[实用新型]碳纤维-FRP-钢筋复层网格海水海砂混凝土柱

说明书

本实用新型公开了一种碳纤维‑FRP‑钢筋复层网格海水海砂混凝土柱，包括由碳纤维网格‑FRP网格筋构成的外加电流阴极保护和结构加固复合系统以及钢筋海水海砂混凝土柱；钢筋海水海砂混凝土柱包括海水海砂混凝土和固设于海水海砂混凝土内部的钢筋笼；钢筋笼外接用于连接直流电源负极的导线；外加电流阴极保护和结构加固复合系统由FRP网格筋和碳纤维网格组成，位于钢筋笼四周外侧的保护层内；碳纤维网格外接用于连接直流电源正极的导线。

技术领域

本实用新型涉及装配式结构工程技术领域，具体涉及一种碳纤维-FRP-钢筋复层网格海水海砂混凝土柱。

背景技术

滨海地区的海水海砂资源丰富，在混凝土结构中，采用海水海砂，可以有效解决河砂淡水资源日益枯竭的问题，充分利用当地资源。目前但采用海水海砂的钢筋混凝土结构会产生比较严重的腐蚀问题，降低海水海沙混凝土结构的力学性能和耐久性。

外加电流阴极保护(Impressed Current Cathodic Protection，简称ICCP)是采用辅助阳极材料对混凝土结构内部钢筋施加阴极保护电流，使电位负移至免蚀区域，从而保护钢筋的技术，被公认为是一种可有效预防和延缓钢筋腐蚀的调控方法；结构加固(Structural Strengthening，简称SS)是采用结构钢或纤维增强聚合物(FibreReinforced Polymer，简称FRP)等结构加固材料与混凝土结构共同受力变形，从而提高或修复结构力学性能的技术。

ICCP技术虽然可以抑制滨海环境下的混凝土结构中的钢筋腐蚀，但无法恢复由于钢筋腐蚀导致的结构力学性能劣化；SS技术虽然可提高或恢复结构承载力，但无法从根本上上解决滨海环境下，混凝土结构外部环境和内部有害元素对钢筋的持续侵蚀作用。

纤维增强复合材料(Fibre Reinforced Polymer，简称FRP)是一种以高分子环氧树脂为机体，以高强纤维为增强体，经过复合工艺制成的复合材料，具有轻质、高强、耐腐蚀、耐疲劳、性能可设计等优点，是SS技术中广泛应用的材料。

在本领域，提供一种具有外加电流阴极保护和结构加固功能的钢筋海水海砂柱是亟待解决的技术问题。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型的目的在于针对目前滨海地区河砂淡水资源的不足，提供碳纤维-FRP-钢筋复层网格海水海砂混凝土柱，充分利用海水海砂资源；通过基于碳纤维网格-FRP网格筋的ICCP-SS系统来预防和延缓钢筋腐蚀，提高或恢复由海水海砂导致的钢筋腐蚀而损失的结构承载力。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种碳纤维-FRP-钢筋复层网格海水海砂混凝土柱，包括由碳纤维网格-FRP网格筋构成的外加电流阴极保护和结构加固复合系统(ICCP-SS)以及钢筋海水海砂混凝土柱；

所述钢筋海水海砂混凝土柱包括海水海砂混凝土和固设于所述海水海砂混凝土内部的钢筋笼；所述钢筋笼外接用于连接直流电源负极的导线；

所述外加电流阴极保护和结构加固复合系统由FRP网格筋和碳纤维网格组成，位于所述钢筋笼四周外侧的保护层内；所述碳纤维网格外接用于连接直流电源正极的导线。

本实用新型通过碳纤维网格-FRP网格筋和钢筋海水海砂混凝土的复合，有效的利用沿海地区的海水海砂资源，在柱使用阶段，通过外加电流以碳纤维网格为阳极对钢筋进行阴极保护，可预防和延缓海水海砂混凝土对钢筋的腐蚀，FRP网格筋的使用可以提高或弥补由于钢筋腐蚀而损失的结构承载力，保证了所述预制柱的耐久性和结构性能。

本实用新型利用碳纤维具有的优异导电性和稳定化学特性，将其作为ICCP技术的辅助阳极使用，将FRP和碳纤维材料开发成一种具有ICCP功能和SS功能的组合系统。