空心钢管活性粉末混凝土组合构件制造技术

本实用新型专利技术是空心钢管活性粉末混凝土组合构件，尤其适用于轻质、高强的钢管混凝土柱体构件领域。该构件包括外钢管和浇筑在外钢管内表面的活性粉末混凝土，所述的活性粉末混凝土内形成一圆柱形空腔，外钢管与圆柱形空腔同轴布置。本实用新型专利技术继承并整合了活性粉末混凝土和空心钢管混凝土柱的优点，更利于活性粉末混凝土材料的工程应用。本实用新型专利技术采用离心工艺，免支模，减少了施工工艺，施工方便，加快了施工速度，利于养护，并降低了造价，适合预制生产。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术是空心钢管活性粉末混凝土组合构件，尤其适用于轻质、高强的钢管 混凝土柱体构件领域。
技术介绍
活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete,简写为RPC)，又称超高性能混凝土 (Ultra High Performance Concrete，简写为UHPC)，由于其制备、施工工艺的不同，使其力 学性能和变形能力都区别于普通混凝土和高强混凝土，包括无粗骨料，最大限度地减小缺 陷尺寸；掺加钢纤维，增加韧性；使用高效减水剂，降低水胶比和孔隙率；高温养护，促进胶 凝材料的水化反应。因此，与普通混凝土和高强混凝土相比，有超高强度、高韧性、高耐久性 和体积稳定性优良的优点，适用于对结构有高强、轻质要求的工程领域。未加钢纤维的活 性粉末混凝土变形性能较差，脆性大，破坏时几乎没有征兆，掺入钢纤维虽有一定的阻裂性 能，增加材料韧性，并可使活性粉末混凝土呈现一定的塑性，但效果有限，同时掺入钢纤维 也降低了活性粉末混凝土的和易性。另外，由于制作活性粉末混凝土构件需要高温养护才 能达到所需强度，通常是在工厂中进行预制生产，所以需要对每个活性粉末混凝土构件单 独进行支模。钢管活性粉末混凝土组合构件，简称钢管活性粉末混凝土或钢管RPC，继承了活性 粉末混凝土和传统钢管混凝土性能上的各项优点构件的延性大大提高，有效地克服了活 性粉末混凝土脆性大和破坏时无明显征兆的问题；在受压过程中，由于钢管对活性粉末混 凝土的环向约束作用，使构件的承载力大于活性粉末混凝土和钢管承载力的简单相加，提 高了活性粉末混凝土的抗压强度和柱体的承载能力；免支模，施工方便、耐火性能良好。但钢管活性粉末混凝土仍存在以下几个问题活性粉末混凝土对养护要求较高， 过厚的活性粉末混凝土不利于养护；钢管活性粉末混凝土承载力的提高减少了对横截面积 的需求，在某些情况下需要提高抗弯刚度以增加其稳定性；活性粉末混凝土用量多，造价 尚ο空心钢管混凝土组合构件，也称空心钢管混凝土，具有抗弯刚度大，自重轻、抗震 性能好等优点。更主要的是该构件形式利用离心工艺成型，免支模，从而减少了施工工艺， 加快了施工速度，并降低了造价，但由于采用了普通混凝土和高强混凝土，该构件形式的轻 质、高强性能还有待进一步提高。
技术实现思路
本技术的目的在于克服了现有活性粉末混凝土柱的上述缺陷，提供了一种空 心钢管活性粉末混凝土组合构件，该组合构件提高了活性粉末混凝土的抗压强度和柱体的 承载能力，减小了柱体的变形，提高了延性，减小了柱体的徐变；与钢管活性粉末混凝土组 合柱相比，利于活性粉末混凝土的养护，节省活性粉末混凝土材料用量，提高抗弯刚度和其 稳定性，减轻构件的自重，提高抗震性能，并控制造价。为了实现上述目的，本技术采取了如下技术方案。本技术包括外钢管和 浇筑在外钢管内表面，中间为圆柱形空腔的活性粉末混凝土。所述的活性粉末混凝土采用离心工艺成形。所述外钢管与圆柱形空腔同轴布置。所述的活性粉末混凝土为掺入钢纤维或不掺入钢纤维的活性粉末混凝土。所述的外钢管沿长度方向是等截面或变截面直管。所述外钢管的截面形状为圆形、方形、矩形、椭圆形或多边形。本技术的制作步骤如下1)对外钢管进行选型；2)将外钢管两端用隔板并封固；3)采用离心法将活性粉末混凝土浇筑在钢管内，同时进行高温养护。空心钢管活性粉末混凝土组合柱继承并整合了活性粉末混凝土和空心钢管混凝 土的优点，更利于活性粉末混凝土材料的工程应用，主要具有以下优点采用离心工艺，免支模，减少了施工工艺，施工方便，加快了施工速度，并降低了造 价，适合预制生产；空心钢管活性粉末混凝土组合构件提高了抗弯刚度，从而增加了稳定性；有利于减轻构件的自重，提高抗震性能；活性粉末混凝土对养护要求较高，空心钢管活性粉末混凝土组合构件减小了活性 粉末混凝土的厚度，更利于活性粉末混凝土的养护；在受压情况下可获得一定的延性效果，以帮助克服活性粉末混凝土脆性过大和破 坏时无明显征兆的问题；耐火性能好。附图说明图1为圆空心钢管活性粉末混凝土组合构件横截面示意图；图2为八边形空心钢管活性粉末混凝土组合构件横截面示意图；图3为方形空心钢管活性粉末混凝土组合构件横截面示意图；图4为等截面空心钢管活性粉末混凝土组合构件纵向剖面图；图5为变截面空心钢管活性粉末混凝土组合构件纵向剖面图；图中1、外钢管，2、活性粉末混凝土，3、空腔。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步说明首先对外钢管1进行选型，将外钢管两端封固，然后采用离心法将活性粉末混凝 土 2浇筑于外钢管1中，同时进行养护。外钢管1可用的典型截面形式如图1 图3所示，包括圆形、方形、矩形，也可采用 其它形状，如多边形等。外钢管1的选型应考虑活性粉末混凝土 2的养护要求，在空心钢管活性粉末混凝 土组合构件横截面上活性粉末混凝土 2厚度较厚的情况下应优先选用活性粉末混凝土 2厚度均勻的截面形式，以图1 图3为例，在中空夹层钢管活性粉末混凝土组合构件横截面 上，活性粉末混凝土 2的不均勻性依次增强。空心钢管活性粉末混凝土组合构件的外钢管1与圆形空腔3同心布置。空心钢管活性粉末混凝土组合构件是直柱，如图4、图5所示。横截面在构件纵向分布可以是等截面，如图4所示，也可以是变截面，如图5所示， 应根据实际受力情况灵活选用。活性粉末混凝土 2中可以加钢纤维，也可以不加钢纤维，在不加钢纤维的情况下， 构件承载力有所下降，活性粉末混凝土 2的脆性增加，构件的脆性也相应增加，但活性粉末 混凝土 2的和易性提高，更易于制备。空心钢管活性粉末混凝土组合构件的空心率(即构件横截面中空腔面积与活性 粉末混凝土 2的实际面积的比值)越大，构件脆性越高。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本专利技术的技术方案而非限制，尽管参照较 佳实施例对本专利技术进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本专利技术的技 术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本专利技术技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本 专利技术的权利要求范围当中。权利要求1.一种空心钢管活性粉末混凝土组合构件，其特征在于包括外钢管(1)和浇筑在外 钢管(1)内表面，中间为圆柱形空腔(3)的活性粉末混凝土 O)。2.根据权利要求1所述的一种空心钢管活性粉末混凝土组合构件，其特征在于所述 外钢管⑴与圆柱形空腔⑶同轴布置。3.根据权利要求1所述的一种空心钢管活性粉末混凝土组合构件，其特征在于所述 的活性粉末混凝土 O)为掺入钢纤维的活性粉末混凝土。4.根据权利要求1所述的一种空心钢管活性粉末混凝土组合构件，其特征在于所述 的活性粉末混凝土 O)内不掺入钢纤维。5.根据权利要求1所述的一种空心钢管活性粉末混凝土组合构件，其特征在于所述 的外钢管(1)沿长度方向是等截面直管。6.根据权利要求1所述的一种空心钢管活性粉末混凝土组合构件，其特征在于所述 的外钢管(1)沿长度方向是变截面直管。7.根据权利要求1或权利要求2所述的一种空心钢管活性粉末混凝土组合构件，其特 征在于所述外钢管(1)的截面形状为圆形、方形、矩形、椭圆形或多边形。专利摘要本技术是空心钢管活性粉末混凝土组合构件，尤其适用于轻质、高强的钢管混凝土柱体构件领域。该构件包括外钢管和浇筑在外钢管内表面的活性粉末混凝土，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空心钢管活性粉末混凝土组合构件，其特征在于：包括外钢管（１）和浇筑在外钢管（１）内表面，中间为圆柱形空腔（３）的活性粉末混凝土（２）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邓宗才，肖锐，郭俊平，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：实用新型
国别省市：11[]