一种钢管与半预制半现浇建筑垃圾再生混凝土组合柱及制备方法技术

本发明专利技术公开一种钢管与半预制半现浇建筑垃圾再生混凝土组合柱及制备方法，其特征在于，组合柱柱体由钢管和再生块体混凝土预制芯柱以及钢管与再生块体混凝土预制芯柱之间的现浇的再生骨料混凝土组成，钢管内侧带有加劲肋，在钢管空腔中同心放置再生块体混凝土预制芯柱，并且在钢管和再生块体混凝土预制芯柱之间浇筑再生骨料混凝土。本发明专利技术的钢管与半预制半现浇的再生混凝土组合柱，整体制作便捷，经济效益高,提高结构的承载能力和改善其变形性能,增加构件的延性。钢管带加劲肋的设计能使钢管与再生骨料混凝土胶结更紧密，提高钢管再生混凝土组合柱的整体性。本发明专利技术适用于重载,工业厂房，高层建筑和大跨度等结构。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于土木工程
，具体涉及建筑垃圾再生混凝土作为填充的材料的钢管混凝土柱制备方法。技术背景城市垃圾之中建筑垃圾占垃圾总量的30%～40%。在未来，随着城市建设从外延式开发到与内涵式大规模旧城改造并举，我国建筑垃圾产生量仍将持续增长。面对日益严峻环境污染、日趋紧张的土地供给和日渐耗尽的矿产资源等问题，数量巨大的建筑垃圾势必会加剧人、环境、资源之间的矛盾局面，影响城市生态环境的协调发展，开展建筑垃圾的综合利用已刻不容缓。据统计，我国每年产生的建筑垃圾，仅废弃混凝土总量就达12000万吨以上。将建筑垃圾中的废弃混凝土破碎后作为再生集料制造建筑结构中的构件，可以解决天然集料资源紧张的问题，实现混凝土的再生与循环利用，实现了可持续发展。目前国内城市超高层建筑的兴建发展迅猛，钢管混凝土作为一种新兴的组合结构，已被广泛用于超高层建筑结构中。主要以轴心受压和作用力偏心较小的受压构件为主，被广泛使用于框架结构中(如厂房和高层)。本专利技术所涉及的钢管再生混凝土组合柱结合了传统钢管混凝土技术成熟性和我国建筑垃圾量大的二者的优势，制作成在管壁上带有加劲肋的组合柱，更好地提高了钢管柱的整体性能、受力性能和施工性能，具有造价低，施工简单，工期较短，有利于较好保护生态环境等众多优点。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种节能环保，整体性能好，并且强度很高的钢管与半预制半现浇的建筑垃圾再生混凝土组合柱。由钢管和再生块体混凝土预制芯柱以及现浇的再生骨料混凝土组成，钢管与再生块体混凝土预制芯柱之间用建筑垃圾再生骨料混凝土浇筑，从而制备一种钢管与半预制半现浇建筑垃圾再生混凝土组合柱。为了解决上述问题及实现上述要求，本专利技术采取如下的技术解决方案：一种钢管与半预制半现浇建筑垃圾再生混凝土组合柱，包括钢管、再生块体混凝土预制芯柱和钢管与再生块体混凝土预制芯柱之间的夹层。1、柱骨架选用钢管。钢管体的长、宽和高依据实际施工要求选择适当的尺寸；内部的再生块体混凝土预制芯柱的长、宽和高依据实际施工要求选择适当的尺寸。2、钢管上带有一定间距的加劲肋。加劲肋绕管方向均匀分布，间距10cm，竖直方向间隔15cm。3、再生块体混凝土预制芯柱顶端开一个内深30cm的棱台体凹槽，棱台体凹槽上顶面为边长20cm的正方形，下底面为边长15cm的正方形，同时再生块体混凝土预制芯柱底端做一个高25cm的正方体凸起，正方体边长为10cm，可以使上柱节凸起和下段柱节凹槽上下相互对接，在连接处用水泥砂浆固合，形成整体。4、钢管与再生块体混凝土预制芯柱之间的夹层采用再生骨料混凝土浇筑。5、再生块体混凝土预制芯柱的施工工艺：以平放的方式制好成型模板，并提前预埋好吊装弯钩，提前将废旧混凝土块体充分浇水润湿。浇筑时，在成型模板内投放提前润湿的废旧混凝土块体，再加入新混凝土，再生块体混凝土与新混凝土的重量比在2:1-4:1之间最优。再生块体混凝土所用块体为旧有建筑物、构筑物、道路、桥梁或堤坝拆除并去除保护层和全部或部分钢筋之后的废旧混凝土块体。再生块体混凝土所用块体的尺寸应根据实际设计要求选取，不宜过大或过小。块体之间采用新混凝土浇筑，保证结构的整体性。本专利技术的优点：1.本专利技术适用于钢材和混凝土的混合结构，再生块体混凝预制芯柱工厂化生产，强度高、耐腐蚀、耐久性能好，施工便捷。2、用表面带有加劲肋的钢管的设计，在浇筑再生骨料混凝土，能增大钢管与混凝土界面粘结力，显著提高构件的极限承载力、变形能力和延性，有效的防止钢管与混凝土界面脱空，并且提高钢管对核心混凝土的约束作用，可以保持更好的稳定性，保证结构的强度。3、选用建筑垃圾再生混凝土，替代了普通混凝土，绿色、节能、轻质高强且耐久性良好，同时大大降低了成本。4.再生块体混凝土预制芯柱上下两端的凹槽和凸起结构，可以互相连接，可以广泛运用到高层建筑中，使施工工程便捷化、程序化。5、利用再生块体混凝土做预制芯柱，大大简化了废旧混凝土循环利用时的破碎、筛分、净化等处理过程，节省了大量人力、时间和能源，可实现建筑垃圾的高效循环利用。除此之外，选用块体混凝土，可以实现结构良好的整体性。大大提高该柱体的强度。附图说明：图1为一种方形截面钢管与圆形截面再生块体混凝土预制芯柱俯视图。图中：1—钢管；2—现浇再生骨料混凝土；3—再生块体混凝土预制芯柱；4—加劲肋。图2为一种圆形截面钢管与圆形截面再生块体混凝土预制芯柱俯视图。图3为一种圆形截面钢管与方形截面再生块体混凝土预制芯柱俯视图。图4为一种方形截面钢管与方形截面再生块体混凝土预制芯柱俯视图。图5为一种钢管与半预制半现浇建筑垃圾再生混凝土组合柱轴侧图。图中：3—再生块体混凝土预制芯柱；5—凸起；6—凹槽。具体实施方式下面结合说明书附图1-5对本专利技术做进一步的描述。如图所示，本专利技术实施例所述一种钢管与半预制半现浇建筑垃圾再生混凝土组合柱，所述组合柱由钢管1和钢管与再生块体混凝土预制芯柱之间现浇的再生骨料混凝土2以及再生块体混凝土预制芯柱3组成。内部再生块体混凝土预制芯柱3有模板制得，钢管1内侧带有加劲肋4，再生块体混凝土预制芯柱3与钢管1同心放置。本专利技术用一种钢管与半预制半现浇建筑垃圾再生混凝土组合柱代替传统钢筋混凝土柱，本专利技术的钢管与半预制半现浇建筑垃圾再生混凝土组合柱，整体制作便捷经济效益高，并且能有效提高结构的承载能力和改善其变形性能,增加构件的延性。其中钢管1带有加劲肋4的设计能使钢管与再生骨料混凝土粘结性能更好，提高了组合柱的整体性。实施例1：1.选择适宜强度等级的合适尺寸的钢板，在其上连续轧制加劲肋4，加劲肋4高度适宜，为钢管1与再生块体混凝土预制芯柱3半径之差的1/4.再将加劲肋4的钢板进行弯折焊接，制成一空腔内径与预制再生块体混凝土柱内径之差d大于10cm的钢管1。2.以平放的方式制好成型模板，制作再生块体混凝土预制芯柱3时提前预埋好吊装弯钩，并将废旧混凝土块体充分浇水润湿。浇筑时，在成型模板内投放提前润湿的废旧混凝土块体，再加入新混凝土，重量比例2：1。3.再生块体混凝土预制芯柱3顶端开一个内深30cm的棱台体凹槽6，棱台体凹槽6上顶面为边长20cm的正方形，下底面为边长15cm的正方形，同时再生块体混凝土预制芯柱3底端做一个外凸25cm的正方体凸起5，正方体边长为10cm。4.安装时，将预制好的再生块体混凝土芯柱运输至施工现场，首先对其充分浇水润湿，先采用吊机通过吊装弯钩将表面润湿的再生块体混凝土节段固定，再同心安装钢管1。5.向钢管1和再生块体混凝土预制芯柱3的夹层部分浇筑再生骨料混凝土2，并插入振动棒充分振捣，直至钢管1内部的空间被灌满，养护至硬化，最后在钢管1外用砂浆抹面，待其凝固后得到钢管与半预制半现浇建筑垃圾再生混凝土组合柱。实施例2：1.选择适宜强度等级的合适尺寸的钢板，在其上连续轧制加劲肋4，加劲肋4高度适宜，为钢管1与再生块体混凝土预制芯柱3半径之差的1/4，再将加劲肋4的钢板进行弯折焊接，制成一空腔内径与预制再生块体混凝土柱半径之差d大于10cm的钢管1。2.以平放的方式制好成型模板，制作再生块体混凝土预制芯柱3时提前预埋好吊装弯钩，并将废旧混凝土块体充分浇水润湿。浇筑时，在成型模板内投放提前润湿的废旧混凝土块体，再加入新混凝土，重本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢管与半预制半现浇建筑垃圾再生混凝土组合柱：其特征在于，包括钢管作为柱骨架，钢管体的长、宽和高依据实际施工要求选择适当的尺寸；内部的再生块体混凝土预制芯柱的长、宽和高依据实际施工要求选择适当的尺寸，钢管上带有一定间距的加劲肋，再生块体混凝土预制芯柱顶端开一个棱台体凹槽，同时再生块体混凝土预制芯柱底端做一个正方体凸起，钢管与再生块体混凝土预制芯柱之间的夹层为再生骨料混凝土浇筑而成。

【技术特征摘要】
1.一种钢管与半预制半现浇建筑垃圾再生混凝土组合柱：其特征在于，包括钢管作为柱骨架，钢管体的长、宽和高依据实际施工要求选择适当的尺寸；内部的再生块体混凝土预制芯柱的长、宽和高依据实际施工要求选择适当的尺寸，钢管上带有一定间距的加劲肋，再生块体混凝土预制芯柱顶端开一个棱台体凹槽，同时再生块体混凝土预制芯柱底端做一个正方体凸起，钢管与再生块体混凝土预制芯柱之间的夹层为再生骨料混凝土浇筑而成。2.根据权利要求1所述的一种钢管与半预制半现浇建筑垃圾再生混凝土组合柱，其特征在于，钢管由带有加劲肋的钢板焊接而成，为闭口形式，加劲肋分布在钢板的单面上，在钢板的内侧，钢板上的加劲肋为连续的或断续的。3.根据权利要求1所述的一种钢管与半...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷斌，林天翔，刘学文，王鑫焱，兰鹏，王泳康，薛景丹，熊进刚，李召行，晏育松，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：江西;36