一种铁尾矿混凝土-普通混凝土组合梁及其施工方法技术

一种铁尾矿混凝土‑普通混凝土组合梁及其施工方法，其中铁尾矿混凝土‑普通混凝土组合梁，包括有钢筋骨架和浇筑在钢筋骨架外侧的混凝土层；所述钢筋骨架包括有一排纵向受力钢筋，一排纵向架立筋以及一组箍筋；所述混凝土层有两层，分别为浇筑在组合梁下部的普通混凝土层和浇筑在组合梁上部的铁尾矿混凝土层；所述纵向受力钢筋位于普通混凝土层中；所述纵向架立筋位于铁尾矿混凝土层中。本发明专利技术上部浇筑高强铁尾矿混凝土，下部浇筑普通混凝土并配有高强抗拉钢筋，充分发挥组合梁上部铁尾矿混凝土高抗压强度和下部钢筋的高抗拉强度，所述组合梁体各部分材料受力合理，相对常规的高强普通混凝土梁，减少了高强混凝土用量，降低了成本。

An iron tailing concrete ordinary concrete composite beam and its construction method

An iron tailing concrete ordinary concrete composite beam and construction method thereof, wherein the iron tailings concrete concrete composite beams, including steel skeleton and concrete layer on the outside of the steel skeleton; the steel skeleton consists of a row of longitudinal reinforcement, a row of longitudinal frame vertical ribs and a set of the stirrups; the concrete layer has two layers, respectively, in the lower part of the composite beam pouring ordinary concrete layer and pouring concrete layer of iron tailings in the upper part of a composite beam; the longitudinal reinforcement in concrete layer; the longitudinal frame reinforcement concrete layer in iron tailings. The upper part of iron tailings pouring of high strength concrete, ordinary concrete and high strength concrete under tensile reinforcement, give full play to the high tensile strength of the upper part of a composite beam of iron tailings with high compressive strength and lower reinforced concrete composite beams, the body part of the material stress is reasonable, compared with that of conventional high strength ordinary concrete beam, reducing the amount of high-strength concrete. Reduce the cost.

【技术实现步骤摘要】
一种铁尾矿混凝土-普通混凝土组合梁及其施工方法
本专利技术属于建筑工程
，特别涉及一种铁尾矿混凝土-普通混凝土组合梁及其施工方法。
技术介绍
钢筋混凝土结构从出现到现在，已有一百多年的历史，用其制做的构件构成了我们居住的环境，而其中的钢筋混凝土梁构件，为人类生产生活提供了大跨度、大开间的场所。从受力角度来说，这种常规梁试件主要发挥了受压区混凝土的抗压强度，而梁下部混凝土的抗拉强度较小，对于梁受弯承载力贡献较小，主要是梁底受拉纵筋承受拉力，这就造成了梁下部混凝土并未发挥其高抗压强度的作用，尤其对于高强度等级的混凝土梁，造成成本较高，直接导致工程造价提高。此外，在我国较多省份中，如河北唐山、张家口地区，储存着丰富的尾矿资源得不到有效利用，尾矿的巨大堆积对周围的环境造成严重影响。尾矿堆存需要占用大量土地，截至2013年，我国尾矿堆放占用土地达2300多万亩，随着新的尾矿库不断增加，必将占用更多的土地；但是，尾矿只是放错了地方的资源，由于我国矿业起步晚，技术发展不平衡，不同时期的选冶技术差距很大，大量有价值资源存留于尾矿之中，造成资源巨大浪费；另外，尾矿所含重金属离子，甚至砷、汞等污染物质，会随尾矿水流入附近河流或渗入地下，严重污染河流及地下水源，自然干涸后的尾砂，遇大风形成扬尘，吹到周边地区，对环境造成危害；很多尾矿库超期使用，甚至违规操作，使尾矿库存在极大安全隐患，对周边地区人民财产和生命安全造成严重威胁，建国以来，我国多次发生过尾矿库溃坝事故，造成大量人员伤亡，等等，尾矿的巨大堆积危害严重，亟待我们想出办法解决这一难题。
技术实现思路
本专利技术提出了一种铁尾矿混凝土-普通混凝土组合梁及其施工方法，要解决传统的普通混凝土梁中高强混凝土没有充分发挥其作用性能，造成高强普通混凝土材料的浪费及施工成本的增高的技术问题。本专利技术技术方案如下。一种铁尾矿混凝土-普通混凝土组合梁，包括有钢筋骨架和浇筑在钢筋骨架外侧的混凝土层；所述钢筋骨架包括有一排沿横向平行间隔布置的纵向受力钢筋，一排与纵向受力钢筋相对应、布置在纵向受力钢筋正上方的纵向架立筋以及一组沿纵向平行间隔环箍在纵向受力钢筋与纵向架立筋外侧的箍筋；所述混凝土层有两层，分别为浇筑在组合梁下部的普通混凝土层和浇筑在组合梁上部的铁尾矿混凝土层；所述纵向受力钢筋位于普通混凝土层中；所述纵向架立筋位于铁尾矿混凝土层中。优选的，所述铁尾矿混凝土-普通混凝土组合梁横截面为实心的矩形或实心的T型或实心的箱型或者空心的矩形或者空心的T型或者空心的箱型。优选的，所述组合梁下部的普通混凝土层的截面高度占所述组合梁截面高度的1/2～2/3；所述组合梁上部的铁尾矿混凝土层的截面高度占所述组合梁截面高度的1/3～1/2。优选的，所述钢筋骨架到对应一侧的混凝土边缘的距离为2cm～3cm。优选的，所述组合梁中铁尾矿混凝土包括的组分有水泥、硅灰、粉煤灰、铁尾矿粉、铁尾矿砂、减水剂和水；其中，各组分配比为水泥：硅灰：粉煤灰：铁尾矿粉：铁尾矿砂＝60:16:25:40:124；减水剂掺量为胶凝材料重量的1.5％，水胶比为0.33；其中，所述胶凝材料为水泥、硅灰和粉煤灰的混合物。优选的，所述铁尾矿砂和铁尾矿粉均为矿场排放的废弃物经过过筛后制得，不再通过机器磨细；其中，铁尾矿砂粒径为0.08mm～2.5mm，铁尾矿粉粒径不大于0.3mm。优选的，所述铁尾矿砂和铁尾矿粉的成分均如下。优选的，所述水泥为硅酸盐水泥或者强度等级大于等于42.5的普通硅酸盐水泥；所述粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰；所述减水剂为聚羧酸系高效减水剂或者萘系高效减水剂；所述硅灰为二氧化硅含量大于等于90％的硅灰。一种铁尾矿混凝土-普通混凝土组合梁的施工方法，包括步骤如下。步骤一：根据所述组合梁的几何尺寸制做模板，将纵向受拉钢筋、纵向架立筋通过箍筋绑扎成组合梁的钢筋骨架，钢筋骨架与模板之间留有2～3cm的间隙，作为保护层厚度。步骤二：将矿场排放的废弃物进行筛分，得到铁尾矿粉和铁尾矿砂；同时进行水泥、硅灰、粉煤灰和减水剂材料的选取。步骤三：制备普通混凝土以及依据计算所得的铁尾矿混凝土配比水泥：硅灰：粉煤灰：铁尾矿粉：铁尾矿砂＝60:16:25:40:124，减水剂掺量为胶凝材料重量的1.5％，水胶比为0.33，制备铁尾矿混凝土，其中，所述胶凝材料为水泥、硅灰和粉煤灰的混合物。步骤四：进行组合梁下部的普通混凝土层的浇筑，并振捣密实。步骤五：在普通混凝土层初凝前，浇筑组合梁上部的铁尾矿混凝土层，并振捣密实。步骤六：所述组合梁普通混凝土层和铁尾矿混凝土层均达到拆模强度后拆模，再进行自然养护，形成铁尾矿混凝土-普通混凝土组合梁。优选的，步骤二中矿场排放的废弃物经过过筛后直接使用，不再通过机器磨细，铁尾矿砂粒径为0.08～2.5mm，铁尾矿粉粒径不大于0.3mm；步骤三中制备铁尾矿混凝土具体为，先按所述配比称量材料，将其倒入搅拌机中，搅拌3～5分钟，使其搅拌均匀，再将称量好的减水剂与水混合均匀，分两次加入搅拌机中，每次搅拌2～3分钟。与现有技术相比本专利技术具有以下特点和有益效果。1、按照本专利技术生产的铁尾矿混凝土-普通混凝土组合梁，包括底部的普通混凝土和上部的铁尾矿混凝土，浇筑时，先浇筑底部的普通混凝土，再继续浇筑上部的铁尾矿混凝土，待养护成型拆模后即可，所述组合梁制做工艺简单，可操作性强，便于质量控制。2、所述铁尾矿混凝土-普通混凝土组合梁，上部浇筑高强铁尾矿混凝土，下部浇筑普通混凝土并配有高强抗拉钢筋，充分发挥组合梁上部铁尾矿混凝土高抗压强度和下部钢筋的高抗拉强度，所述组合梁体各部分材料受力合理，相对常规的高强普通混凝土梁，减少了高强混凝土用量，降低了成本，经济效益明显。3、本专利技术所述的铁尾矿混凝土-普通混凝土组合梁，其应用广泛，可适合现场施工的建筑环境，更主要适合于预制构件厂的制作生产，应用于装配式建筑中，为我国的正如火如荼发展的建筑事业提供一种新型的预制组合梁。4、本专利技术的铁尾矿混凝土-普通混凝土组合梁采用的铁尾矿混凝土，其中铁尾矿粉和铁尾矿砂总量占混合料总量的60％以上，从而大量消耗的废弃物铁尾矿；同时组合梁中铁尾矿混凝土的专利技术为我国正蓬勃发展的建筑行业提供了一种环保、节能的绿色混凝土，满足基础设施建设、城镇化及棚户区改造工程的需要，具有显著的经济效益和环境效益。5、本专利技术中在混凝土同时加入了铁尾矿砂和铁尾矿粉，一方面增加了工业废弃物铁尾矿的使用量，提高铁尾矿利用率；另一方面，铁尾矿粉粒径小于铁尾矿砂，可以起到填充作用，提高铁尾矿混凝土密实度，改善混凝土耐久性。6、本专利技术中的铁尾矿粉和铁尾矿砂，其主要组成成分为二氧化硅，且二氧化硅的含量高达50％，对于提高铁尾矿的硬度有重要作用；用这种铁尾矿制备混凝土，在保证混凝土高强度的前提下，能够较大程度的提高铁尾矿的掺量，大大降低高成本的硅灰使用量以及水泥用量；所以，这种配比下的混凝土单方成本相对最低，混凝土高强度得到保证，有利于废物利用，解决尾矿堆积带来的种种问题。7、本专利技术采用的是三元胶凝体系，即胶凝材料为水泥、硅灰和粉煤灰，硅灰粒径较水泥更细,在拌合过程中硅灰发生水化反应，生成硅酸钙凝胶，将铁尾矿等凝聚为一体，并且硅灰的火山灰效应反应剧烈，对于提高混凝土强度有决定性作用；同时硅灰粒径更细，更好的填充本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁尾矿混凝土‑普通混凝土组合梁，包括有钢筋骨架和浇筑在钢筋骨架外侧的混凝土层；所述钢筋骨架包括有一排沿横向平行间隔布置的纵向受力钢筋(3)，一排与纵向受力钢筋(3)相对应、布置在纵向受力钢筋(3)正上方的纵向架立筋(4)以及一组沿纵向平行间隔环箍在纵向受力钢筋(3)与纵向架立筋(4)外侧的箍筋(5)；其特征在于：所述混凝土层有两层，分别为浇筑在组合梁下部的普通混凝土层(1)和浇筑在组合梁上部的铁尾矿混凝土层(2)；所述纵向受力钢筋(3)位于普通混凝土层(1)中；所述纵向架立筋(4)位于铁尾矿混凝土层(2)中。

【技术特征摘要】
1.一种铁尾矿混凝土-普通混凝土组合梁，包括有钢筋骨架和浇筑在钢筋骨架外侧的混凝土层；所述钢筋骨架包括有一排沿横向平行间隔布置的纵向受力钢筋(3)，一排与纵向受力钢筋(3)相对应、布置在纵向受力钢筋(3)正上方的纵向架立筋(4)以及一组沿纵向平行间隔环箍在纵向受力钢筋(3)与纵向架立筋(4)外侧的箍筋(5)；其特征在于：所述混凝土层有两层，分别为浇筑在组合梁下部的普通混凝土层(1)和浇筑在组合梁上部的铁尾矿混凝土层(2)；所述纵向受力钢筋(3)位于普通混凝土层(1)中；所述纵向架立筋(4)位于铁尾矿混凝土层(2)中。2.根据权利要求1所述的一种铁尾矿混凝土-普通混凝土组合梁，其特征在于：所述铁尾矿混凝土-普通混凝土组合梁横截面为实心的矩形或实心的T型或实心的箱型或者空心的矩形或者空心的T型或者空心的箱型。3.根据权利要求2所述的一种铁尾矿混凝土-普通混凝土组合梁，其特征在于：所述组合梁下部的普通混凝土层(1)的截面高度占所述组合梁截面高度的1/2～2/3；所述组合梁上部的铁尾矿混凝土层(2)的截面高度占所述组合梁截面高度的1/3～1/2。4.根据权利要求2所述的一种铁尾矿混凝土-普通混凝土组合梁，其特征在于：所述钢筋骨架到对应一侧的混凝土边缘的距离为2cm～3cm。5.根据权利要求2所述的一种铁尾矿混凝土-普通混凝土组合梁，其特征在于：所述组合梁中铁尾矿混凝土包括的组分有水泥、硅灰、粉煤灰、铁尾矿粉、铁尾矿砂、减水剂和水；其中，各组分配比为水泥：硅灰：粉煤灰：铁尾矿粉：铁尾矿砂＝60:16:25:40:124；减水剂掺量为胶凝材料重量的1.5％，水胶比为0.33；其中，所述胶凝材料为水泥、硅灰和粉煤灰的混合物。6.根据权利要求5所述的一种铁尾矿混凝土-普通混凝土组合梁，其特征在于：所述铁尾矿砂和铁尾矿粉均为矿场排放的废弃物经过过筛后制得，不再通过机器磨细；其中，铁尾矿砂粒径为0.08mm～2.5mm，铁尾矿粉粒径不大于0.3mm。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：麻建锁，冯拴，蔡焕琴，梁玲玉，陈硕，齐梦，马相楠，
申请(专利权)人：河北建筑工程学院，
类型：发明
国别省市：河北,13