[发明专利]FRP壳体-混凝土墙板结构及其制造方法

说明书

本发明公开一种FRP壳体‑混凝土墙板结构及其制造方法，墙板结构由FRP壳体、粘附在壳体内表面的树脂混凝土/砂子以及壳体中的混凝土组成。FRP壳体由多个单元粘结或者机械连接而成，并在壳体外表面铺设FRP织物或者板材形成统一的整体，且FRP壳体腹板上面分布有一定间距的孔洞。本发明采用FRP壳体作为永久性模具，具有可设计性强、耐腐蚀、施工便捷、抗疲劳性能好和承载力高等优点。本发明充分发挥了FRP的抗拉性能和混凝土的抗压性能，FRP壳体腹板上面的孔洞具有两个方面的作用：1.浇筑时保证混凝土在各单元之间自由流动，使混凝土形成一个整体；2.FRP腹板孔洞中形成的混凝土榫有效阻止FRP壳体和混凝土之间的相对滑移，从而使FRP壳体和混凝土能够协调工作。

技术领域

本发明涉及一种FRP壳体-混凝土墙板结构及其制造方法，主要应用于恶劣环境条件，属于建筑、桥梁和水利等工程领域。

背景技术

在恶劣环境条件下，传统的钢筋混凝土结构容易受到钢筋锈蚀、混凝土老化以及钢筋和混凝土之间粘结性能退化的影响，导致结构承载能力的降低和服役性能的退化。我国每年都会花费巨资对老化的混凝土结构进行加固和修复。另外，传统的钢筋混凝土结构还具有自重大和能源消耗多等缺点。

因纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer/Plastic，简称FRP)具有轻质、高强、设计性强和耐腐蚀等优点，人们尝试将其和混凝土材料相结合，开发各种FRP-混凝土组合结构，例如FRP-混凝土桥面板、FRP-混凝土柱子、FRP-混凝土梁等；然而，FRP-混凝土墙板结构的应用相对较少。

FRP-混凝土组合结构的性能很大程度上取决于两相材料的结合程度，目前FRP-混凝土结构的连接主要有粘结剂直接粘结法和粘砂法，其主要缺点是抗疲劳性能差和承载力小。

在传统的钢筋混凝土结构中，混凝土的支模需要耗费大量的时间和金钱。

因此，开发一种耐腐蚀、承载能力高、施工便捷和造价较低的FRP-混凝土墙板结构是至关重要的。

发明内容

为克服现有技术存在的不足，本发明提供一种抗腐蚀性能好、承载力高、施工便捷和经济效益好的纤维增强复合材料壳体-混凝土墙板结构及其制造方法。具体方案如下：

一种FRP壳体-混凝土墙板结构，所述墙板结构包括FRP壳体，所述FRP壳体由若干筒状单元左右相邻排列组成，且FRP壳体的顶面和底面分别粘附有上蒙皮和下蒙皮，筒状单元、上蒙皮和下蒙皮的材质为纤维经编织物，筒状单元的内表面粘附有砂子或树脂混凝土，相邻两个筒状单元接触的侧壁作为腹板，各腹板上面分布着一定间距的孔洞；

在筒状单元的空腔中填充有混凝土，所述筒状单元为：

单个内部中空的重复单元，重复单元有一个空腔或有至少两个独立的空腔；或

至少两个内部中空的重复单元粘结而成，每个重复单元均有相对独立的空腔。

进一步的，孔洞为圆形，且相邻孔洞圆心之间的距离大于3.5倍的开孔半径。

进一步的，筒状单元中填充的混凝土为普通混凝土、再生混凝土、自密实混凝土中的一种。

进一步的，砂子的粒径范围为4-5mm。

进一步的，各所述筒状单元的横截面为四边形。

进一步的，至少两个截面为矩形、梯形、三角形、平行四边形的重复单元组合成横截面为四边形的筒状单元。

同时本发明还提供了一种制备上述的FRP壳体-混凝土墙板结构的工艺方法，包括如下步骤：

S1、裁剪具有特定铺设角度的纤维经编织物作为筒状单元，并在筒状单元两侧的腹板裁剪孔洞；