FRP与海砂混凝土组合应用的发展与创新.pdf

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1、2014年第12期玻璃钢／复合材料13FRP与海砂混凝土组合应用的发展与创新冯鹏，王杰，张枭，叶列平(1清华大学土木工程系，北京100084；2．中冶建筑研究总院有限公司，北京100088)摘要：海砂的资源化开采和应用不仅能解决沿海地区建筑用砂紧缺的难题，而且对环境、资源保护有重大意义。本文回顾了已有的钢筋海砂混凝土结构应用，钢筋锈蚀带来的建筑质量问题十分严峻，虽然可以用严格的海砂淡化方法避免，但是需要消耗大量的淡水资源，使用受限且综合效益低。而FRP耐氟盐腐蚀，性能优异，海砂混凝土与其组合应用可从根本上避免锈蚀问题，目前已有了一系列应用形式，

2、而且未来发展前景广阔。本文介绍了已有的相关研究，并针对我国海洋开发的重大需求提出了一种面向海洋的新型FRP海砂混凝土组合结构，为海砂混凝土与FRP在工程建设中的应用提供了新的思路。关键词：海砂混凝土；耐腐蚀；海上建设中图分类号：TB332文献标识码：A文章编号：1003-0999(2014)12-0013-061引言砂在我国发展应用的可行性。海砂的资源化开采和随着经济的发展，工程建设量不断增加，混凝土应用能缓解建筑用砂紧缺，而且海砂作为一种环境作为我国工程建设中最常用的材料之一，它的用量友好型材料，在工程技术领域中发展应用的意义也持续增加。混凝

3、土主要是由水泥、砂石骨料和水重大。等拌合而成。根据统计数据显示，2013年我国水泥目前海砂的应用还是受到自身特点的限制，海产量已达到24．1亿⋯，其中绝大部分都用于工程建砂中含有会腐蚀钢材的氯离子，传统钢筋混凝土结设中的混凝土，据此计算，每年我国将消耗超过100构中不能直接用其替代河砂配置混凝土。为此，工亿吨的砂石骨料，这相当于1O年就挖平一座泰山，程界首先从材料净化和防护的角度出发，提出了海而且还需消耗2O亿立方米淡水，必然给我国的陆地砂淡化、添加阻锈剂、钢筋防护等阻锈措施。我国主资源和环境带来了很大的负担。更为紧迫的是，目要以海砂淡化法为主

4、，海砂淡化措施需要增加投入，前用于配置混凝土的建筑砂主要取自陆地的河床和由于“利益驱使”，很多质量不合格的淡化海砂流入山体J，长期以来的大量开采已使河砂资源日益匮建材市场，沿海地区因滥用或误用海砂已经出现了乏，而且已经给河床及周边生态环境带来了很大的大批质量不合格的房屋建筑，被称为“海砂屋”L6]，影响，特别是在工程建设发展速度较快的沿海地区，给国家和民众造成了巨大的经济损失。建筑用砂已经出现了严重短缺，河砂的价格不断上为了从根本上避免锈蚀的问题，材料替换方法涨且供应量不能得到保障j。被认为是最有效的技术途径。应用纤维增强复合材在研究如何解决这

5、个问题时，工程技术人员和料(FiberReinforcedPolymer，FRP)与海砂混凝土组研究者将目光转向了广阔的海洋，海砂资源储量大，合替代钢材和普通混凝土，可从根本上避免锈蚀的海运成本低，在沿海地区合理开采应用海砂能降低发生，还可直接使用未经淡化处理的海砂、海水，节建筑材料成本、保障建设工期、减轻对环境的破坏。约淡水资源；FRP轻质高强，有很好的可设计性，与在日本、荷兰、英国等发达国家，由于陆地环境及资海砂混凝土组合可形成一系列结构形式；而且FRP源的压力，海砂在20世纪初就开始被探索利用，目耐腐蚀能力强，现有研究已表明氯盐环境对其性

6、能前海砂用量已成规模化并在总建筑用砂量中占很大没有显著影响J，可保证结构长期耐久。比例，其中日本8O年代时海砂的用量已经占到总建将海砂混凝土与FRP组合应用于海洋、岛礁建筑用砂的30％以上，现在这一比例已经到了90％以设时，海砂和海水可直接从海中取材，利用广阔的海上，国外发达国家的成功经验让我们看到了海洋资源，大幅度减少原材料运输量，取之于海，用之收稿日期：2014．10．28本文作者还有岳清瑞。基金项目：国家自然科学基金项目(51478246)；国家863计划资助项目(2012AA03A204)；北京高校青年英才计划项目(YETP0078)作

7、者简介：冯鹏(1977一)，男，教授，博士，博导，主要从事土木工程复合材料结构研究，fengpeng@tsinghua．edu．cn。14FRP与海砂混凝土组合应用的发展与创新2014年12月于海，具有其他材料不可比拟的优势。因此，一种面土时掺加一定量的阻锈剂和掺合料，以抑制氯离子向于海洋的新型FRP海砂混凝土组合结构被提出，对钢筋的腐蚀作用，改善海砂混凝土的护筋性。该为我国海洋工程建设提供了新的技术方案，同时也方法简单可靠，可直接用海水、海砂拌制混凝土，在为海砂混凝土在工程领域中的应用提供了一个新日本已经得到了广泛应用¨，实际应用效果较好，思

8、路。但对阻锈剂的质量要求较高。(3)钢筋处理保护法2钢筋海砂混凝土的应用钢筋处理保护法是在钢筋表面添加涂层来避免海砂资源储备量大，将其应用于工程建设领