CN105178161A - 玄武岩纤维板混凝土组合梁及其制备方法和梁式桥 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种玄武岩纤维板混凝土组合梁，以玄武岩纤维板作为玄武岩纤维板混凝土组合梁的底板，以玄武岩纤维筋构成的玄武岩纤维筋笼作为混凝土的骨架，二者结合组成一个一体的、立体的梁用骨架，由于玄武岩纤维具有多种优良性能，使得由玄武岩纤维制成的玄武岩纤维板和玄武岩纤维筋同样具有较高的强度、硬度、隔音、防火、保温、耐酸耐碱以及高温稳定性等性能，从而解决了钢筋混凝土梁存在的问题，进一步提高了梁的使用性能和使用寿命。本发明还公开了一种玄武岩纤维板混凝土组合梁的制备方法。本发明还公开了一种梁式桥。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁工程技术领域，尤其是涉及玄武岩纤维板混凝土组合梁及其制备方法和梁式桥。
背景技术
玄武岩纤维，是玄武岩石料在1450℃～1500℃熔融后，通过铂铑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K2O、MgO和TiO2，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℃以上，烧结温度达1060℃，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℃～700℃，特种玄武岩纤维可达982℃，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。
梁式桥是以受弯为主的主梁作为承重构件的桥梁。按照主梁的静力体系，分为简支梁桥、连续梁桥和悬臂梁桥；按照主梁的横截面型式，可分为板形桥、肋板桥和箱形桥；按照主梁的材质，可分为木桥、钢筋混凝土梁桥和预应力混凝土梁桥等。随着科技进步，多数梁式桥采用钢筋混凝土梁或预应力混凝土梁作为主梁使用。钢筋混凝土梁或预应力混凝土梁中，用钢筋绑扎成或焊接成钢筋笼作为骨架，主要承担主梁所受载荷的拉力部分，混凝土作为基体材料，主要承担主梁所受载荷的压力部分。随着科技进步，钢筋作为一种传统的金属材料，逐渐体现出不足：1.与众多新型材料相比，其强度等力学性能较低，导致钢筋混凝土梁的力学性能较低；2.钢筋的耐蚀性差，容易腐蚀；3.钢筋的上限使用温度较低，在高温下容易软化；4.钢筋的高温稳定性较差，随着环境温度升高其各项性能指标下降幅度较大；5.钢筋是铁质金属材料，而混凝土是主含二氧化硅的无机材料，二者的相容性较差，上述几点不足均会减小钢筋混凝土梁的使用性能和使用寿命。
因此，如何利用具有优良性能的玄武岩纤维克服目前钢筋混凝土梁存在的问题是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种玄武岩纤维板混凝土组合梁，该玄武岩纤维板混凝土组合梁以玄武岩纤维板作为底板，其上固定有玄武岩纤维筋构成的玄武岩纤维筋笼，混凝土以此玄武岩纤维筋笼作为增强材料，玄武岩纤维板与混凝土层结合紧密，没有钢筋等金属材料，从而解决了钢筋混凝土梁存在的问题，进一步提高了梁的使用性能和使用寿命。本发明的另一目的是提供一种玄武岩纤维板混凝土组合梁的制备方法。本发明还有一个目的是提供一种使用上述玄武岩纤维板混凝土组合梁的拱式桥。
为解决上述的技术问题，本发明提供的技术方案为：
一种玄武岩纤维板混凝土组合梁，包括由下到上的玄武岩纤维板以及混凝土层，所述混凝土层中包括玄武岩纤维筋笼，所述玄武岩纤维筋笼与所述玄武岩纤维板固定连接。
一种玄武岩纤维板混凝土组合梁的制备方法，包括以下步骤：
1)固定玄武岩纤维板，所述玄武岩纤维板上固定连接有多根与所述玄武岩纤维板垂直的垂直玄武岩纤维筋，将多根与所述玄武岩纤维板平行的平行玄武岩纤维筋与多根所述垂直玄武岩纤维筋固定连接构成玄武岩纤维筋笼；
2)以所述步骤1)中玄武岩纤维板为底模板，安装侧模板与顶模板形成容纳所述玄武岩纤维筋笼的空腔，然后在所述侧模板和顶模板内表面涂抹脱模剂；
3)往所述空腔内浇筑混凝土；
4)养护所述混凝土；
5)拆除所述侧模板和顶模板，得到玄武岩纤维板混凝土组合梁。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中玄武岩纤维板的制备方法为
1)将玄武岩纤维加工成玄武岩纤维纱线，将所述玄武岩纱线加工成具有网状结构的玄武岩纤维板状织物；
2)在模具内表面喷涂脱模剂，然后将步骤1)得到玄武岩纤维板状织物放置在模具内，往所述玄武岩纤维板状织物内填充热固性树脂粉末；
3)打开模具的加热功能，将热固性树脂粉末熔化成热固性树脂液体，然后保温一定时间，使得热固性树脂液体充分浸润玄武岩纤维板状织物；
4)关闭模具的加热功能，使热固性树脂液体冷却固化；
5)拆除模具，得到玄武岩纤维板。
优选的，所述玄武岩纤维中直径为0.6μm～0.9μm的玄武岩纤维的质量百分比为60％～70％，直径为3μm～5μm的玄武岩纤维的质量百分比为30％～40％。
优选的，所述玄武岩纤维板状织物的厚度为1.5cm～3cm，其中网格的直径为80μm～120μm。
优选的，所述模具包括加热箱和设置于所述加热箱上的4块侧面板，4块所述侧面板相互连接与所述加热箱构成一个上面开口的箱体，所述加热箱上设置有使得导热油流入的进油口和使得导热油流出的出油口，所述进油口通过油泵与导热油池连通，所述出油口通过管道与导热油池连通，所述加热箱的4个侧面与底面的外侧均包裹厚度为50mm～80mm的保温棉。
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，所述热固性树脂为环氧树脂或酚醛树脂。
优选的，所述热固性树脂液体的保温温度为220℃～260℃，保温时间为20min～40min。
优选的，所述步骤1)中玄武岩纤维筋通过浸渍有热固性树脂液体的玄武岩纤维布与所述玄武岩纤维板连接，当所述热固性树脂液体固化后，使得所述玄武岩纤维筋固定在所述玄武岩纤维板上。
一种梁式桥，包括主梁，所述主梁为上述方案所述的玄武岩纤维板混凝土组合梁或上述方案所制备的玄武岩纤维板混凝土组合梁。
本发明的有益技术效果为：
1.本发明以玄武岩纤维板作为玄武岩纤维板混凝土组合梁的底板，以玄武岩纤维筋构成的玄武岩纤维筋笼作为混凝土的骨架，二者结合组成一个一体的、立体的梁用骨架，由于玄武岩纤维具有多种优良性能，使得由玄武岩纤维制成的玄武岩纤维板和玄武岩纤维筋同样具有较高的强度、硬度、隔音、防火、保温、耐酸耐碱以及高温稳定性等性能，从而解决了钢筋混凝土梁存在的问题，使得玄武岩纤维板混凝土组合梁具有较高的使用性能和使用寿命，能够在建筑、桥梁等多个领域广泛使用。
2.本发明采用特殊的玄武岩纤维板制备方法：先将玄武岩纤维加工成玄武岩纤维纱线，再将玄武岩纱线加工成具有网状结构的玄武岩纤维板状织物，利用热固性树脂粉末加热固化，得到玄武岩纤维板。虽然原料仍然为玄武岩纤维，但在制板前对其进行了预处理，将松散的、相互之间没有连接的玄武岩纤维加工成玄武岩纤维纱线，再将玄武岩纤维纱线加工成具有一定形状的、立体的、多层网状结构的玄武岩纤维板状织物，提高了玄武岩纤维之间相互连接，使得玄武岩纤维板状织物能够更好地充当玄武岩纤维板的骨架，从而提高了玄武岩纤维板的机械力学性能，尤其是强度，更适于作为结构板材使用；本发明先将固态的、粉末状的热固性树脂填充在玄武岩纤维板状织物的中空网格内，粉末状的热固性树脂可以进入细小的网格，能够将所有的网格填满，使得液态的热固性树脂可以充分浸润玄武岩纤维板状织物，热固性树脂在固化后，由于分子间交联，形成网状结构，因此刚性大、硬度高、耐温高、不易燃、制品尺寸稳定性好，将热固性树脂与玄武岩纤维板状织物的优良性能结合起来，显著提高了玄武岩纤维板的使用性能。
3.由于采用玄武岩纤维板作为底板，采用玄武岩纤维筋笼作为骨架，在使组合梁达到与钢筋混凝土梁同等强度的情况下，可以减少混凝土层的厚度，减少混凝土材料的消耗，减小组合梁的自重。
4.本发明采用玄武岩纤维板作为底板，在浇铸混凝土时可以作为浇铸底模板，不用另外安装底模板，且是永久性的，不用拆除，提高了工作效率，降低了工人的劳动强度。
具体实施方式
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。
本发明提供了一种玄武岩纤维板混凝土组合梁，包括由下到上的玄武岩纤维板以及混凝土层，所述混凝土层中包括玄武岩纤维筋笼，所述玄武岩纤维筋笼与所述玄武岩纤维板固定连接。
本发明以玄武岩纤维板作为玄武岩纤维板混凝土组合梁的底板，以玄武岩纤维筋构成的玄武岩纤维筋笼作为混凝土的骨架，二者结合组成一个一体的、立体的梁用骨架，由于玄武岩纤维具有多种优良性能，使得由玄武岩纤维制成的玄武岩纤维板和玄武岩纤维筋同样具有较高的强度、硬度、隔音、防火、保温、耐酸耐碱以及高温稳定性等性能，从而解决了钢筋混凝土梁存在的问题，使得玄武岩纤维板混凝土组合梁具有较高的使用性能和使用寿命，能够在建筑、桥梁等多个领域广泛使用。
由于采用玄武岩纤维板作为底板，采用玄武岩纤维筋笼作为骨架，在使组合梁达到与钢筋混凝土梁同等强度的情况下，可以减少混凝土层的厚度，减少混凝土材料的消耗，减小组合梁的自重。
本发明采用玄武岩纤维板作为底板，在浇铸混凝土时可以作为浇铸底模板，不用另外安装底模板，且是永久性的，不用拆除，提高了工作效率，降低了工人的劳动强度。
本发明还提供了一种玄武岩纤维板混凝土组合梁的制备方法，包括以下步骤：
1)固定玄武岩纤维板，所述玄武岩纤维板上固定连接有多根与所述玄武岩纤维板垂直的垂直玄武岩纤维筋，将多根与所述玄武岩纤维板平行的平行玄武岩纤维筋与多根所述垂直玄武岩纤维筋固定连接构成玄武岩纤维筋笼；
2)以所述步骤1)中玄武岩纤维板为底模板，安装侧模板与顶模板形成容纳所述玄武岩纤维筋笼的空腔，然后在所述侧模板和顶模板内表面涂抹脱模剂；
3)往所述空腔内浇筑混凝土；
4)养护所述混凝土；
5)拆除所述侧模板和顶模板，得到玄武岩纤维板混凝土组合梁。
本发明提供的玄武岩纤维板混凝土组合梁的制备方法使用了玄武岩纤维材料，至于上述玄武岩纤维板混凝土组合梁的其它特征与现有技术中的钢筋混凝土梁相似：可以现场浇铸，也可以在车间内预制，然后现场组装；可以是实心梁，也可以是空心梁；可以是板形梁，肋形梁或箱形梁；可以是主梁、盖梁或系梁；可以用于简支梁桥、连续梁桥或悬臂梁桥；可以应用于公路桥、铁路桥、公路铁路两用桥、人行桥、渡槽桥或立交桥等。
制作玄武岩纤维板的方法通常是：将玄武岩纤维、结合剂、其它添加剂与水混合均匀，经过成型、干燥后得到玄武岩纤维板。对该法制得玄武岩纤维板进行显微观察，可以看到，细小的玄武岩纤维呈现单独的个体，均匀地分散在玄武岩纤维板中，相互之间没有连接。玄武岩纤维作为玄武岩纤维板的增强材料，相互之间没有连接，只是均匀地分散在基体中，虽然会提高玄武岩纤维板的使用性能，但程度不高。为此，本发明采用另外一种玄武岩纤维板的制备方法，其包含以下步骤：
1)将玄武岩纤维加工成玄武岩纤维纱线，将所述玄武岩纱线加工成具有网状结构的玄武岩纤维板状织物；
2)在模具内表面喷涂脱模剂，然后将步骤1)得到玄武岩纤维板状织物放置在模具内，往所述玄武岩纤维板状织物内填充热固性树脂粉末；
3)打开模具的加热功能，将热固性树脂粉末熔化成热固性树脂液体，然后保温一定时间，使得热固性树脂液体充分浸润玄武岩纤维板状织物；
4)关闭模具的加热功能，使热固性树脂液体冷却固化；
5)拆除模具，得到玄武岩纤维板。
本发明采用特殊的玄武岩纤维板制备方法：先将玄武岩纤维加工成玄武岩纤维纱线，再将玄武岩纱线加工成具有网状结构的玄武岩纤维板状织物，利用热固性树脂粉末加热固化，得到玄武岩纤维板。虽然原料仍然为玄武岩纤维，但在制板前对其进行了预处理，将松散的、相互之间没有连接的玄武岩纤维加工成玄武岩纤维纱线，再将玄武岩纤维纱线加工成具有一定形状的、立体的、多层网状结构的玄武岩纤维板状织物，提高了玄武岩纤维之间相互连接，使得玄武岩纤维板状织物能够更好地充当玄武岩纤维板的骨架，从而提高了玄武岩纤维板的机械力学性能，尤其是强度，更适于作为结构板材使用；本发明先将固态的、粉末状的热固性树脂填充在玄武岩纤维板状织物的中空网格内，粉末状的热固性树脂可以进入细小的网格，能够将所有的网格填满，使得液态的热固性树脂可以充分浸润玄武岩纤维板状织物，热固性树脂在固化后，由于分子间交联，形成网状结构，因此刚性大、硬度高、耐温高、不易燃、制品尺寸稳定性好，将热固性树脂与玄武岩纤维板状织物的优良性能结合起来，显著提高了玄武岩纤维板的使用性能。
在纤维制品中，纤维的直径对纤维制品的机械力学性能、化学性能、物理性能以及高温稳定性能具有重要的影响，一般说来，直径越小，纤维制品的各项性能越好，各项性能之间越均衡。为提高玄武岩纤维板的综合性能，本发明大量使用超细玄武岩纤维作为原料，上述玄武岩纤维中直径为0.6μm～0.9μm的玄武岩纤维的质量百分比为60％～70％，直径为3μm～5μm的玄武岩纤维的质量百分比为30％～40％。
为了使上述玄武岩纤维板状织物更好地充当玄武岩纤维板的骨架，本发明中玄武岩纤维板状织物的厚度为1.5cm～3cm，优选为1.8cm～2.5cm；其中网格的直径为80μm～120μm，优选为90μm～110μm。
在模具内表面喷涂2～3层脱模剂，便于后面工序进行玄武岩纤维板与模具的脱模分离，脱模剂优选为硅质脱模剂，更优选为硅油。脱模剂为市售商品。
热固性树脂粉末为环氧树脂或酚醛树脂。为使热固性树脂粉末充分填充网状的玄武岩纤维板状织物，应合理控制热固性树脂粉末的粒度大小，本发明中，质量百分比70％～80％的热固性树脂粉末的粒度大于等于325目。热固性树脂粉末为市售商品。
本发明中模具具有两项功能，一是加热功能，将热固性树脂粉末加热熔化成液体；二是模具功能，在加热、保温以及冷却固化过程中，充当玄武岩纤维板状织物和热固性树脂液体的模具。对于模具功能，上述模具具有一个底面和四个侧面，围成一个上面开口的箱体即可。制作玄武岩纤维板时，将玄武岩纤维板状织物平铺在已经喷涂脱模剂的模具内，然后往玄武岩纤维板状织物内填充热固性树脂粉末。对于加热功能，可以单单由模具的底面加热，可以由模具的2个或全部侧面加热，还可以由底面和全部侧面共同加热，加热方式可以是电解热，也可以是热源间接加热。
在本发明的一个实施例中，本发明优选采用在底面热源间接加热，模具包括加热箱和设置于加热箱上的4块侧面板，4块侧面板相互连接与加热箱构成一个上面开口的箱体，加热箱的4个侧面与底面的外侧均包裹厚度为50mm～80mm的保温棉，加热箱上设置有使得导热油流入的进油口和使得导热油留出的出油口，进油口通过油泵与导热油池连通，出油口通过管道与导热油池连通。
导热油作为热源在加热箱的空腔内流动，将热量传递给热固性树脂粉末，导热油储存在导热油池中，由导热油池保持导热油的温度，油泵将导热油从进油口打入模具，导热油经出油口流回导热油池，从而完成一个循环。加热箱的4个侧面与底面均包裹厚度为50mm～80mm的保温棉，起到储存热量，减少热量损耗的作用。
本发明中，确保导热油的温度能将热固性树脂粉末熔化成液体，并能对热固性树脂液体进行保温，保温温度为220℃～260℃，保温时间为20min～40min。
保温结束后，停止向加热箱提供导热油，使得加热箱内的高温导热油回流导热油池，热固性树脂液体自然冷却固化，得到玄武岩纤维板。
为了加快热固性树脂液体的冷却速度，本发明在保温结束后，向加热箱提供常温或者低于常温的导热油，用低温的导热油带走热固性树脂液体的热量，快速冷却固化热固性树脂液体。为此，本发明中，导热油池包括热导热油池和冷导热油池，油泵通过三通阀与热导热油池和冷导热油池连通，出油口通过三通阀与热导热油池和冷导热油池连通。当需要加热时，通过油泵将热导热油池中的高温的导热油泵送至加热箱，加热熔化热固性树脂粉末；当需要冷却时，通过油泵将冷导热油池中的低温的导热油泵送至加热箱，快速冷却热固性树脂液体，从而减少了玄武岩纤维板的成型时间，提高了玄武岩纤维板的生产效率。
然后，在玄武岩纤维板上固定连接多根与玄武岩纤维板垂直的垂直玄武岩纤维筋。本发明优选采用浸渍有热固性树脂液体的玄武岩纤维布将垂直玄武岩纤维筋与玄武岩纤维板连接，当热固性树脂液体冷却固化后，最终将玄武岩纤维筋固定在玄武岩纤维板上。
然后，将上述制得的玄武岩纤维板固定，将多根与玄武岩纤维板平行的平行玄武岩纤维筋与多根垂直玄武岩纤维筋固定连接构成玄武岩纤维筋笼。本发明优选采用浸渍有热固性树脂液体的玄武岩纤维布将垂直玄武岩纤维筋与水平玄武岩纤维筋连接，当热固性树脂液体冷却固化后，最终形成玄武岩纤维筋笼。上述热固性树脂液体为不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂及环氧树脂中的一种或几种
本发明中，优选的，玄武岩纤维筋的制备方法与上述玄武岩纤维板的制备方法除了模具不同，其余相同。
然后，以上述玄武岩纤维板为底模板，安装侧模板与顶模板形成容纳上述玄武岩纤维筋笼的空腔，然后在上述侧模板和顶模板内表面涂抹脱模剂，便于后面工序进行玄武岩纤维板混凝土组合梁与模板的脱模分离，脱模剂优选为硅质脱模剂，更优选为硅油。脱模剂为市售商品。
然后，往上述空腔内浇筑混凝土。为了进一步发挥玄武岩纤维的优良性能，提高玄武岩纤维板混凝土梁的使用性能和使用寿命，本发明混凝土中含有玄武岩纤维短切纱，玄武岩纤维短切纱的长度为5mm～20mm，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。本发明在改善玄武岩纤维板混凝土梁骨架的性能和使用寿命的基础上，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，从而整体上提高了钢筋混凝土梁的使用性能和使用寿命。
接着养护上述混凝土，最后拆除侧模板和顶模板，得到玄武岩纤维板混凝土组合梁。
本发明还提供一种梁式桥，包括主梁，主梁为上述方案所述的玄武岩纤维板混凝土组合梁或上述方案所制备的玄武岩纤维板混凝土组合梁。
本发明未详尽说明的原料、方法及装置等均为现有技术。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的玄武岩纤维板混凝土组合梁及其制备方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1
1)控制原料中直径为0.6μm～0.9μm的玄武岩纤维的质量百分比为60％，直径为3μm～5μm的玄武岩纤维的质量百分比为40％。然后，将玄武岩纤维加工成玄武岩纤维纱线，将玄武岩纱线加工成具有网状结构的玄武岩纤维板状织物，控制玄武岩纤维板状织物的厚度为1.5cm，其中网格的直径为80μm。
2)模具包括加热箱和设置于加热箱上的4块侧面板，4块侧面板相互连接与加热箱构成一个上面开口的箱体，加热箱的4个侧面与底面的外侧均包裹厚度为50mm的保温棉，加热箱上设置有进油口和出油口，进油口通过油泵与热导热油池和冷导热油池连通，出油口通过管道与热导热油池与冷导热油池连通。在模具内表面喷涂硅油。然后将步骤1)得到玄武岩纤维板状织物放置在模具内。然后往玄武岩纤维板状织物内填充环氧树脂粉末，其中质量百分比70％的环氧树脂粉末的粒度大于等于325目。
3)通过油泵将热导热油池中的高温的导热油泵送至加热箱，加热熔化环氧树脂粉末，对环氧树脂液体进行保温，保温温度为220℃，保温时间为20min。
4)保温结束后，使得加热箱内的高温导热油通过管道回流热导热油池，通过油泵将冷导热油池中的低温的导热油泵送至加热箱，快速冷却固化环氧树脂液体，然后拆除模具，得到玄武岩纤维板。
对本实施例得到玄武岩纤维板进行性能检测，结果见表1。
5)将上述制得的玄武岩纤维板固定，在玄武岩纤维板上固定连接多根与玄武岩纤维板垂直的垂直玄武岩纤维筋，将多根与玄武岩纤维板平行的平行玄武岩纤维筋与多根垂直玄武岩纤维筋固定连接构成玄武岩纤维筋笼。
6)以上述玄武岩纤维板为底模板，安装侧模板与顶模板形成容纳上述玄武岩纤维筋笼的空腔，然后在上述侧模板和顶模板内表面涂抹硅油。
7)往上述空腔内浇筑混凝土，混凝土中含有玄武岩纤维短切纱，玄武岩纤维短切纱的长度为5mm，混凝土中玄武岩纤维短切纱的重量百分比为5％。
8)养护混凝土，最后拆除侧模板和顶模板，得到板形玄武岩纤维板混凝土组合梁。
实施例2
1)控制原料中直径为0.6μm～0.9μm的玄武岩纤维的质量百分比为65％，直径为3μm～5μm的玄武岩纤维的质量百分比为35％。然后，将玄武岩纤维加工成玄武岩纤维纱线，将玄武岩纱线加工成具有网状结构的玄武岩纤维板状织物，控制玄武岩纤维板状织物的厚度为2cm，其中网格的直径为100μm。
2)模具包括加热箱和设置于加热箱上的4块侧面板，4块侧面板相互连接与加热箱构成一个上面开口的箱体，加热箱的4个侧面与底面的外侧均包裹厚度为65mm的保温棉，加热箱上设置有进油口和出油口，进油口通过油泵与热导热油池和冷导热油池连通，出油口通过管道与热导热油池与冷导热油池连通。在模具内表面喷涂硅油。然后将步骤1)得到玄武岩纤维板状织物放置在模具内。然后往玄武岩纤维板状织物内填充环氧树脂粉末，其中质量百分比75％的环氧树脂粉末的粒度大于等于325目。
3)通过油泵将热导热油池中的高温的导热油泵送至加热箱，加热熔化环氧树脂粉末，对环氧树脂液体进行保温，保温温度为240℃，保温时间为30min。
4)保温结束后，使得加热箱内的高温导热油通过管道回流热导热油池，通过油泵将冷导热油池中的低温的导热油泵送至加热箱，快速冷却固化环氧树脂液体，然后拆除模具，得到玄武岩纤维板。
对本实施例得到玄武岩纤维板进行性能检测，结果见表1。
5)将上述制得的玄武岩纤维板固定，在玄武岩纤维板上固定连接多根与玄武岩纤维板垂直的垂直玄武岩纤维筋，将多根与玄武岩纤维板平行的平行玄武岩纤维筋与多根垂直玄武岩纤维筋固定连接构成玄武岩纤维筋笼。
6)以上述玄武岩纤维板为底模板，安装侧模板与顶模板形成容纳上述玄武岩纤维筋笼的空腔，然后在上述侧模板和顶模板内表面涂抹硅油。
7)往上述空腔内浇筑混凝土，混凝土中含有玄武岩纤维短切纱，玄武岩纤维短切纱的长度为10mm，混凝土中玄武岩纤维短切纱的重量百分比10％。
8)养护混凝土，最后拆除侧模板和顶模板，得到板型玄武岩纤维板混凝土组合梁。
实施例3
1)控制原料中直径为0.6μm～0.9μm的玄武岩纤维的质量百分比为70％，直径为3μm～5μm的玄武岩纤维的质量百分比为30％。然后，将玄武岩纤维加工成玄武岩纤维纱线，将玄武岩纱线加工成具有网状结构的玄武岩纤维板状织物，控制玄武岩纤维板状织物的厚度为3cm，其中网格的直径为120μm。
2)模具包括加热箱和设置于加热箱上的4块侧面板，4块侧面板相互连接与加热箱构成一个上面开口的箱体，加热箱的4个侧面与底面的外侧均包裹厚度为80mm的保温棉，加热箱上设置有进油口和出油口，进油口通过油泵与热导热油池和冷导热油池连通，出油口通过管道与热导热油池与冷导热油池连通。在模具内表面喷涂硅油。然后将步骤1)得到玄武岩纤维板状织物放置在模具内。然后往玄武岩纤维板状织物内填充酚醛树脂粉末，其中质量百分比80％的酚醛树脂粉末的粒度大于等于325目。
3)通过油泵将热导热油池中的高温的导热油泵送至加热箱，加热熔化酚醛树脂粉末，对酚醛树脂液体进行保温，保温温度为260℃，保温时间为40min。
4)保温结束后，使得加热箱内的高温导热油通过管道回流热导热油池，通过油泵将冷导热油池中的低温的导热油泵送至加热箱，快速冷却固化酚醛树脂液体，然后拆除模具，得到玄武岩纤维板。
对本实施例得到玄武岩纤维板进行性能检测，结果见表1。
5)将上述制得的玄武岩纤维板固定，在玄武岩纤维板上固定连接多根与玄武岩纤维板垂直的垂直玄武岩纤维筋，将多根与玄武岩纤维板平行的平行玄武岩纤维筋与多根垂直玄武岩纤维筋固定连接构成玄武岩纤维筋笼。
6)以上述玄武岩纤维板为底模板，安装侧模板与顶模板形成容纳上述玄武岩纤维筋笼的空腔，然后在上述侧模板和顶模板内表面涂抹硅油。
7)往上述空腔内浇筑混凝土，混凝土中含有玄武岩纤维短切纱，玄武岩纤维短切纱的长度为20mm，混凝土中玄武岩纤维短切纱的重量百分比为20％。
8)养护混凝土，最后拆除侧模板和顶模板，得到箱形玄武岩纤维板混凝土组合梁。
表1本发明各实施例得到的玄武岩纤维板的性能数据
| 实施例 | 密度(g/cm3) | 抗拉强度(MPa) | 弹性模量(GPa) | 弯曲强度(MPa) |
| 实施例1 | 1.93 | 1100 | 88 | 700 |
| 实施例2 | 1.97 | 1250 | 95 | 760 |
| 实施例3 | 1.95 | 1400 | 100 | 800 |
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对于这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说是显而易见的，本文所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。
Claims (10)
1.一种玄武岩纤维板混凝土组合梁，其特征在于，包括由下到上的玄武岩纤维板以及混凝土层，所述混凝土层中包括玄武岩纤维筋笼，所述玄武岩纤维筋笼与所述玄武岩纤维板固定连接。
2.一种玄武岩纤维板混凝土组合梁的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)固定玄武岩纤维板，所述玄武岩纤维板上固定连接有多根与所述玄武岩纤维板垂直的垂直玄武岩纤维筋，将多根与所述玄武岩纤维板平行的平行玄武岩纤维筋与多根所述垂直玄武岩纤维筋固定连接构成玄武岩纤维筋笼；
2)以所述步骤1)中玄武岩纤维板为底模板，安装侧模板与顶模板形成容纳所述玄武岩纤维筋笼的空腔，然后在所述侧模板和顶模板内表面涂抹脱模剂；
3)往所述空腔内浇筑混凝土；
4)养护所述混凝土；
5)拆除所述侧模板和顶模板，得到玄武岩纤维板混凝土组合梁。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中玄武岩纤维板的制备方法为
1)将玄武岩纤维加工成玄武岩纤维纱线，将所述玄武岩纱线加工成具有网状结构的玄武岩纤维板状织物；
2)在模具内表面喷涂脱模剂，然后将步骤1)得到玄武岩纤维板状织物放置在模具内，往所述玄武岩纤维板状织物内填充热固性树脂粉末；
3)打开模具的加热功能，将热固性树脂粉末熔化成热固性树脂液体，然后保温一定时间，使得热固性树脂液体充分浸润玄武岩纤维板状织物；
4)关闭模具的加热功能，使热固性树脂液体冷却固化；
5)拆除模具，得到玄武岩纤维板。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述玄武岩纤维中直径为0.6μm～0.9μm的玄武岩纤维的质量百分比为60％～70％，直径为3μm～5μm的玄武岩纤维的质量百分比为30％～40％。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述玄武岩纤维板状织物的厚度为1.5cm～3cm，其中网格的直径为80μm～120μm。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述模具包括加热箱和设置于所述加热箱上的4块侧面板，4块所述侧面板相互连接与所述加热箱构成一个上面开口的箱体，所述加热箱上设置有使得导热油流入的进油口和使得导热油流出的出油口，所述进油口通过油泵与导热油池连通，所述出油口通过管道与导热油池连通，所述加热箱的4个侧面与底面的外侧均包裹厚度为50mm～80mm的保温棉。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，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，所述热固性树脂为环氧树脂或酚醛树脂。
8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述热固性树脂液体的保温温度为220℃～260℃，保温时间为20min～40min。
9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中玄武岩纤维筋通过浸渍有热固性树脂液体的玄武岩纤维布与所述玄武岩纤维板连接，当所述热固性树脂液体固化后，使得所述玄武岩纤维筋固定在所述玄武岩纤维板上。
10.一种梁式桥，包括主梁，其特征在于，所述主梁为权利要求1所述的玄武岩纤维板混凝土组合梁或权利要求2～9任意一项所制备的玄武岩纤维板混凝土组合梁。
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