[发明专利]纤维缠绕成型的轻质超高性能混凝土预制构件及制备方法

说明书

本发明涉及一种纤维缠绕成型的轻质超高性能混凝土预制构件及制备方法，所述方法包括以下步骤：1、配制轻质超高性能混凝土；2、将混凝土成型为轻质超高性能混凝土构件；3、在轻质超高性能混凝土构件外侧缠绕浸渍树脂胶液的连续纤维，形成一层纤维树脂复合材料层，得到纤维缠绕成型的轻质超高性能混凝土预制构件。本发明运用轻质超高性能混凝土(密度≤2000kg/m³)制备预制构件，待混凝土的强度和收缩达到稳定后，再在构件外侧缠绕浸渍了树脂胶液的连续纤维，相当于在预制构件外侧成型无缝的复合材料加强层，不仅对内部混凝土起到紧箍作用，还可阻隔外部腐蚀性介质对混凝土的侵蚀，可有效提高混凝土预制构件的力学性能和耐久性。

技术领域

本发明涉及建筑材料施工领域，具体涉及一种纤维缠绕成型的轻质超高性能混凝土预制构件及制备方法。

背景技术

桥梁和房屋的预制拼装施工工艺，采用工厂化集中预制成型的构件，运输到施工现场进行装配组合，不仅能够有效缩短工期，更好地控制施工质量，减小对道路交通的压力，而且能够减少施工现场扬尘和噪音污染，是未来工程施工的主要发展方向。

采用高性能混凝土预制主梁、柱、板等构件进行现场拼装，加快了施工进度，提高了施工质量。但是，由于高性能混凝土密度大、强度低、造成预制构件截面尺寸大，造成预制构件运输和吊装施工困难，制约了预制拼装施工技术的推广应用。

相比高性能混凝土，超高性能混凝土(UHPC)具有超高的力学性能和优异的耐久性能，用于预制拼装式桥梁，可提高桥梁的承载能力，减小桥梁构件截面尺寸，降低构件自重，延长服役寿命。然而，由于UHPC的密度(2600-2800kg/m³)大于普通混凝土，用其制备的预制构件的自重仍然较大。

为了进一步降低预制构件的自重，本发明运用轻质超高性能混凝土(密度≤2000kg/m³)制备预制构件，待混凝土的强度和收缩达到稳定后，再在构件外侧缠绕浸渍了树脂胶液的连续纤维，相当于在预制构件外侧成型无缝的复合材料加强层，该方法不仅对内部混凝土起到紧箍作用，使构件混凝土不配筋或少量配筋，即可达到或超过相同混凝土配合比条件下的钢筋混凝土构件的力学性能，而且还可以阻隔外部腐蚀性介质对混凝土的侵蚀，从而有效提高轻质超高性能混凝土预制构件的力学性能和耐久性。

发明内容

本发明的目的是提供一种自重低、承载能力高、抗震性能好的纤维缠绕成型的轻质超高性能混凝土预制构件及制备方法，可降低预制构件的自重，提升了构件的承载能力和抗震性能。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

纤维缠绕成型的轻质超高性能混凝土预制构件的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、配制轻质超高性能混凝土，所述轻质超高性能混凝土的密度≤2000kg/m³、抗压强度≥100MPa、抗折强度≥15MPa；

步骤2、将轻质超高性能混凝土成型为所需尺寸的混凝土构件，成型后，在混凝土构件表面覆盖塑料薄膜防止水分蒸发，拆模后再置于进行标准养护或蒸压养护环境继续养护至指定龄期，得到轻质超高性能混凝土构件；

步骤3、当步骤2得到的轻质超高性能混凝土构件的强度和收缩应变趋于稳定后，在轻质超高性能混凝土构件外侧缠绕浸渍树脂胶液的连续纤维，形成一层纤维树脂复合材料层，得到纤维缠绕成型的轻质超高性能混凝土预制构件。

进一步的，所述轻质超高性能混凝土包括600-730kg/m³的水泥、130-180kg/m³的粉煤灰微珠、130-180kg/m³的硅灰、700-900kg/m³的细轻集料、140-180kg/m³的钢纤维、20-30kg/m³的减水剂和170-190kg/m³的水，水灰比为0.15-0.18；