[发明专利]一种FRP-钢复合筋笼及其制备的海砂混凝土柱

说明书

本发明提供了一种FRP‑钢复合筋笼及其制备的海砂混凝土柱。该FRP‑钢复合筋笼由FRP‑钢复合筋和螺旋箍筋绑扎形成，所述FRP‑钢复合筋包括内芯钢筋和包裹在内芯钢筋外层的FRP纤维层。FRP‑钢复合筋的内芯钢筋外包裹有FRP增强材料不仅可以发挥出FRP材料高抗拉强度的特性而且可以利用到钢筋抗拉强度高、延性好的综合优势，相应的，受压侧的FRP‑钢复合筋中钢筋发挥其抗压作用。外部包裹的纤维也能达到保护内芯钢筋免受腐蚀的效果，复合筋外围螺旋箍筋也能很好地约束纵向受力筋，提高核心区受压承载能力，应用于FRP‑钢复合筋海砂混凝土柱中也能达到很好的抗压防腐作用。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，更具体地，涉及一种FRP-钢复合筋笼及其应用的FRP-钢复合筋海砂混凝土柱。

背景技术

由于我国基础建设的不断发展，对混凝土材料的需求也越来越大，混凝土柱的浇筑材料河砂作为一种不可再生资源，可开采量越来越少，而海砂储存量却很大，将海砂运用到建筑中势必会成为新的发展方向，然而由于海砂中存在的氯离子会对钢材造成腐蚀，影响结构的安全。目前在桥梁、建筑等工程结构领域中普遍使用的梁构件包括钢筋混凝土（Reinforced concrete, RC）梁和钢梁，这两种梁构件耐腐蚀性均较差，在野外、沿海或潮湿地等恶劣环境中容易腐蚀和退化，制备海砂混凝土柱会有严重的腐蚀现象存在。FRP筋(Fiber Reinforced Plastics Bars纤维复合材料)耐腐蚀、纵向抗拉强度高、质量轻、电磁绝缘性好，现有技术中也有公开FRP管外包FRP筋材制备混凝土结构以解决其腐蚀性问题，但FRP材料脆性，其应力-应变呈线性关系，没有屈服平台，横向强度约为纵向强度的十分之一，即FRP筋抗拉不抗压，不能直接作为柱中纵向受力筋。

因此提供一种既具有防腐性，又能兼顾抗压综合性能的工程结构混凝土柱具有非常重要的意义。

发明内容

本发明要解决要解决的技术问题是克服现有混凝土柱结构抗腐蚀性能和抗压综合性能的缺陷和不足，提供一种FRP-钢复合筋笼，复合筋笼由包裹有FRP纤维的钢筋和螺旋箍筋绑扎而成，有效地提升了复合筋笼的抗压能力和防腐能力。

本发明的目的是提供一种FRP-钢复合筋海砂混凝土柱，混凝土柱包括上述FRP-钢复合筋笼和海砂混凝土。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

一种FRP-钢复合筋笼，所述FRP-钢复合筋笼包括FRP-钢复合筋和螺旋箍筋，所述FRP-钢复合筋位于螺旋箍筋内部，所述螺旋箍筋沿着FRP-钢复合筋螺旋上升，并与所述FRP-钢复合筋固定形成FRP-钢复合筋笼，所述FRP-钢复合筋包括内芯钢筋和包裹在内芯钢筋外层的FRP纤维层。

基于FRP材料的劣势，采用FRP-钢复合筋作为柱中纵向受力筋应用到混凝土柱中，采用这种筋增强的轴压结构，其内芯钢筋可以承担抗压作用，在偏压结构中时，FRP-钢复合筋将兼顾FRP和钢筋的综合优势，高强度的包覆层既为结构受拉构件同时又是功能性防腐构件。本发明以FRP-钢复合筋作为柱中纵向受力筋，其外部包裹的纤维能达到保护内芯钢筋免受腐蚀的效果，当柱子受轴向压力时，FRP-钢复合筋中钢筋发挥其抗压作用；当柱子受偏压时其中布置受拉侧的FRP-钢复合筋不仅可以发挥出FRP材料高抗拉强度的特性而且可以利用到钢筋抗拉强度高、延性好的综合优势，同时，受压侧的FRP-钢复合筋中钢筋发挥其抗压作用。

优选地，所述FRP-钢复合筋的芯钢筋的直径为8~16mm，强度等级为二~四级。

优选地，所述FRP-钢复合筋外层FRP纤维层的厚度为3~7mm。