高强钢筋功能梯度混凝土梁的利记博彩app
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种建筑构件的结构及材料，尤其涉及一种高强钢筋功能梯度混凝土梁，属于建筑材料技术领域。
【背景技术】
[0002]混凝土结构的耐久性是当今土木工程领域面临的一个世界性重大工程技术问题，具有普遍性和科学性，并与国民经济和可持续发展紧密相连。据统计，仅在1999年一年，我国因结构劣化造成的经济损失就高达1800亿~3600亿元。钢筋混凝土结构性能劣化是由混凝土劣化和钢筋劣化造成的，而这两方面的劣化均与混凝土的开裂有关。已有大量的研究表明，钢筋的锈蚀率与水分及其他有害物质渗入到混凝土构件内的速度有关。在同样的环境条件和相同的保护层厚度下，裂缝宽度越大，则钢筋越易于腐蚀。因此，在实际混凝土结构设计中，裂缝宽度的控制是解决问题的关键。
[0003]众所周知，采用高配筋率的结构设计，不仅需要投入大量的人力和时间，而且不利于保证混凝土浇筑的质量，从而可能导致更为松散的混凝土，反而增加了混凝土的渗透性。近年来，随着高强钢筋在土木工程中的推广应用，在正常使用状态下钢筋应力较高，可能需要加配受力钢筋控制裂缝，这样就不能充分发挥高强钢筋的强度效率。特别是在耐久性能影响下增大构件的混凝土保护层厚度时，构件的裂缝宽度将进一步增大，裂缝控制问题则更加突出。
[0004]研究低渗透性的改性混凝土，采用纤维增强增韧是一种有效可行的方法。近年来纤维混凝土材料得到了广泛的应用，并取得了良好的效果。但是，这些纤维混凝土在重荷载作用下仍然无法有效地控制裂缝宽度的扩展，在直接拉伸荷载作用下仍表现出应变软化特性，在展示高于混凝土韧性的同时，常以较宽的有害裂缝为代价。因此，研究人员对高性能纤维水泥基复合材料做了进一步的研发，例如，公成旭、张君在文献《高韧性纤维增强水泥基复合材料的抗拉性能》中介绍了高韧性聚乙烯醇纤维(PVA)增强水泥基复合材料的配合比、制备过程以及拉伸力学性能；俞家欢、Victor Li在文献《Research on product1n,performance and fibredispers1n of PVA engineeringcementit1us composites〉〉中详细介绍了聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料的制备工艺。在上述制备方案中给出的聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料虽然都得到了应变硬化现象以及复合开裂效果，但却因为采用日本Kurrary公司生产的聚乙烯醇纤维价格昂贵，致使成品的成本较高，难以实现工程应用。
[0005]对普通的混凝土受弯梁来说，受拉区混凝土的开裂加快了钢筋的锈蚀，继而造成了混凝土保护层的进一步开裂和剥落。
[0006]近年来,功能梯度材料在水泥混凝土材料领域的应用已越来越引起广大研究者们的重视，例如徐世烺、李庆华在文献《超高韧性复合材料控裂功能梯度复合梁弯曲性能理论研究》中对具有超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)保护层的钢筋混凝土短梁进行了试验研究。但该文中所用的超高韧性水泥基复合材料采用了日本Kurrary公司生产的聚乙烯醇纤维制备而成。而且，试验结果表明，尽管上述钢筋混凝土梁中配置的钢筋仅为HRB335级钢筋，但在极限破坏时仍有部分试件在裂缝根部将会发生局部层界脱粘，却不会造成UHTCC层与混凝土层严重剥离。
【发明内容】
[0007]本发明针对高强钢筋推广过程中遇到的裂缝宽度控制问题，以及普通混凝土存在的抗裂能力差、极限延伸率小等缺点，提供一种高强钢筋功能梯度混凝土梁，旨在解决如何使配置高强钢筋的混凝土梁在充分利用高强钢筋强度优势的同时控制其在正常使用极限状态下的裂缝宽度以满足耐久性要求的问题。
[0008]为了实现本发明的上述目的，本发明的技术方案如下:一种高强钢筋功能梯度混凝土梁，包括普通混凝土 1、高韧性纤维增强水泥基复合材料2和布置在普通混凝土 I或高韧性纤维增强水泥基复合材料2中的高强钢筋3，其特征在于，所述普通混凝土 1、高韧性纤维增强水泥基复合材料2分层组合，混凝土梁的受压区采用普通混凝土 1，在梁的整个纵向长度范围内或特定梁段的受拉区浇筑高韧性纤维增强水泥基复合材料2，在普通混凝土 I与高韧性纤维增强水泥基复合材料2的结合区域采用界面区处理；所述界面处理是在界面处人工制造具有相应深度的压痕或者是在界面区域预埋钢件。
[0009]所述梁的整个纵向长度范围内高韧性纤维增强水泥基复合材料2的厚度是梁截面高度的1/10~1/5 ;所述特定梁段是指以梁的弯矩控制截面为对称中心且其长度为梁长的1/4~1/2的梁段，其受拉区高韧性纤维增强水泥基复合材料2的浇筑厚度为梁截面高度的 1/10~1/5。
[0010]所述的高韧性纤维增强水泥基复合材料2包括水泥、粉煤灰、硅灰、石英砂、国产纤维、水和减水剂，各组分的重量比为:水泥11.4?48.7%、粉煤灰2%?34.1 %、硅灰12.0?12.4%、石英砂18.5?32.0%、国产纤维1.47?2.5%、水15.5?22.7%和减水剂0.2%?1.2% ;所述国产纤维为国产聚乙烯醇纤维或者聚丙烯纤维。
[0011]所述国产纤维长度为9?22mm、直径为0.015?0.05mm、弹性模量为30?150GPa、抗拉强度为1000?3500MPa、极限伸长率为2%?15%。
[0012]所述的高强钢筋3为400MPa级钢筋或500MPa级钢筋，布置在普通混凝土 I中或者高韧性纤维增强水泥基复合材料2中或者二者的结合区域。
[0013]所述的压痕为半球形凹点压痕，半球形凹点的半径为2~3cm，相邻两半球形凹点的距离在3~5cm。
[0014]所述的钢件为高强钢筋4或钢丝或钢筋网片5。
[0015]所述制备方法是将上述重量比的水泥、粉煤灰、硅灰、石英砂添加到搅拌机的搅拌桶内进行低速干拌lmin，使各基体材料分散均匀；再将重量比的水和减水剂加入上述基体材料中低速搅拌lmin,再高速搅拌2min,形成均勻的流动性较好的糊状衆体；最后加入重量比的国产纤维，高速搅拌Smin至分散均匀为止。
[0016]本发明是在传统的钢筋混凝土结构的基础上，引入功能梯度材料设计原理，对混凝土进行分层设计，用国产纤维制备高韧性纤维增强水泥基复合材料以取代受拉区部分混凝土，受压区混凝土仍采用普通混凝土，采用特殊的界面区处理技术，实现材料体系在性能上的均匀过渡，并以高强钢筋作为纵向受拉钢筋，进而构成承载能力强和耐久性能高的新型钢筋混凝土梁。本发明的有益效果:本发明以高强钢筋作为纵向受拉钢筋，用高韧性纤维增强水泥基复合材料取代受拉区部分混凝土以控制梁在正常使用状态下的裂缝宽度，既可以充分发挥高强钢筋强度高的优点，减小纵向受拉钢筋用量，节约资源，又可以提高混凝土梁的耐久性。因此，本发明综合、充分利用了高强钢筋和高韧性纤维增强水泥基复合材料的优良性能，节约钢材资源，提高结构耐久性。
【附图说明】
[0017]图1是本发明中高韧性纤维增强水泥基复合材料的制作流程图；
图2、图3是普通混凝土和高韧性纤维增强水泥基复合材料的分层形式图及界面处理图；
图4是高强钢筋在梁体里的布置位置图之一；
图5是高强钢筋在梁体里的布置位置图之二；
图6是高强钢筋在梁体里的布置位置图之三；
图中，I为普通混凝土，2为高韧性纤维增强水泥基复合材料，3为高强钢筋，4为高强钢筋，5为钢筋网片。
【具体实施方式】
[0018]本发明由两种水泥基材料分层组合而成，其结构要点:用高韧性纤维增强水泥基复合材料取代受拉区部分混凝土，受压区混凝土仍采用普通混凝土，并采用特殊的界面区处理技术，实现材料体系在性能上的均匀过渡。作为一种优选方案，本发明在梁的整个纵向长度范围内浇筑高韧性纤维增强水泥基复合材料如图2所示，其厚度是梁截面高度的1/10~1/5。作为另一种优选方案，本发明在某一特定梁段的受拉区浇筑高韧性纤维增强水泥基复合材料，如图3所示，该某一特定梁段是指以梁的弯矩控制截面为对称中心且其长度为