jīng)編制好的鋼筋骨架上；3)混凝土模板安裝:將預(yù)應(yīng)力錨固裝置的預(yù)埋件安裝就位后，將模板按照混凝土構(gòu)件的設(shè)計(jì)尺寸安裝好，并固定牢固；4)混凝土澆筑及養(yǎng)生:采用設(shè)計(jì)強(qiáng)度的混凝土進(jìn)行澆筑，澆筑完成后按施工規(guī)范進(jìn)行混凝土養(yǎng)生；5)預(yù)應(yīng)力筋張拉:采用千斤頂張拉裝置將碳纖維預(yù)應(yīng)力筋張拉到設(shè)計(jì)應(yīng)力，然后錨固；6)碳纖維預(yù)應(yīng)力筋/混凝土粘結(jié):采用供電裝置給碳纖維預(yù)應(yīng)力筋兩端通電，使其在電流作用下發(fā)熱，保持碳纖維預(yù)應(yīng)力筋溫度在100-14(TC 10-20分鐘，停止供電，預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件施工完成。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的碳纖維預(yù)應(yīng)力混凝土具有如下優(yōu)點(diǎn):(I)無(wú)需設(shè)置波紋管，增大了預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的截面積，有效提升了預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的受力性能；
(2)無(wú)需灌漿，簡(jiǎn)化了施工工藝，避免了因灌漿施工缺陷導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力混凝土受力性能和耐久性的損失；(3)采用單組份環(huán)氧膠粘劑代替水泥膠漿作為粘結(jié)材料，顯著提高了預(yù)應(yīng)力材料與混凝土的粘結(jié)性能，提升了預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的受力性能；(4)采用碳纖維預(yù)應(yīng)力筋代替預(yù)應(yīng)力鋼筋，從根本上解決了預(yù)應(yīng)力鋼筋銹蝕對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件耐久性造成的危害；(5)采用碳纖維預(yù)應(yīng)力筋通電加熱的方式激發(fā)單組份環(huán)氧膠粘劑的固化，施工方便，效率高，質(zhì)量穩(wěn)定性好。因此，本發(fā)明所述的碳纖維預(yù)應(yīng)力混凝土既適合工廠化預(yù)制又適合現(xiàn)場(chǎng)施工，施工工藝簡(jiǎn)便，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性好。實(shí)驗(yàn)證明，本發(fā)明對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的整體工作性能和耐久性都有很大的提升，延長(zhǎng)其使用壽命，將在預(yù)應(yīng)力技術(shù)領(lǐng)域發(fā)揮巨大的作用，市場(chǎng)前景廣闊。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述的碳纖維預(yù)應(yīng)力混凝土及其施工方法做進(jìn)一步說(shuō)明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。
[0014]實(shí)施例1:
[0015]本發(fā)明所述的一種碳纖維預(yù)應(yīng)力混凝土，所述碳纖維預(yù)應(yīng)力混凝土包括碳纖維預(yù)應(yīng)力筋、單組份環(huán)氧膠粘劑、混凝土和錨具；所述單組份環(huán)氧膠粘劑位于碳纖維預(yù)應(yīng)力筋表面；所述碳纖維預(yù)應(yīng)力筋分布于混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部，通過(guò)單組份環(huán)氧膠粘劑與混凝土粘結(jié)成整體，其再通過(guò)錨具對(duì)混凝土施加預(yù)應(yīng)力。所述單組份環(huán)氧膠粘劑按質(zhì)量份計(jì)算，其原料包括100份的氫化雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂、5份的聚乙二醇雙縮水甘油醚、12份的彈性改性劑、5份的納米材料改性劑、12份的BF3-芐胺、0.2份的BYK-066N、100份的100目的石英砂、I份的疏水型氣相二氧化硅。
[0016]本發(fā)明所述的碳纖維預(yù)應(yīng)力混凝土的施工方法，所述施工方法具體包括以下步驟:1)碳纖維預(yù)應(yīng)力筋涂膠:在碳纖維預(yù)應(yīng)力筋表面涂覆單組份環(huán)氧膠粘劑，膠層厚度為3mm；2)碳纖維預(yù)應(yīng)力筋定位:將表面涂覆單組份環(huán)氧膠粘劑的碳纖維預(yù)應(yīng)力筋按照施工圖設(shè)計(jì)，固定到預(yù)應(yīng)力構(gòu)件已經(jīng)編制好的鋼筋骨架上；3)混凝土模板安裝:將預(yù)應(yīng)力錨固裝置的預(yù)埋件安裝就位后，將模板按照混凝土構(gòu)件的設(shè)計(jì)尺寸安裝好，并固定牢固；4)混凝土澆筑及養(yǎng)生:采用設(shè)計(jì)強(qiáng)度的混凝土進(jìn)行澆筑，澆筑完成后按施工規(guī)范進(jìn)行混凝土養(yǎng)生；5)預(yù)應(yīng)力筋張拉:采用千斤頂張拉裝置將碳纖維預(yù)應(yīng)力筋張拉到設(shè)計(jì)應(yīng)力，然后錨固；6)碳纖維預(yù)應(yīng)力筋/混凝土粘結(jié):采用供電裝置給碳纖維預(yù)應(yīng)力筋兩端通電，使其在電流作用下發(fā)熱，保持碳纖維預(yù)應(yīng)力筋溫度在10-1KTC 20分鐘，停止供電，預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件施工完成。
[0017]實(shí)施例2:
[0018]本發(fā)明所述的一種碳纖維預(yù)應(yīng)力混凝土，所述碳纖維預(yù)應(yīng)力混凝土包括碳纖維預(yù)應(yīng)力筋、單組份環(huán)氧膠粘劑、混凝土和錨具；所述單組份環(huán)氧膠粘劑位于碳纖維預(yù)應(yīng)力筋表面；所述碳纖維預(yù)應(yīng)力筋分布于混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部，通過(guò)單組份環(huán)氧膠粘劑與混凝土粘結(jié)成整體，其再通過(guò)錨具對(duì)混凝土施加預(yù)應(yīng)力。所述單組份環(huán)氧膠粘劑按質(zhì)量份計(jì)算，其原料包括100份的氫化雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂、8份的聚乙二醇雙縮水甘油醚、15份的彈性改性劑、3.5份的納米材料改性劑、10份的BF3-芐胺、0.2份的BYK-066N、120份的400目的硅微粉、1.5份的疏水型氣相二氧化硅。該環(huán)氧膠粘劑還包括2質(zhì)量份的紅菇酮萜醇，該紅菇酮萜醇提取自臭紅葫Russula foetens子實(shí)體