预制气凝胶隔热部分包覆钢-混凝土组合构件及制备方法技术

本发明专利技术的一种预制气凝胶隔热部分包覆钢

【技术实现步骤摘要】
预制气凝胶隔热部分包覆钢-混凝土组合构件及制备方法


[0001]本专利技术涉及装配式构件领域，具体涉及一种预制气凝胶隔热部分包覆钢-混凝土组合构件及制备方法。

技术介绍

[0002]部分包覆钢-混凝土组合构件是在H型钢翼缘和腹板间填充混凝土形成的新型组合构件，不仅具有承载力高、抗震性能好等优点，而且混凝土浇筑时不需要支设模板，同时该构件钢材外露，可采用钢结构的连接方法，非常适合装配式钢结构建筑，符合我国建筑产业化的发展方向。然而，钢结构材料防火性能较差，通常在600℃左右时即会失去承载作用，而一般火场温度会高达800～1000℃，在这种情况下，翼缘裸露的部分包覆钢-混凝土组合构件会很快达到耐火极限，对整体结构的安全性能造成极大的影响。
[0003]目前部分包覆钢-混凝土组合构件主要采用防火涂料喷涂等方式提高耐火极限。然而，防火涂料的施工质量可控性差，对基材的除锈、防火涂料的涂层厚度、施工环境湿度等不易控制，防火性能不易保证。同时由于混凝土的存在使得部分包覆钢-混凝土组合构件自重较大，装配式施工时吊装难度大。为解决装配式钢结构建筑中部分包覆钢-混凝土组合构件自重大且防火涂料施工复杂、质量难以保证、耐火极限不高等问题，提出了一种预制气凝胶隔热部分包覆钢-混凝土组合构件。

技术实现思路

[0004]本专利技术提出的一种预制气凝胶隔热部分包覆钢-混凝土组合构件及装备方法，可解决现有装配式钢结构建筑中部分包覆钢-混凝土组合构件防火涂料施工复杂、质量难以保证、耐火极限不高的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：
[0006]一种预制气凝胶隔热部分包覆钢-混凝土组合构件，包括包覆钢-混凝土组合构件单元，还包括隔热单元，所述包覆钢-混凝土组合构件单元与隔热单元之间固定连接。
[0007]进一步的，所述隔热单元为气凝胶纳米隔热板或气凝胶纳米绝热毯。
[0008]进一步的，当隔热单元为气凝胶纳米隔热板时，所述部分包覆钢-混凝土组合构件单元与隔热单元直接通过卡扣式连接方式固定连接；
[0009]当隔热单元为气凝胶纳米绝热毯时，所述部分包覆钢-混凝土组合构件单元与隔热单元通过连接材料单元进行连接固定。
[0010]进一步的，所述连接材料单元为使用气凝胶纳米绝热毯材料制作的连接绳。
[0011]进一步的，所述部分包覆钢-混凝土组合构件单元由H型钢柱单元或十字型钢柱单元与混凝土单元组合而成。
[0012]进一步的，当隔热单元采用气凝胶纳米隔热板材料时，制作H型钢柱单元或十字型钢柱单元的时候，事先在H型钢柱单元或十字型钢柱单元的腹板处焊接抗剪栓钉单元。
[0013]进一步的，当隔热单元采用气凝胶纳米绝热毯材料时，制作H型钢柱单元或十字型
钢柱单元的时候，事先在H型钢柱单元或十字型钢柱单元的两翼缘间焊接钢连杆单元。
[0014]进一步的，当隔热单元采用气凝胶纳米隔热板材料时，在向H型钢柱单元或十字型钢柱单元两翼缘之间浇筑混凝土单元时，事先在混凝土单元内布置纵筋单元与箍筋单元。
[0015]进一步的，当隔热单元采用气凝胶纳米绝热毯材料时，在向H型钢柱单元或十字型钢柱单元两翼缘之间浇筑混凝土单元时，事先在混凝土单元内布置纵筋单元。
[0016]另一方面，本专利技术还公开一种预制气凝胶隔热部分包覆钢-混凝土组合构件的制备方法，包括以下步骤，
[0017]S1、将制作好的H型钢柱单元或十字型钢柱单元与隔热单元进行固定连接；
[0018]当隔热单元为气凝胶纳米隔热板时，所述部分包覆钢-混凝土组合构件单元与隔热单元直接通过卡扣式连接方式固定连接；
[0019]当隔热单元为气凝胶纳米绝热毯时，所述部分包覆钢-混凝土组合构件单元与隔热单元通过连接材料单元进行连接固定；
[0020]S2、在H型钢柱单元或十字型钢柱单元翼缘与腹板之间填充混凝土单元；
[0021]当隔热单元采用气凝胶纳米隔热板材料时，在向H型钢柱单元或十字型钢柱单元两翼缘之间浇筑混凝土单元时，事先在混凝土单元内布置纵筋单元与箍筋单元；
[0022]当隔热单元采用气凝胶纳米绝热毯材料时，在向H型钢柱单元或十字型钢柱单元两翼缘之间浇筑混凝土单元时，事先在混凝土单元内布置纵筋单元。
[0023]由上述技术方案可知，本专利技术的预制气凝胶隔热部分包覆钢-混凝土组合构件，在PEC柱的翼缘端包覆了气凝胶纳米隔热板，因为传统的PEC柱翼缘上是涂刷防火涂料的，涂料的施工技术和质量难以控制，得不到保证，本专利技术的隔热板是可以直接在工厂预制生产的，可以直接外包，一来解决了防火涂料涂刷的这个问题，二来达到了装配式的目的，降低了施工的难度，三来提高了构件的耐火极限；同时，传统的PEC柱用的是普通混凝土，本专利技术采用超轻气凝胶泡沫混凝土或轻骨料混凝土这两种材料，与普通混凝土相比，它们具有自重轻、保温隔热、减震隔声等优良特性，就非常适合用于装配式建筑。再次PEC柱的钢材可以替换为耐火钢，这也能提高构件的耐火极限，提高整体结构的安全性能。
[0024]总体而言，本专利技术的优点如下：
[0025](1)在使用该预制气凝胶隔热部分包覆钢-混凝土组合构件时，可以有效地避免受到人员因素、气候、周边环境等众多因素的影响，能够在工厂完成必要的制作，从而可以有效地节省材料、保护环境、保证构件的质量，从而提高施工质量水平。
[0026](2)本专利技术的型钢可采用H型钢或者十字型钢，十字型钢可以有效提高构件的承载能力，增强整体构件的刚度及抗震性能。
[0027](2)本专利技术的型钢柱可采用耐火钢材料，它不仅具有很强的耐火性能，还具有较高的耐腐蚀能力，焊接性能良好，等同或高于普通建筑用钢，大幅度提升了构件的安全与耐久性能；腹板处钢材可采用记忆合金材料，实现自复位功能，有效提高构件的抗震性能。
[0028](3)本专利技术的混凝土可以采用超轻气凝胶泡沫混凝土或轻骨料混凝土，与传统混凝土相比，它具有自重轻、保温隔热、减震隔声等优良特性，非常适合用于装配式建筑。
[0029](4)本专利技术的隔热单元既可采用气凝胶纳米隔热板，也可采用气凝胶纳米隔热毯，它们具有超低的导热系数和热损失，蓄热小，热稳定性好，环保安全性能高，容易切割和加工成型，同时具有较长的使用寿命，并且由于隔热单元可以在工厂加工时直接外包，有效解
决了防火涂料施工质量难以保证的问题，大大提高了构件整体的安全与经济性能。
[0030](5)本专利技术的型钢柱与隔热单元翼缘之间采用卡扣式连接方式连接固定，施工方便，节省了施工时间，大大加快了施工进度，有效降低了经济成本。
[0031](6)本专利技术能够有效提升构件的耐火极限，减少防火涂料现场施工，同时减轻构件自重，降低装配化施工难度，显著提升部分包覆钢-混凝土组合构件在装配式钢结构中的应用前景。
附图说明
[0032]图1为本专利技术的结构整体示意图一(H型钢柱)；
[0033]图2为图1的部分包覆钢-混凝土组合构件单元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种预制气凝胶隔热部分包覆钢-混凝土组合构件，包括包覆钢-混凝土组合构件单元(2)其特征在于：还包括隔热单元(1)，所述包覆钢-混凝土组合构件单元(2)与隔热单元(1)之间固定连接。2.根据权利要求1所述的预制气凝胶隔热部分包覆钢-混凝土组合构件，其特征在于：所述隔热单元(1)为气凝胶纳米隔热板或气凝胶纳米绝热毯。3.根据权利要求2所述的预制气凝胶隔热部分包覆钢-混凝土组合构件，其特征在于：当隔热单元(1)为气凝胶纳米隔热板时，所述部分包覆钢-混凝土组合构件单元(2)与隔热单元(1)直接通过卡扣式连接方式固定连接；当隔热单元(1)为气凝胶纳米绝热毯时，所述部分包覆钢-混凝土组合构件单元(2)与隔热单元(1)通过连接材料单元(3)进行连接固定。4.根据权利要求3所述的预制气凝胶隔热部分包覆钢-混凝土组合构件，其特征在于：所述连接材料单元(3)为使用气凝胶纳米绝热毯材料制作的连接绳。5.根据权利要求3所述的预制气凝胶隔热部分包覆钢-混凝土组合构件，其特征在于：所述部分包覆钢-混凝土组合构件单元(2)由H型钢柱单元(4)或十字型钢柱单元(9)与混凝土单元(5)组合而成。6.根据权利要求5所述的预制气凝胶隔热部分包覆钢-混凝土组合构件，其特征在于：当隔热单元(1)采用气凝胶纳米隔热板材料时，制作H型钢柱单元(4)或十字型钢柱单元(9)的时候，事先在H型钢柱单元(4)或十字型钢柱单元(9)的腹板处焊接抗剪栓钉单元(6)。7.根据权利要求5所述的预制气凝胶隔热部分包覆钢-混凝土组合构件，其特征在于：当隔热单元(1)采用气凝胶纳米绝热毯材料时，制作H型钢柱单元(4)或十字型钢柱单元(9)的时候，事先在H型钢柱单元(4)或十字型...

【专利技术属性】
技术研发人员：张慧洁，郑家法，胡晨，王静峰，刘用，孙彤，刘超，
申请(专利权)人：国网安徽众兴电力设计院有限公司合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：