一种桥梁用空心板梁的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及桥梁工程技术领域，尤其是涉及一种桥梁用空心板梁的制备方法。
【背景技术】
[0002] 空心板梁是桥梁工程中多种类型桥跨结构的一种，采用专用模具，以钢筋笼为骨 架，浇筑混凝土制成，内部为空芯结构，以充分减少空心板梁的自重。钢筋笼由若干根钢筋 捆扎或焊接而成，钢筋一般为普通碳钢，耐酸耐碱程度一般，使用较长时间后，会逐渐腐蚀， 导致钢筋的力学性能逐渐降低，逐渐失去骨架的功能，产生的锈蚀产物积存在钢筋与混凝 土的连接处，破坏了钢筋与混凝土之间的紧密连接，从而降低了空心板梁的强度等使用性 能，给桥梁的安全使用带来严重威胁，同时也降低了空心板梁的使用寿命。
[0003] 玄武岩纤维，是玄武岩石料在1450°C~1500°C恪融后，通过钼铭合金拉丝漏板高 速拉制而成的连续纤维。玄武岩纤维在许多方面都表现出优异的性能：1化学性能，玄武岩 纤维含有K20、Mg0和Ti02，使得玄武岩纤维具有比无碱玻璃纤维更好的耐酸性、耐碱性和耐 水能力；2.物理性能，玄武岩属于难熔矿石，熔化温度在1500°C以上，烧结温度达1060°C， 使得玄武岩纤维具有优异的耐高温和耐低温性能，普通玄武岩纤维的有效使用温度范围 为-260°C~700°C，特种玄武岩纤维可达982°C，其使用温度范围大大超过其它类别纤维材 料，玄武岩纤维的吸音系数大于玻璃纤维等其它纤维，是一种理想的隔音材料，玄武岩纤维 还具有优良的绝热性能和电绝缘性能，是一种理想的保温材料和电绝缘电子材料；3.机械 力学性能，玄武岩纤维的抗拉强度与无碱玻璃纤维及碳纤维相当，其弹性模量是无碱玻璃 纤维的1. 5倍，是高强S玻璃纤维的1. 9倍，从综合机械力学性能来看，玄武岩纤维是介于 碳纤维与玻璃纤维之间的一种纤维，远远优于聚丙烯等化纤和木纤，是一种理想的复合材 料加强纤维；4玄武岩纤维还具有优异的高温稳定性，随着温度升高，其各项力学性能、物 理和化学性能的下降幅度均小于无碱玻璃纤维。此外，玄武岩纤维的生产工艺产生的废弃 物少，对环境污染小，产品废弃后可直接转入生态环境中，无任何危害，因而是一种名副其 实的绿色、环保材料。
[0004] 因此，如何充分利用玄武岩纤维的优良性能提高空心板梁的使用性能和使用寿命 是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明的目的是提供一种桥梁用空心板梁的制备方法，该制备方法制 备的空心板梁以玄武岩纤维筋代替钢筋，充分利用玄武岩纤维的优良性能，不仅能够解决 钢筋腐蚀的问题，还能够提高空心板梁的强度等性能，从而能够提高空心板梁的使用性能 和使用寿命。
[0006] 为解决上述的技术问题，本发明提供的技术方案为：
[0007] -种桥梁用空心板梁的制备方法，包括以下步骤：
[0008] 1)采用若干个玄武岩纤维连接环将若干根玄武岩纤维筋连接成玄武岩纤维筋 笼；
[0009] 2)安装外模板和芯模板，并在所述外模板和芯模板上涂抹脱模剂，然后将所述步 骤1)得到的玄武岩纤维筋笼放置在所述外模板与芯模板之间的空腔内；
[0010] 3)往所述空腔内浇筑混凝土；
[0011] 4)养护所述混凝土；
[0012] 5)拆除所述外模板和芯模板，得到空心板梁。
[0013] 优选的，所述步骤1)具体为将玄武岩纤维加工成玄武岩纤维纺纱，再将玄武岩纤 维纺纱加工成具有网状结构的玄武岩纤维棒状织物，然后在玄武岩纤维棒状织物中充填热 固性树脂粉末，然后将充填有热固性树脂粉末的玄武岩纤维棒状织物放置在模具内加热成 型，得到玄武岩纤维筋，采用玄武岩纤维连接环将若干根玄武岩纤维筋连接成玄武岩纤维 筋笼。
[0014] 优选的，所述武岩纤维中直径为0. 6ym~0.9ym的玄武岩纤维的质量百分比为 60%~70%，直径为3 y m~5 y m的玄武岩纤维的质量百分比为30%~40%。
[0015] 优选的，质量百分比70%~80%的所述热固性树脂粉末的粒度大于等于325目。
[0016] 优选的，所述热固性树脂粉末为环氧树脂或酚醛树脂。
[0017] 优选的，所述加热成型过程中保温温度为220°C~260°C，保温时间为20min~ 40min〇
[0018] 优选的，所述玄武岩纤维筋的直径为5mm~20mm，相邻两根所述玄武岩纤维筋之 间的距离为30mm~60mm，相邻两个所述玄武岩纤维连接环之间的距离为30mm~60mm。
[0019] 优选的，所述步骤2)中涂抹脱模剂后在外模板内表面和/或芯模板外表面铺设若 干层玄武岩纤维布。
[0020] 优选的，所述玄武岩纤维布铺设2层。
[0021] 优选的，所述步骤3)混凝土中含有玄武岩纤维短切纱，所述玄武岩纤维短切纱的 长度为5mm~20mm，所述混凝土中玄武岩纤维短切纱的重量百分比为5%~20%。
[0022] 与现有技术相比，本发明提供了一种桥梁用空心板梁的制备方法，以玄武岩纤维 筋笼代替钢筋笼作为空心板梁的骨架，由于玄武岩纤维筋由玄武岩纤维和粘结剂制成，因 此，玄武岩纤维筋具有玄武岩纤维优良的化学性能，具有较强的耐酸性、耐碱性以及耐水 性，长时间不易腐蚀，有效地解决了钢筋腐蚀的问题，从而提高了空心板梁的使用性能和使 用寿命；由于玄武岩纤维还具有优良的机械力学性能、物理性能以及高温稳定性能，使得玄 武岩纤维筋同样具有类似的优良性能，以玄武岩纤维筋笼作为空心板梁的骨架，在解决钢 筋腐蚀的问题的基础上，可以进一步提高的空心板梁的机械力学性能、物理性能以及高温 稳定性能，进一步提高空心板梁的综合性能，从而提高了空心板梁的使用性能和使用寿命； 本发明采用若干个玄武岩纤维连接环将若干根玄武岩纤维筋连接成玄武岩纤维筋笼，由于 玄武岩纤维连接环与玄武岩纤维筋的材质相同，玄武岩纤维连接环可以充当空心板梁横向 上的骨架，而玄武岩纤维筋可以充当空心板梁纵向上的骨架，二者结合形成一个立体的玄 武岩纤维筋笼骨架，玄武岩纤维连接环具有较好的强度和刚度，不易变形，能够保证玄武岩 纤维筋笼在浇筑混凝土等过程中不变形，不塌空，玄武岩纤维连接环结构简单，连接玄武岩 纤维筋时方便快捷，不用绑扎或焊接，解决了玄武岩纤维筋无法像钢筋那样形成笼式结构 的问题，不用引入第二种材料制成的连接件，从而提高了玄武岩纤维筋笼的实用性，提高了 空心板梁的使用性能和使用寿命。
[0023] 进一步的，本发明在涂抹脱模剂后在外模板内表面和/或芯模板外表面铺设若干 层玄武岩纤维布，浇铸混凝土过程中混凝土会充分浸润玄武岩纤维布，混凝土固化后，玄武 岩纤维布会嵌入式固定在空心板梁的表面。本发明采用在空心板梁的表层嵌入若干层玄武 岩纤维布，可以提高空心板梁的抗弯强度等机械力学性能，提高空心板梁的表层耐腐蚀性 能，有效地避免空心板梁表面出现裂缝，且能控制裂缝的延伸、扩展、分布及形状，从而提高 了空心板梁的使用性能和使用寿命；本发明采用在浇铸混凝土前在外模板和/或内模板内 铺设玄武岩纤维布，二者一次性一体成型，使得玄武岩纤维布以嵌入的方式固定在空心板 梁的表层，提高了玄武岩纤维布与混凝土的连接，使得更能发挥玄武岩纤维布的机械力学 性能等优良性能，从而提高了空心板梁的使用性能和使用寿命。
[0024] 进一步的，本发明混凝土中含有玄武岩纤维短切纱，所述玄武岩纤维短切纱的长 度为5mm~20mm，所述混凝土中玄武岩纤维短切纱的重量百分比为5%~20%，将玄武岩纤 维短切纱合理地掺入混凝土中，可以在保留混凝土抗压强度高等优点的同时，大大增加混 凝土的抗拉、抗冲击、耐磨、耐腐以及耐高温等性能，提高混凝土的使用寿命。本发明在改善 空心板梁骨架的性能和使用寿命的同时，进一步改善基体材料混凝土的性能和使用寿命， 二者相结合，从而整体上提高了空心板梁的使用性能和使用寿命。
【具体实施方式】
[0025] 为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是 应当理解，这些描述只是进一步说明本发明的特征及优点，而不是对本发明权利要求的限 制。
[0026] 一种桥梁用空心板梁的制备方法，包括以下步骤：
[0027] 1)采用若干个玄武岩纤维连接环将若干根玄武岩纤维筋连接成玄武岩纤维筋 笼；
[0028] 2)安装外模板和芯模板，并在所述外模板和芯模板上涂抹脱模剂，然后将所述步 骤1)得到的玄武岩纤维筋笼放置在所述外模板与芯模板之间的空腔内；
[0029] 3)往所述空腔内浇筑混凝土；
[0030] 4)养护所述混凝土；
[0031] 5)拆除所述外模板和芯模板，得到空心板梁。
[0032] 本发明提供了一种桥梁用空心板梁的制备方法，以玄武岩纤维筋笼代替钢筋笼作 为空心板梁的骨架，由于玄武岩纤维筋由玄武岩纤维和粘结剂制成，因此，玄武岩纤维筋具 有玄武岩纤维优良的化学性能，具有较强的耐酸性、耐碱性以及耐水性，长时间不易腐蚀， 有效地解决了钢筋