
FRP 作為一種高性能的新型結構材料,具有很強的可設計性,與普通混凝土組合應用已有了很多豐富的結構形式,在此基礎上將普通混凝土換為海砂混凝土,充分利用 FRP 的耐氯鹽腐蝕能力,形成了一系列新的應用形式:FRP筋海砂混凝土結構、FRP 型材海砂混凝土組合結構、FRP管海砂混凝土組合構件、鋼管-FRP-海砂混凝土組合柱等。
FRP 筋海砂混凝土結構
FRP 筋代替鋼筋用于海砂混凝土中,主要利用 FRP材料良好的耐腐蝕性能,避免了鋼筋銹蝕的問題; 而且 FRP筋輕質高強,具有抗腐蝕、非磁性、抗疲勞等優點。FRP筋的形式多樣,可以是與鋼筋 類似的 FRP縱筋和 FRP箍筋,兩者形成FRP筋籠 用于海砂混凝土中;也可以是 FRP 格柵作為筋材 用于海砂混凝土,格柵中縱橫向筋材被嵌鎖在一 起,方便用于板類構件,避免了縱橫向筋材的綁扎, 施工快速方便,雙向受力性能好。
FRP型材-海砂混凝土組合結構
隨著FRP生產工藝的進步,尤其是拉擠工藝的 成熟,拉擠型材的截面形式靈活,可設計性強。FRP型材在工程中的應用迅速增加,利用它與海砂混凝 土組合可充分發揮材料性能,使上部的混凝土受壓, 下部 FRP 型材受拉,兩者之間的剪力連接件保證 FRP 與混凝土協同工作; 而且 FRP 型材可作為模板,方便施工。這類組合構件尤其適用于近 海、寒冷地區的橋梁結構,能抵御外界嚴苛的氯鹽腐 蝕環境。
FRP 管海砂混凝土組合構件
以預制的 FRP 管為模板,在管內澆筑混凝土形成 FRP 管混凝土是很合理的一種 FRP-混凝土組 合結構構件。FRP 管不僅對混凝土有很好的約束作用,很地提高了混凝土的強度和變形能力; 還可以 充當模板,提高施工速度。由于FRP耐氯鹽腐蝕, 管中可澆筑海砂混凝土形成 FRP 管海砂混凝土構件,組合形式合理,力學性能優異,而且對環境友好, 應用前景廣闊。
世界各國學者對于FRP管混凝土的研究較多, 對于FRP管約束混凝土的軸壓性能、壓彎性能、抗震性能、施工過程中FRP 管的受力性能、長期受力性能、FRP管中纖維種類和纏繞角度以及分析計算模型都有深入地研究,采用海砂混凝土代替普通混凝土,FRP 管混凝土構件的受力機理不變,已知同等條件下海砂混凝土與普通混凝土的力學性能基本相當,所以針對FRP管普通混凝土構件的研究與應用可快速推廣到FRP管海砂混凝土組合構件。
鋼管-FRP-海砂混凝土組合柱
鋼管混凝土柱是一種已經被工程領域廣泛應用 的高性能構件,査曉雄等探討了一種隔離方法在鋼 管混凝土柱中合理安全地應用海砂混凝土,具體 做法是在將 FRP 管置于鋼管內壁和海砂混凝土之 間,讓其隔離海砂中的氯離子接觸鋼管內壁,同時可 利用其增加外管對混凝土的約束作用,提高構件的 承載力和變形能力。
通過合理的構造將FRP與海砂混凝土組合可以形成一系列高性能構件,使用時直接采用未經凈化處理的海砂和海水配制混凝土,節約資源,保護環境,可在環境友好型建筑的發展中扮演重要角色。在沿海和海洋中應用時能就地取材,大幅度減少原材料的運輸量,降低施工難度,對海洋建設開發有重大意義。