一種以海水與非金材料為主材的島礁工程建筑結構技術的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于建筑業(yè)技術領域，涉及一種以海水與非金材料為主材的島礁工程建筑 結構技術。
【背景技術】
[0002] 目前我國正在大力開發(fā)南海建設，各島礁處于填海擴大、亟待建設的關鍵發(fā)展時 期。而海洋島礁的特殊環(huán)境，使得普通混凝土在島礁建設中面臨著諸多問題，較為突出的 有：一、海洋環(huán)境下對鋼筋混凝土中鋼筋的腐蝕，使得建筑物使用壽命大大減小。二、普通混 凝土制備過程中需要大量的石子，遠海運輸大量石子會大大增加建造成本，同時延長建設 周期。三、鋼筋混凝土中的鋼筋需要在施工現場進行制作，消耗大量人力物力。上述問題制 約了我國南海地區(qū)重要戰(zhàn)略地位的發(fā)揮，延緩了南海地區(qū)的發(fā)展。
[0003] 在海洋島礁地區(qū)廣泛使用的以海水為粗集料的混凝土（海水集料混凝土出自程 華"吸水樹脂混凝土的制備及方法"，專利號為201210345029. 4的一種新型材料），由于其 彈性模量低，受力后變形過大，且制備材料為海水，無法與鋼筋配合使用，導致目前該材料 無法應用于建筑物中。本發(fā)明將海水集料混凝土與非金材料相結合，利用非金材料良好的 耐久性及力學性能，彌補海水集料混凝土變形過大的缺陷。

【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種以海水與非金材料為主材的島礁工程建筑結構技術， 解決了現有海島建設中鋼筋混凝土結構的構件易被腐蝕，造價成本高，使用年限低，安全性 低的問題。
[0005] 本發(fā)明所采用的技術方案是由梁、板、柱三部分結構構件組成；
[0006] 梁的組成包括非金筋材、海水集料混凝土和纖維網格，其中纖維網格和非金筋材 與海水集料混凝土混在一起，非金筋材為CFRP、BFRP、GFRP纖維材料；
[0007] 板由復合纖維筋材或FRP型材和海水集料混凝土結合，其中復合纖維筋材由碳纖 維及玻璃纖維組成，兩者用量比例為1 : 9,碳纖維纏繞角度為45°，寬度為1倍筋材直徑， 纏繞間距為0. 4倍筋材直徑；
[0008] 柱模內放置FRP筋材作為豎向纖維筋，形成柱體骨架，在FRP筋材骨架外圍放置 FRP纖維網，以增強柱體穩(wěn)定性和承載力。
[0009] 進一步，所述纖維網格寬度為梁截面尺寸的3/4為宜，布置位置為梁高1/5處，網 格孔洞大小3~5cm，網格直徑為2mm〇
[0010] 進一步，所述梁的制備方法為首先將非金筋材至于模具當中，按照要求留置保護 層厚度30cm的空間，隨后澆入海水集料混凝土至指定高度，立即放入纖維網格，隨后立即 繼續(xù)澆筑混凝土，整個過程無需振搗，3天后待其產生強度，7天后拆除模具。
[0011] 本發(fā)明的有益效果是無需淡水資源，海洋島礁工程可以就地取材。結構中不使用 鋼筋，同時非金纖維材料具有優(yōu)良的耐久性能，可以滿足建筑物長期使用的安全要求。
【附圖說明】
[0012] 圖1為梁構件的結構；
[0013]圖2為復合纖維筋材的板構件結構；
[0014] 圖3是柱構件的結構；
[0015] 圖4是梁構件抗壓測試結果示意圖。
【具體實施方式】
[0016] 下面結合【具體實施方式】對本發(fā)明進行詳細說明。
[0017] 本發(fā)明將非金材料與海水集料混凝土結合，形成了適用于島礁工程建設的非金材 料海水集料混凝土結構體系。結構體系由梁、板、柱三部分結構構件組成。
[0018] 1.如圖1所示為梁構建的結構。梁1屬于非金材料海水集料混凝土結構中重要的 受彎構件。梁1的組成包括非金筋材2、非金的纖維網格3和海水集料混凝土 4。非金筋材 2和纖維網格3可選用CFRP、BFRP、GFRP等力學性能優(yōu)良的纖維材料制成。對于使用在梁1 內的纖維網格3而言，寬度為梁1截面尺寸的3/4為宜，布置位置為梁1高1/5處，網格孔 洞大小3~5cm，網格直徑為2mm，其與海水集料混凝土 4結合的方式如圖1所示。梁1的 制備方法為首先將非金筋材2至于模具當中，按照要求留置保護層厚度30cm的空間，隨后 澆入海水集料混凝土 4至指定高度，立即放入纖維網格3,隨后立即繼續(xù)澆筑混凝土，整個 過程無需振搗，3d(天）后待其產生強度，7d后方可拆除模具。
[0019] 2.板屬于非金材料和海水集料混凝土受彎構件，但其設計方法和形式并沒有鋼筋 混凝土樓板那么多種類型。具體樓板類型有如下兩種：
[0020] (1)非金材料為復合纖維筋材。如圖2所示，由于板構件受剪切力較大，因此需要 對纖維筋材進行剪切強度上的加固，因此研制了新型的FRP筋材-復合纖維筋材，其由碳纖 維5及玻璃纖維6組成，兩者用量比例為1 : 9。碳纖維5纏繞角度為45°，寬度為1倍筋 材直徑，纏繞間距為0. 4倍筋材直徑。制成的復合纖維筋材極限抗拉強度為1400MPa，彈性 模量為l〇〇GPa，垂直剪切強度30MPa(成本比CFRP筋低，剪切性能比GFRP、BFRP筋材均高）。
[0021] 其與海水集料混凝土結合方式為在樓板模具中放置事先制作好的復合纖維筋，按 照雙層雙向布置，具體間距及筋材直徑參見國家規(guī)范要求。隨后制備海水集料混凝土，按照 C30強度制備，完成后澆入模具當中，無需振搗。
[0022] (2)非金材料為FRP型材。將型材置于樓板模版中，按照海水集料混凝土保護層厚 度為50mm~70mm放置，隨后饒筑海水集料混凝土，養(yǎng)護28d后形成非金型材海水集料混凝 土樓板，板內無需配置筋材，樓板厚度范圍為200cm~300cm。基本可以滿足島礁工程簡易 構筑物的使用要求。海水集料混凝土樓板與FRP型材結合方法較現有的鋼筋混凝土技術更 加靈活。但是，采用FRP型材與海水集料混凝土結合組成樓板具有特殊的要求，因為型材只 能單向布置，要求樓板為單向板，無法使用雙向板。
[0023] 3.柱屬于非金材料海水集料混凝土結構中唯一的受壓構件，由于非金材料海水集 料混凝土結構體系在受壓時，與鋼筋混凝土具有相同的力學規(guī)律，即混凝土發(fā)揮主要承壓 作用。但由于海水集料混凝土彈性模量低及其內部特殊的孔洞結構，使得常規(guī)的布筋方式 無法滿足柱構件承載力要求。非金材料海水集料混凝土柱