一种疏芯体混凝土结构制造技术

一种疏芯体混凝土结构，土木工程领域。将建筑工程、桥梁工程混凝土结构的梁、板、柱、剪力墙、基础、箱形梁等构件截面中受力较小部位的混凝土用疏芯体替代，形成减少混凝土用量、自重较小、节省造价、现场整浇的整体结构；疏芯体（１）是将高粱秆、玉米秆、稻草、麦秸等农作物秸秆晒干、压缩、高温定型、中间穿放细树枝（３），做成有一定刚度的圆柱形或棱柱形，外裹防水的塑料薄膜（２）；在梁、板、基础等水平构件底部钢筋向上绑扎竖向架力钢筋，架力钢筋的下部绑扎横向搁置钢筋，放置芯体后，芯体上部用横向水平抗浮钢筋与架力钢筋绑扎在一起，保证芯体的抗浮和防侧移，然后浇筑混凝土，在剪力墙、柱等竖向构件的竖向纵筋上，先横向绑扎搁置钢筋，再放置芯体，芯体顶部上放置横向水平抗浮钢筋并与竖纵筋再绑扎在一起，或焊接抗浮钢板；芯体长一般为６０～８０ｃｍ，在混凝土构件中分段分置，段与段之间留下５～１０ｃｍ间隙填充混凝土；混凝土构件截面中芯体截面的面积按《混凝土结构设计规范》ＧＢ５００１０－２００２计算确定，要保证有一定的混凝土承压、承剪面积和一定厚度的混凝土外壁包裹住钢筋。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种减轻混凝土结构自重的疏芯体混凝土现浇整体结构。即将混凝土结构构件截面中受力较小的部位混凝土用疏芯体替代，具体为建筑工程中的混凝土梁、板、柱、墙、基础、桩基，桥梁工程中的混凝土梁板、桥墩，大坝中的混凝土坝体等；土木工程领域。
技术介绍
减轻混凝土结构自重，这是土木工程界一直追求的目标。预制多孔板、T型截面梁、工字形薄腹梁、工字形截面柱、格构式柱、空心电线杆、预应力管桩、箱形梁等，将混凝土受力较小或不起作用的截面部分混凝土取消的预制构件，这是人们长期努力的结果。 预制预应力多孔板曾被用于我国广大城乡建筑的楼面结构中，这种板在构件厂生产时，通过抽孔成形，减少了构件截面混凝土用量，达到了减轻自重的目的。但由于是预制构件，其对房屋整体抗震性能不利，在城市中已被禁止使用，只有经济条件落后的农村地区近期内还在延用。 桥梁结构中的预制预应力箱形梁，通过埋设在模板钢筋笼内的橡胶气囊所占体积量，减少了混凝土用量，浇筑的混凝土构件拆模后，放掉空气，从箱形梁一端开口部位取出囊袋，重复使用。 上述两项技术实现的条件是，混凝土构件的生产必须在预制厂(场)内用专用设备生产，生产的构件必须是两端开口的，构件安装后，其结构整体性能和抗震性能较差。在现场整浇结构(不留开口)则无法做到。 近年来，人们又开发出全封闭GBF薄壁空心管，即将成品GBF管预埋在混凝土构件的模板钢筋笼中，然后浇筑混凝土，从而实现了减少混凝土用量，减轻其自重的现浇空心板结构。然而，由于制造GBF管成本较高(一根1m长φ120管市场售价在8～10元左右，200厚混凝土板内放置6根，即每平方米造价需多花费50多元人民币，省下的混凝土方量仅20元左右，两者相差30元，即建筑造价上升30元/m2。)，建筑造价分摊较高，因此，现在建筑市场上一时也很难推广使用。 为了减轻结构自重，节省混凝土用量，本技术提供一种疏芯体混凝土结构，实现施工现场整体现浇，从而保证结构的整体性能和抗震性能。
技术实现思路
1.所要解决的技术问题 混凝土结构一个很大的缺点就是自重大，这是由于混凝土本身容重(2500kg/m3)大的原因。当采用加气等方法减轻其容重时，混凝土的强度又大幅度下降，因此，既要保证混凝土结构具体所需的设计强度，又要减轻结构的自重，同时结构本身还要保证是全现浇整体结构，另外选价投入还要尽可能降低，这是本技术所要解决的问题。 2.疏芯体的组成 疏芯体主要是由干燥农作物秸秆，如高粱秆、玉米秆、麦秸、稻草等组成，这些秸秆材料重量轻，体积大，系植物纤维，在干燥封闭环境中不会腐烂，无腐蚀性，无有害气体排放。 干燥的农作物秸秆填埋在混凝土中，不会腐烂的理由是，我国上世纪三十年代，因钢材缺乏，土木界前辈曾用竹筋代替钢筋建造混凝土结构构件，五十多年后，凿开混凝土，其竹筋已全部碳化。因此，同为植物纤维的农作物秸秆如埋藏在混凝体结构中，也只会被碳化，而不会腐烂。 疏芯体是将高粱杆、玉米秆、麦秸、稻草等农作物秸秆晒干，通过浸泡、压缩、高温定型(300～400℃)，中间穿放细树枝，再烘干，做成一截截圆柱体或棱柱体，且有一定硬度，外表防水的塑料薄膜，阻止混凝土中的水分流失，同时保证秸秆疏芯体不被浸湿。 3.疏芯体混凝土结构技术方案 疏芯体混凝土结构是一种构件截面中心部位受力较小或不受力的混凝土用疏芯体取代，构件本身受力仍由周边的混凝土和钢筋承担，混凝土浇筑施工时，预先在构件截面的中心部位用架力钢筋、抗浮钢筋将圆柱形或棱柱形的疏芯体绑扎固定牢固，再行浇筑混凝体。这种截面中心为疏芯体的结构构件在截面设计时，一般按T形，I字形截面计算，T形，I字形截面的设计计算按《混凝土结构设计规范》GB50010—2002施行。 4.本技术的有益效果 (1)因疏芯体容重较小，取代了部分混凝土用量后，一定程度上解决了混凝土结构自重大的问题。 (2)疏芯体混凝土结构为整浇结构，保证了结构的整体性和抗震性能。 (3)建造的疏芯体混凝土板、剪力墙结构构件具有隔声、保温、隔热的优良物理性能。 (4)使农作物秸秆找到有用之处，使其不再成为废弃物，或被大量焚烧，从而影响短期的交通环境和长期的生态环境。 (5)节约混凝土用量，节省工程造价，同时也使重能耗、重污染的水泥企业产量减少，宏观上起到节能减排的效果。附图说明图1是圆柱形截面的疏芯体图。 图2是棱柱形截面的疏芯体图。 图3是疏芯体混凝土板截面图。 图4是疏芯体混凝土梁截面图。 图5是疏芯体混凝土方形柱截面图。 图6是疏芯体混凝土矩形柱截面图。 图7是疏芯体混凝土剪力墙截面图。 图8是疏芯体混凝体基础截面图。 图9是疏芯体混凝土大体积基础截面图。 图10是疏芯体混凝土全现浇箱形梁截面图。 图中(1)是秸秆疏芯体，(2)是塑料薄膜，(3)是细树枝，(4)是混凝土板，(5)是混凝土梁，(6)是混凝土方形柱，(7)是混凝体矩形柱，(8)是混凝土墙，(9)是混凝土基础，(10)是混凝土大体积基础，(11)是混凝土箱形梁。具体实施方式 1.疏芯体的制备 图1、2分别为圆柱形、棱柱形截面的疏芯体。当用高粱秆、玉米秆作疏芯体(1)时，将其晒干后，一般直接用细绳或铁丝将其扎成圆柱形，或用0.3厚的铁皮箍箍成棱柱形，长度切成60～80cm，中间放进4～5根细树枝(3)，再用塑料薄膜(2)包裹，即已形成疏芯体成品。当用稻草、麦秸作疏芯体时(1)，将其晒干后，先用水浸泡24小时，软化后，放入用两半圆槽形或方槽形加盖板的薄钢板焊成的模具中，中间穿放4～5根细树枝(3)，用螺栓将模具加压，再置入烘烤柜中，加热到300～400℃，使其定形，出柜冷却后，加裹塑料薄膜包裹(2)，即成疏芯体成品。疏芯体截面尺寸，视结构构件截面尺寸而定，一般圆形直径取6～15cm，方形边长取15～20cm，长度60～80cm。 2.疏芯体混凝土结构 图3～10分别为疏芯体混凝土结构板、梁、柱、墙、基础、箱形梁等构件截面图。先介绍疏芯体总的布置原则，再分别对某一结构构件作具体布置介绍。 疏芯体的大小视结构构件截面尺寸而定，分为单一疏芯体置放法和多个疏芯体组合置放法，一般应根据截面计算的混凝体受压高度和钢筋必要的保护、约束厚度来确定构件截面尺寸和配套的疏芯体的截面形状和尺寸。疏芯体沿混凝土构件长度每60～80cm放置一段，段与段之间间隔5～10cm作为空隙距离填充混凝土，这样的疏芯体混凝土内部结构是空间结构，有利于结构本身的应力传递和结构稳定。在构件两端的30～50cm左右范围内，不布置疏芯体，这也是保证结构的内力传递。疏芯体的放置通过架立钢筋和抗浮钢筋固定牢靠，防止混凝土浇筑时，芯体偏移或上浮。 图3是疏芯体混凝土板，板厚一般在10cm以上做疏芯体混凝土结构才有意义。板(4)按单向板设计。T形截面设计计算，计算方法按《混凝土结构设计规范》GB50010—2002。假如板厚为12cm，疏芯体直径用6cm，板截面混凝体上、下翼缘各取3cm，两芯体之间的净间距取3cm，即腹板最窄处为3cm。疏芯体(1)上部用横向水平钢筋控制芯体上浮，这一钢筋也称抗浮钢筋，抗浮钢筋与芯体两侧的架立钢筋相连，架立钢筋与板底的纵向钢筋绑扎在一起，如芯体的浮力较大，纵向钢筋与本模板用圆钉钉牢，与钢模板则本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种疏芯体混凝土结构，本结构其特征在于混凝土房屋的梁、板、柱、墙、基础、桩基，桥梁工程中的混凝土梁板、桥墩，大坝中的混凝土坝体等基本构件的截面受力较小的核心区部位，预埋较轻的疏芯体来替代部分混凝土体积，疏芯体的芯体由农作物秸秆（１）、中间穿放细树枝（３）、外裹防水的塑料薄膜（２）组成，疏芯体分为圆柱体和棱柱体，一段段排列在待浇构件中，芯体用铁丝与架力钢筋、抗浮限位钢筋绑扎或钢板焊接在一起，架力钢筋、限位钢筋与构件中的钢筋或浇筑的模板相连固定，混凝土浇筑凝固后，在混凝土构件中形成规则的腔体结构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李延和，李树林，
申请(专利权)人：李延和，李树林，
类型：实用新型
国别省市：84[中国|南京]