[发明专利]一种PVC-FRP管约束钢筋混凝土柱及其制备方法

说明书

本发明公开了一种PVC‑FRP管约束钢筋混凝土柱及其制备方法，所述钢筋混凝土柱包括混凝土柱内芯、内FRP管层、PVC管层、钢筋笼和外FRP管层，所述内FRP管层设置于混凝土柱内芯外侧，并粘附在PVC管层的内侧，所述外FRP管层包覆于PVC管层的外表面，所述钢筋笼位于混凝土柱内芯的中间位置，所述钢筋笼由箍筋和纵筋焊接而成。本发明是在PVC管层内、外表面分别粘贴复合材料，在PVC管层内设置钢筋笼并浇灌混凝土，这种混凝土构件充分发挥了复合材料强度高、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变的特点，提高了混凝土的极限承载能力和耐久性，与钢管混凝土相比自重小、具有更低的制造成本以及更好的耐腐蚀性。

技术领域

本发明涉及建筑用混凝土构件领域，尤其是一种PVC-FRP管约束钢筋混凝土柱及其制备方法。

背景技术

在现代建筑结构中，越来越多的建筑结构向着高耸、大跨度、大空间结构方向发展。这些大型复杂结构不仅规模宏伟、投资巨大，而且建设势头迅猛发展、关键技术越来越复杂。钢筋混凝土结构具有优越的承载能力、刚度大、整体性好、适用性广等优点，在现代建筑中占有重要的地位。但随着社会经济的发展和沿海城市建设的加速以及城市污水处理的日渐重视，混凝土工作的环境复杂多变，使其在沿海以及具有腐蚀性的土壤中的应用受到一定的限制，普通的钢筋混凝土结构已经不能完全满足需求。目前改善混凝土耐腐蚀性的方法主要是在成型的钢管内浇灌混凝土，制备的钢管混凝土，具有节约材料、增大建筑物使用空间等优点，被广泛应用于厂房立柱、各种支架、拱桥和组合桥梁结构。但是在使用中仍然存在一些问题，如钢管内的混凝土存在塑性收缩、自收缩等问题，使得混凝土与钢管壁之间出现空隙，降低钢管对内部混凝土的环向约束，使得混凝土受拉，钢管受压，降低了混凝土和钢管的弹性模量，而且钢管价格高，在潮湿的环境中还易腐蚀老化。纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymers，简称FRP)是一种顺应时代的新材料，与钢筋相比，纤维复合材料具有比强度高、耐腐蚀、自重小、施工方便、减震性好等优点，其应用于建筑结构中有望提高混凝土结构的耐久性，从而降低建筑结构的维修加固费用。

发明内容

为了克服现有技术中钢管混凝土耐腐蚀性差、造价成本高等缺陷，本发明提供一种PVC-FRP管约束钢筋混凝土柱及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种PVC-FRP管约束钢筋混凝土柱及其制备方法，所述钢筋混凝土柱包括混凝土柱内芯、内FRP管层、PVC管层、钢筋笼和外FRP管层，所述内FRP管层设置于混凝土柱内芯外侧，并粘附在PVC管层的内侧，所述外FRP管层包覆于PVC管层的外表面，所述钢筋笼位于混凝土柱内芯的中间位置，所述钢筋笼由箍筋和纵筋焊接而成，所述箍筋和纵筋的外形均为光圆钢筋。

上述的一种PVC-FRP管约束钢筋混凝土柱及其制备方法，所述混凝土柱内芯按重量计包括以下组分：普通硅酸盐水泥200～400份、粉煤灰80～120份、砂子600～900份、再生粗骨料500～800份、水150～300份、PC聚羧酸高效液态减水剂2～5份。

上述的一种PVC-FRP管约束钢筋混凝土柱及其制备方法，所述PVC管层的壁厚为20～25mm。

上述的一种PVC-FRP管约束钢筋混凝土柱及其制备方法，所述箍筋的直径为8mm，所述纵筋的直径为12mm。

上述的一种PVC-FRP管约束钢筋混凝土柱及其制备方法，所述内FRP管层采用玻璃纤维增强不饱和聚酯树脂复合材料，所述内FRP管层的厚度为15～18mm，所述玻璃纤维增强不饱和聚酯树脂复合材料由玻璃纤维布和邻苯型不饱和聚酯制备而成。

上述的一种PVC-FRP管约束钢筋混凝土柱及其制备方法，所述外FRP管层采用碳纤维增强环氧树脂基复合材料，所述外FRP管层的厚度为18～20mm，所述碳纤维增强环氧树脂基复合材料由碳纤维和缩水甘油酯类环氧树脂制备而成。

上述的一种PVC-FRP管约束钢筋混凝土柱及其制备方法，所述制备方法如下：