[发明专利]具阴极防护功能的CFRP-钢筋混凝土组合结构及方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢筋混凝土的组合结构领域，尤其涉及具阴极防护功能的CFRP-钢筋混凝土组合结构及方法。

背景技术

近年来，FRP-混凝土组合结构越来越多地吸引了学者的关注。这是由于FRP-混凝土组合结构可以改善结构的受力情况、施工过程采用FRP作为模板无需额外模板及相应的拆模工序和良好的耐久性。该组合结构良好的耐久性主要是由于采用了耐久性能好的FRP材料，以及FRP对其全包裹的构件具有阻止外部有害物质侵入的能力。上述的结构耐久性对材料要求、施工过程及工作环境是比较敏感的。当存在有施工不当，FRP材料自身的缺陷导致外部腐蚀介质的侵入以及结构内部含有足够的有害物质等，结构的耐久性就不再具有组合结构的优势了。而且当使用富含氯化物、硫酸盐等有害物质的混凝土材料时，如典型的海砂混凝土，由于具备了加速钢筋腐蚀的各个条件，结构内部的钢筋发生腐蚀的时间大大提前，破坏结构的耐久性，进而需要对其提早的维修和保养。

作为结构加固和组合结构领域比较常见的碳纤维增强复合材料（CFRP）因具有轻质高强、模量大、耐腐蚀性好等优点实际上，CFRP除了人们熟知的力学性能外，由于其含有的主要成分之一－碳纤维具有良好的电化学特性，即良好的导电性及接近贵金属的电极电位，CFRP同样具有良好的电化学特性。因此，可通过采用CFRP良好的力学和电化学特性形成一种耐久性优异的新型组合结构。

发明内容

鉴于上述组合结构耐久性的不足，本发明的目的在于提供具阴极防护功能的CFRP-钢筋混凝土组合结构及方法，旨在解决现有的钢筋混凝土结构内部富含腐蚀介质出现的钢筋腐蚀的问题。

本发明的技术方案如下：

一种具阴极防护功能的CFRP-钢筋混凝土组合结构的加工方法，其中，包括步骤：

将钢筋混凝土装置本体与CFRP型材整体浇筑，CFRP型材设置在钢筋混凝土装置本体的加固区域表面，在钢筋混凝土装置本体的至少一根钢筋与CFRP型材之间连接用于对钢筋施加电流的外部电源，使钢筋、外部电源、CFRP型材形成回路，在所述回路中串联一用于对电流大小进行控制的控制装置，在钢筋混凝土结构本体的混凝土中连接一用于对钢筋的腐蚀状况进行检测的检测装置。

所述的具阴极防护功能的CFRP-钢筋混凝土组合结构的加工方法，其中，所述CFRP型材为混杂不同纤维或基体材料的复合材料。

一种具阴极防护功能的CFRP-钢筋混凝土组合结构，其中，其包括设置在钢筋混凝土装置本体的加固区域表面的CFRP型材；

并且，钢筋混凝土装置本体与CFRP型材整体浇筑，在钢筋混凝土装置本体的至少一根钢筋与CFRP型材之间连接用于对钢筋施加电流的外部电源，使钢筋、外部电源、CFRP型材形成回路，在所述回路中串联一用于对电流大小进行控制的控制装置，在钢筋混凝土结构本体的混凝土中连接一用于对钢筋的腐蚀状况进行检测的检测装置。

所述的具阴极防护功能的CFRP-钢筋混凝土组合结构，其中，所述钢筋混凝土装置本体中设置有多根钢筋，并且，多根钢筋之间电性连接。

所述的具阴极防护功能的CFRP-钢筋混凝土组合结构，其中，所述外部电源为直流电源。

所述的具阴极防护功能的CFRP-钢筋混凝土组合结构，其中，所述钢筋混凝土装置本体为圆柱形或者矩形结构。

所述的具阴极防护功能的CFRP-钢筋混凝土组合结构，其中，所述钢筋混凝土装置本体为圆柱形结构，所述钢筋设置有多根，并环绕设置在钢筋混凝土装置本体的四周，相邻钢筋之间电性连接。

所述的具阴极防护功能的CFRP-钢筋混凝土组合结构，其中，所述CFRP型材为CFRP管。

有益效果：本发明由于对CFRP-钢筋混凝土组合结构施加了阴极防护，通过CFRP材料对混凝土内钢筋施加微小的电流来实现结构阴极防护的目的，从而主动干预了富含有害物质混凝土内的钢筋腐蚀，并且，本发明利用CFRP材料的结构加固和阴极防护的双重功能，将其应用于钢筋混凝土装置当中，即使在混凝土材料内部富含腐蚀介质或外部环境恶劣的情况下，钢筋也能得到足够的保护，同时，本发明还将CFRP、混凝土与钢筋直接浇筑为一个整体，省去了阴极防护结构本体安装的工序，提高了施工效率。

附图说明

图1为本发明具阴极防护功能的CFRP-钢筋混凝土组合结构较佳实施例的结构示意图。

具体实施方式