專利名稱：一種用于惡劣環(huán)境下的混凝土墩柱的防腐管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于惡劣環(huán)境下的混凝土墩柱的
防腐管。
背景技術(shù)：
我國(guó)海水環(huán)境、鹽堿地和鹽漬地等混凝土結(jié)構(gòu)大量的現(xiàn)場(chǎng)暴露試驗(yàn)和實(shí)際工程調(diào)研結(jié)果表明，80%以上使用IO年左右的碼頭和橋梁都發(fā)生嚴(yán)重或較嚴(yán)重的破壞，如鋼筋銹蝕破壞、凍害和化學(xué)侵蝕等。這些現(xiàn)場(chǎng)破壞有一個(gè)共同點(diǎn)，就是處在潮汐/浪濺區(qū)或土壤_空氣區(qū)的混凝土墩柱的腐蝕和鋼筋銹蝕破壞比處在水下區(qū)、土壤區(qū)或大氣區(qū)的嚴(yán)重得多，見(jiàn)圖1 (大氣區(qū)以及水下區(qū)腐蝕輕微)和圖2(大氣區(qū)以及土壤區(qū)受雨水中氯鹽或硫酸鹽侵蝕，侵蝕較輕微)，其主要原因是潮汐/浪濺區(qū)的混凝土因在干濕循環(huán)、凍融循環(huán)、溫度循環(huán)、波砂磨損的作用下，或者土壤-空氣區(qū)受鹽結(jié)晶循環(huán)作用下，環(huán)境中的侵蝕離子和氧氣等更容易進(jìn)入混凝土中，混凝土中的水化產(chǎn)物也更容易與環(huán)境離子交換或溶出，因此這個(gè)部位的混凝土墩柱在使用壽命期間便發(fā)生嚴(yán)重的鋼筋銹蝕以及混凝土腐蝕破壞，嚴(yán)重危害整個(gè)建筑物的安全使用。 目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于這些過(guò)渡區(qū)主要是在原有混凝土防腐蝕設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，在墩柱表面采用保護(hù)層(涂料、纏繞帶、防護(hù)套等)，這些方法都有不同的缺點(diǎn)。就目前實(shí)踐情況來(lái)看，涂料層使用壽命很短，不到5年就會(huì)發(fā)生脫落，并且重新涂刷成本高，難度大。纏繞帶主要為纖維布，缺點(diǎn)是彈性較小，容易脫落；目前使用效果較好的是美國(guó)CCI公司的單片式防腐套，但仍有潛在滲水通道，并且厚度不能太厚，否則不利于人工施工。另外纏繞帶和單片式防腐套的施工費(fèi)用較高，均需要潛水員進(jìn)行水下部分的操作，費(fèi)時(shí)費(fèi)勞力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種用于惡劣環(huán)境下的混凝土墩柱的防腐管，可應(yīng)用于處于海洋環(huán)境的潮汐浪濺區(qū)以及鹽湖區(qū)的土壤_空氣過(guò)渡區(qū)的新建的橋墩結(jié)構(gòu)或其他混凝土柱結(jié)構(gòu)。 本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種用于惡劣環(huán)境下的混凝土墩柱的防腐管，其特征在于，包括大口徑塑管，該大口徑塑管的上下兩端的內(nèi)壁上各設(shè)有一圈防水雙面膠帶。 所述的防水雙面膠帶的一面為用于粘結(jié)大口徑塑管內(nèi)壁的普通粘性層，另一面為預(yù)粘結(jié)層，用于與后澆注新拌混凝土在硬化過(guò)程中進(jìn)行粘結(jié)。 所述的大口徑塑管采用高密度聚乙烯纏繞管、高密度聚乙烯波紋管、聚氯乙烯纏
繞管、聚氯乙烯加筋管或聚氯乙烯波紋管。所述的大口徑塑管的厚度為6mm 200mm。 所述的防腐管在使用時(shí)預(yù)置于鋼模內(nèi)，然后澆注混凝土一體化成型，澆注的混凝土在硬化過(guò)程中與防腐管防水雙面膠帶的預(yù)粘結(jié)層進(jìn)行粘結(jié)。
3
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn) (1)防腐管安裝時(shí)直接預(yù)置于鋼模內(nèi)，混凝土澆注后與防腐管內(nèi)兩端的雙面膠帶
的預(yù)粘結(jié)層進(jìn)行粘結(jié)，結(jié)構(gòu)一體化成型和防腐蝕措施同步進(jìn)行，節(jié)約后期結(jié)構(gòu)防腐蝕措施 的施工費(fèi)用和時(shí)間，無(wú)需潛水員進(jìn)行施工。 (2)防腐管為預(yù)制無(wú)縫管，厚度在6mm到200mm之間，相對(duì)于其他方式的包扎層更 厚更均勻(單片式防腐套的最大厚度僅為6. 25mm)，除了防腐蝕的功能，對(duì)核心混凝土還可 以形成緊箍約束的作用，改善核心混凝土脆性大的問(wèn)題，提高組合結(jié)構(gòu)的延性和韌性；在核 心混凝土破壞斷裂并且軸向應(yīng)變達(dá)到10%的情況下，殘余強(qiáng)度率還能維持在40%以上，提 高結(jié)構(gòu)安全性；而單片式防腐套或纏繞帶由人工進(jìn)行包扎，厚度太大不利于施工，并且對(duì)混 凝土無(wú)約束增強(qiáng)作用。 (3)防腐管的材質(zhì)如高密度聚乙烯(HDPE)具有非常優(yōu)異的耐物理和化學(xué)腐蝕特 性，目前廣泛應(yīng)用于陸上或海上的管道防腐層，海洋養(yǎng)殖業(yè)的圍欄結(jié)構(gòu)以及市政工程的污 水排水道，可以適應(yīng)強(qiáng)化學(xué)腐蝕環(huán)境、水下環(huán)境、土壤環(huán)境以及室外暴露環(huán)境；防腐管作為 一層"厚保護(hù)膜"，通過(guò)雙面膠帶與混凝土形成一個(gè)整體，防止氯鹽、硫酸鹽和氧氣等有害物 質(zhì)從界面侵入混凝土中，并代替混凝土承受惡劣環(huán)境的溫度循環(huán)和干濕循環(huán)所帶來(lái)的物理 性腐蝕，以提高結(jié)構(gòu)的耐久性。 (4)防腐管的材質(zhì)如聚氯乙烯(PVC)和高密度聚乙烯(HDPE)的熱傳導(dǎo)率分別只有 0. 33kcal/m. hr. °C、0. 29kcal/m. hr. 。C，均不到鋼管的1 % ，在成型脫去鋼模之后，防腐管仍 可以作為混凝土的一個(gè)封閉保溫層，為混凝土創(chuàng)造了充分的養(yǎng)護(hù)條件，其他防護(hù)措施均是 混凝土結(jié)構(gòu)成型之后進(jìn)行，無(wú)此效果。 (5)防腐管的材質(zhì)如聚氯乙烯(PVC)和高密度聚乙烯(HDPE)的斷裂延伸率分別為 100%和700%，脆化溫度均低于_501:，具有良好的延性和低溫性能，目前兩種管材埋地后 的使用年限均大于50年，由于核心混凝土的支撐，防腐管不會(huì)發(fā)生應(yīng)力破壞，這些物理性 能可以保證防腐管對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)起到全程防護(hù)的作用，與建筑物同壽命。


圖1為海洋區(qū)的混凝土墩柱示意圖； 圖2為鹽湖區(qū)的混凝土墩柱示意圖； 圖3為本發(fā)明應(yīng)用于混凝土墩柱的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為圖3的剖視圖； 圖5為本發(fā)明的立體剖視圖； 圖6為本發(fā)明的防腐管在海洋區(qū)的使用示意圖；
圖7為本發(fā)明的防腐管在鹽湖區(qū)的使用示意圖； 圖8為本發(fā)明的實(shí)施例1的防腐管約束混凝土與相同尺寸素混凝土的應(yīng)力應(yīng)變曲 線的對(duì)比圖； 圖9為本發(fā)明的實(shí)施例2的防腐管約束混凝土與相同尺寸素混凝土的應(yīng)力應(yīng)變曲 線的對(duì)比圖； 其中，圖8、圖9中的黑線表示本發(fā)明的防腐管，灰線表示素混凝土。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明 如圖3 圖9所示，一種用于惡劣環(huán)境下的混凝土墩柱的防腐管，本發(fā)明防腐管1 包括大口徑塑管2，該大口徑塑管2的上下兩端的內(nèi)壁上各設(shè)有一圈防水雙面膠帶3。
所述的防水雙面膠帶3的一面為用于粘結(jié)大口徑塑管內(nèi)壁的普通粘性層，另一面 為預(yù)粘結(jié)層，用于與后澆注新拌混凝土 4在硬化過(guò)程中進(jìn)行粘結(jié)；所述的大口徑塑管2采用 高密度聚乙烯纏繞管、高密度聚乙烯波紋管、聚氯乙烯纏繞管、聚氯乙烯加筋管或聚氯乙烯 波紋管；所述的大口徑塑管2的厚度為6mm 200mm ;所述的防腐管1在使用時(shí)預(yù)置于鋼模 5內(nèi)，然后澆注混凝土 4 一體化成型，澆注的混凝土 4在硬化過(guò)程中與防腐管1防水雙面膠 帶2的預(yù)粘結(jié)層進(jìn)行粘結(jié)。 防腐管用于包裹混凝土墩柱，管內(nèi)壁與混凝土之間采用防水的雙面膠帶進(jìn)行密 封。防腐管的厚度、外徑可根據(jù)工程尺寸以及成本控制進(jìn)行預(yù)制。 本發(fā)明防腐管1使用時(shí)是將其預(yù)置于鋼模5之內(nèi)，然后澆注混凝土一體化成型，脫 模后防腐管與混凝土結(jié)構(gòu)形成一個(gè)整體，如圖6、7所示。 本發(fā)明防腐管內(nèi)側(cè)兩端的雙面膠帶目的是為了隔斷滲透通道，防止外界有害物質(zhì) 滲透到防腐管與混凝土的間隙當(dāng)中。該雙面膠帶是一種防水產(chǎn)品，一面是普通粘性層，粘結(jié) 于防腐管內(nèi)壁(預(yù)先粘結(jié)于塑管內(nèi)壁上下端部)，可根據(jù)防水等級(jí)要求確定膠帶寬度，另一 面是預(yù)粘結(jié)層，本身沒(méi)有粘性，但混凝土澆注后硬化過(guò)程中的水化產(chǎn)物可以與其表面的微 觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行機(jī)械咬合，從而實(shí)現(xiàn)膠帶對(duì)后澆混凝土的預(yù)粘結(jié)。該雙面膠帶預(yù)先粘結(jié)于防腐 管上下端部，可根據(jù)防水等級(jí)要求確定膠帶寬度。
實(shí)施例1 : 本實(shí)施例的防腐管材質(zhì)為高密度聚乙烯(HDPE)管，公稱壓力1. 6MPa，核心混凝土 強(qiáng)度等級(jí)為C30。 HDPE管具有強(qiáng)耐腐蝕性以及良好的延展性和低溫性能，可以代替混凝土 墩柱承受惡劣環(huán)境下的物理腐蝕和化學(xué)腐蝕。用于連接HDPE管和混凝土的雙面膠帶阻斷 了氧氣、氯離子等有害物質(zhì)侵入的通道，防止了鋼筋銹蝕的發(fā)生。HDPE管的熱傳導(dǎo)率僅為鋼 管的0. 6%，為核心混凝土提供了恒溫的養(yǎng)護(hù)環(huán)境，避免大體積混凝土由于內(nèi)外側(cè)溫差而導(dǎo) 致開(kāi)裂。 圖8為本發(fā)明防腐管(采用1. 6MPa HDPE管)約束混凝土與相同尺寸素混凝土的 應(yīng)力應(yīng)變曲線的對(duì)比圖。相對(duì)于素混凝土，該組合結(jié)構(gòu)的抗壓強(qiáng)度提高了48.8%，應(yīng)變能提 高了 2500%， HDPE管的環(huán)向約束應(yīng)力提高了混凝土墩柱的延性和抗震性能。
實(shí)施例2 : 本實(shí)施例的防腐管材質(zhì)為聚氯乙烯(PVC)管，公稱壓力1.6MPa，核心混凝土強(qiáng)度 等級(jí)為C30。 PVC管同樣具有強(qiáng)耐腐蝕性以及良好的延展性和低溫性能，可以代替混凝土墩 柱承受惡劣環(huán)境下的腐蝕。用于連接PVC管和混凝土的雙面膠帶阻斷了氧氣、氯離子等有 害物質(zhì)侵入的通道，防止了鋼筋銹蝕的發(fā)生。PVC管的熱傳導(dǎo)率僅為鋼管的1%，為核心混 凝土提供了恒溫的養(yǎng)護(hù)環(huán)境，避免大體積混凝土由于內(nèi)外側(cè)溫差而導(dǎo)致開(kāi)裂。
圖9本發(fā)明防腐管(采用1. 6MPa PVC管)約束混凝土與相同尺寸素混凝土的應(yīng) 力應(yīng)變曲線的對(duì)比圖。相對(duì)于素混凝土，該組合結(jié)構(gòu)的抗壓強(qiáng)度提高了 157%，應(yīng)變能提高 了 3780%。 PVC管的環(huán)向約束應(yīng)力提高了混凝土墩柱的延性和抗震性能，并極大提高了結(jié)構(gòu)的承載能力,
權(quán)利要求
一種用于惡劣環(huán)境下的混凝土墩柱的防腐管，其特征在于，包括大口徑塑管，該大口徑塑管的上下兩端的內(nèi)壁上各設(shè)有一圈防水雙面膠帶。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于惡劣環(huán)境下的混凝土墩柱的防腐管，其特征在于， 所述的防水雙面膠帶的一面為用于粘結(jié)大口徑塑管內(nèi)壁的普通粘性層，另一面為預(yù)粘結(jié) 層，用于與后澆注新拌混凝土在硬化過(guò)程中進(jìn)行粘結(jié)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于惡劣環(huán)境下的混凝土墩柱的防腐管，其特征在 于，所述的大口徑塑管采用高密度聚乙烯纏繞管、高密度聚乙烯波紋管、聚氯乙烯纏繞管、 聚氯乙烯加筋管或聚氯乙烯波紋管。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于惡劣環(huán)境下的混凝土墩柱的防腐管，其特征在于， 所述的大口徑塑管的厚度為6mm 200mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于惡劣環(huán)境下的混凝土墩柱的防腐管，其特征在于， 所述的防腐管在使用時(shí)預(yù)置于鋼模內(nèi)，然后澆注混凝土一體化成型，澆注的混凝土在硬化 過(guò)程中與防腐管防水雙面膠帶的預(yù)粘結(jié)層進(jìn)行粘結(jié)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于解決惡劣環(huán)境中混凝土墩柱耐久性的新型防腐蝕結(jié)構(gòu)材料防腐管，防腐管由大口徑塑管以及管內(nèi)壁兩端的雙面膠帶構(gòu)成，塑管直徑厚度可以定制，使用時(shí)將防腐管預(yù)置于鋼模之內(nèi)，然后澆注混凝土一體化成型制得，新拌混凝土可以與防腐管內(nèi)壁雙面膠帶的預(yù)粘結(jié)層進(jìn)行粘結(jié)，以阻斷有害物質(zhì)從界面進(jìn)行滲透。防腐管對(duì)混凝土進(jìn)行包裹，保護(hù)混凝土并防止混凝土內(nèi)鋼筋銹蝕的發(fā)生，大大提高了混凝土墩柱的耐久性，同時(shí)還可以解決混凝土柱延性差的缺點(diǎn)；防腐管可以應(yīng)用于處于海洋環(huán)境的潮汐浪濺區(qū)以及鹽湖區(qū)的土壤-空氣過(guò)渡區(qū)的新建的橋墩結(jié)構(gòu)或其他混凝土柱結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)E01D19/02GK101725183SQ20081020213
公開(kāi)日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2008年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月3日
發(fā)明者張樹(shù)青, 朱蓓蓉, 楊全兵, 楊錢(qián)榮, 王俊顏 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)