玄武巖纖維板混凝土組合梁及其制備方法和梁式橋的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及橋梁工程技術領域，尤其是涉及玄武巖纖維板混凝土組合梁及其制備 方法和梁式橋。
【背景技術】
[0002] 玄武巖纖維，是玄武巖石料在1450 °C~1500°C熔融后，通過鉑銠合金拉絲漏板 高速拉制而成的連續纖維。玄武巖纖維在許多方面都表現出優異的性能：1.化學性能，玄 武巖纖維含有K20、Mg0和Ti02，使得玄武巖纖維具有比無堿玻璃纖維更好的耐酸性、耐堿 性和耐水能力；2.物理性能，玄武巖屬于難熔礦石，熔化溫度在1500°C以上，燒結溫度達 1060°C，使得玄武巖纖維具有優異的耐高溫和耐低溫性能，普通玄武巖纖維的有效使用溫 度范圍為-260°C~700°C，特種玄武巖纖維可達982°C，其使用溫度范圍大大超過其它類別 纖維材料，玄武巖纖維的吸音系數大于玻璃纖維等其它纖維，是一種理想的隔音材料，玄武 巖纖維還具有優良的絕熱性能和電絕緣性能，是一種理想的保溫材料和電絕緣電子材料； 3.機械力學性能，玄武巖纖維的抗拉強度與無堿玻璃纖維及碳纖維相當，其彈性模量是無 堿玻璃纖維的1. 5倍，是高強S玻璃纖維的1. 9倍，從綜合機械力學性能來看，玄武巖纖維 是介于碳纖維與玻璃纖維之間的一種纖維，遠遠優于聚丙烯等化纖和木纖，是一種理想的 復合材料加強纖維；4.玄武巖纖維還具有優異的高溫穩定性，隨著溫度升高，其各項力學 性能、物理和化學性能的下降幅度均小于無堿玻璃纖維。此外，玄武巖纖維的生產工藝產生 的廢棄物少，對環境污染小，產品廢棄后可直接轉入生態環境中，無任何危害，因而是一種 名副其實的綠色、環保材料。
[0003]梁式橋是以受彎為主的主梁作為承重構件的橋梁。按照主梁的靜力體系，分為簡 支梁橋、連續梁橋和懸臂梁橋；按照主梁的橫截面型式，可分為板形橋、肋板橋和箱形橋； 按照主梁的材質，可分為木橋、鋼筋混凝土梁橋和預應力混凝土梁橋等。隨著科技進步，多 數梁式橋采用鋼筋混凝土梁或預應力混凝土梁作為主梁使用。鋼筋混凝土梁或預應力混凝 土梁中，用鋼筋綁扎成或焊接成鋼筋籠作為骨架，主要承擔主梁所受載荷的拉力部分，混凝 土作為基體材料，主要承擔主梁所受載荷的壓力部分。隨著科技進步，鋼筋作為一種傳統的 金屬材料，逐漸體現出不足：1.與眾多新型材料相比，其強度等力學性能較低，導致鋼筋混 凝土梁的力學性能較低；2.鋼筋的耐蝕性差，容易腐蝕；3.鋼筋的上限使用溫度較低，在高 溫下容易軟化；4.鋼筋的高溫穩定性較差，隨著環境溫度升高其各項性能指標下降幅度較 大；5.鋼筋是鐵質金屬材料，而混凝土是主含二氧化硅的無機材料，二者的相容性較差，上 述幾點不足均會減小鋼筋混凝土梁的使用性能和使用壽命。
[0004]因此，如何利用具有優良性能的玄武巖纖維克服目前鋼筋混凝土梁存在的問題是 目前本領域技術人員亟需解決的技術問題。
【發明內容】
[0005] 有鑒于此，本發明的目的是提供一種玄武巖纖維板混凝土組合梁，該玄武巖纖維 板混凝土組合梁以玄武巖纖維板作為底板，其上固定有玄武巖纖維筋構成的玄武巖纖維筋 籠，混凝土以此玄武巖纖維筋籠作為增強材料，玄武巖纖維板與混凝土層結合緊密，沒有鋼 筋等金屬材料，從而解決了鋼筋混凝土梁存在的問題，進一步提高了梁的使用性能和使用 壽命。本發明的另一目的是提供一種玄武巖纖維板混凝土組合梁的制備方法。本發明還有 一個目的是提供一種使用上述玄武巖纖維板混凝土組合梁的拱式橋。
[0006] 為解決上述的技術問題，本發明提供的技術方案為：
[0007] -種玄武巖纖維板混凝土組合梁，包括由下到上的玄武巖纖維板以及混凝土層， 所述混凝土層中包括玄武巖纖維筋籠，所述玄武巖纖維筋籠與所述玄武巖纖維板固定連 接。
[0008] -種玄武巖纖維板混凝土組合梁的制備方法，包括以下步驟：
[0009] 1)固定玄武巖纖維板，所述玄武巖纖維板上固定連接有多根與所述玄武巖纖維板 垂直的垂直玄武巖纖維筋，將多根與所述玄武巖纖維板平行的平行玄武巖纖維筋與多根所 述垂直玄武巖纖維筋固定連接構成玄武巖纖維筋籠；
[0010] 2)以所述步驟1)中玄武巖纖維板為底模板，安裝側模板與頂模板形成容納所述 玄武巖纖維筋籠的空腔，然后在所述側模板和頂模板內表面涂抹脫模劑；
[0011] 3)往所述空腔內澆筑混凝土；
[0012] 4)養護所述混凝土；
[0013] 5)拆除所述側模板和頂模板，得到玄武巖纖維板混凝土組合梁。
[0014] 3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟1)中玄武巖纖維板的 制備方法為
[0015] 1)將玄武巖纖維加工成玄武巖纖維紗線，將所述玄武巖紗線加工成具有網狀結構 的玄武巖纖維板狀織物；
[0016] 2)在模具內表面噴涂脫模劑，然后將步驟1)得到玄武巖纖維板狀織物放置在模 具內，往所述玄武巖纖維板狀織物內填充熱固性樹脂粉末；
[0017] 3)打開模具的加熱功能，將熱固性樹脂粉末熔化成熱固性樹脂液體，然后保溫一 定時間，使得熱固性樹脂液體充分浸潤玄武巖纖維板狀織物；
[0018] 4)關閉模具的加熱功能，使熱固性樹脂液體冷卻固化；
[0019] 5)拆除模具，得到玄武巖纖維板。
[0020] 優選的，所述玄武巖纖維中直徑為0. 6ym~0.9ym的玄武巖纖維的質量百分比 為60%~70%，直徑為3ym~5ym的玄武巖纖維的質量百分比為30%~40%。
[0021] 優選的，所述玄武巖纖維板狀織物的厚度為1.5cm~3cm，其中網格的直徑為 80um~ 120um〇
[0022] 優選的，所述模具包括加熱箱和設置于所述加熱箱上的4塊側面板，4塊所述側面 板相互連接與所述加熱箱構成一個上面開口的箱體，所述加熱箱上設置有使得導熱油流入 的進油口和使得導熱油流出的出油口，所述進油口通過油栗與導熱油池連通，所述出油口 通過管道與導熱油池連通，所述加熱箱的4個側面與底面的外側均包裹厚度為50mm~80mm 的保溫棉。
[0023] 優選的，質量百分比70%~80%的所述熱固性樹脂粉末的粒度大于等于325目， 所述熱固性樹脂為環氧樹脂或酚醛樹脂。
[0024] 優選的，所述熱固性樹脂液體的保溫溫度為220°C~260°C，保溫時間為20min~ 40min〇
[0025] 優選的，所述步驟1)中玄武巖纖維筋通過浸漬有熱固性樹脂液體的玄武巖纖維 布與所述玄武巖纖維板連接，當所述熱固性樹脂液體固化后，使得所述玄武巖纖維筋固定 在所述玄武巖纖維板上。
[0026] -種梁式橋，包括主梁，所述主梁為上述方案所述的玄武巖纖維板混凝土組合梁 或上述方案所制備的玄武巖纖維板混凝土組合梁。
[0027] 本發明的有益技術效果為：
[0028] 1.本發明以玄武巖纖維板作為玄武巖纖維板混凝土組合梁的底板，以玄武巖纖維 筋構成的玄武巖纖維筋籠作為混凝土的骨架，二者結合組成一個一體的、立體的梁用骨架， 由于玄武巖纖維具有多種優良性能，使得由玄武巖纖維制成的玄武巖纖維板和玄武巖纖維 筋同樣具有較高的強度、硬度、隔音、防火、保溫、耐酸耐堿以及高溫穩定性等性能，從而解 決了鋼筋混凝土梁存在的問題，使得玄武巖纖維板混凝土組合梁具有較高的使用性能和使 用壽命，能夠在建筑、橋梁等多個領域廣泛使用。
[0029] 2.本發明采用特殊的玄武巖纖維板制備方法：先將玄武巖纖維加工成玄武巖纖 維紗線，再將玄武巖紗線加工成具有網狀結構的玄武巖纖維板狀織物，利用熱固性樹脂粉 末加熱固化，得到玄武巖纖維板。雖然原料仍然為玄武巖纖維，但在制板前對其進行了預處 理，將松散的、相互之間沒有連接的玄武巖纖維加工成玄武巖纖維紗線，再將玄武巖纖維紗 線加工成具有一定形狀的、立體的、多層網狀結構的玄武巖纖維板狀織物，提高了玄武巖纖 維之間相互連接，使得玄武巖纖維板狀織物能夠更