CN102808476A - 钢管玻璃混凝土构件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及复合管，尤其涉及复合管中的一种钢管玻璃混凝土构件。本发明提供了一种钢管玻璃混凝土构件，包括钢管，所述钢管内填充有玻璃混凝土。本发明的有益效果是：将废玻璃应用于钢管混凝土中，一方面，钢管为核心玻璃混凝土提供紧箍力，克服了玻璃混凝土中因为碱—硅酸反应膨胀开裂的缺陷；另一方面，核心混凝土会产生不同程度的收缩应力，从而引起混凝土开裂，而目前解决的办法通常是在钢管混凝土中加入膨胀剂，用来补偿核心混凝土的收缩应力，而在玻璃混凝土中，由于碱—硅酸反应导致的玻璃混凝土膨胀力能一定程度上补偿混凝土的收缩应力，从而有利于发挥废玻璃的潜在优势。
Description
技术领域
本发明涉及复合管，尤其涉及复合管中的一种钢管玻璃混凝土构件。
背景技术
长期以来，我国经济发展的模式属于资源消耗型，加之我国正处于大力发展经济的时期，工业生产将产生越来越多的固体废弃物—废玻璃、废橡胶、城市生活垃圾焚烧灰渣，因此，回收利用这些固体废弃物对于我国资源节约、环境保护具有重要的现实意义。
近年来，随着我国经济的不断发展，玻璃越来越多地应用于人们的生产和生活中，同时，伴随着工业生产和人们的生活，也产生了越来越多的废玻璃。据调查，我国每年废弃玻璃就在200万吨以上，而回收利用率仅在10%左右，而目前国外发达国家具有较高的废玻璃回收利用率，其中，德国54%，荷兰66%、意大利44%。因此，回收利用废玻璃对于人们的生活、生产越来越重要。
一方面，回收废弃玻璃，可以有效的节约紧张的砂石等自然资源；另一方面，由于废玻璃研制，也开辟了有效利用废玻璃的办法，与国家中长期发展战略是一致的。而废玻璃应用于混凝土中一个最主要的问题就是碱—硅酸反应，导致混凝土开裂，这样使得废玻璃在混凝土的应用受到阻碍。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种钢管玻璃混凝土构件。
本发明提供了一种钢管玻璃混凝土构件，包括钢管，所述钢管内填充有玻璃混凝土。
作为本发明的进一步改进，所述玻璃混凝土包括粒径为0.15~2.36mm的第一废玻璃和粒径为5~25mm的第二废玻璃。
作为本发明的进一步改进，所述第一废玻璃和第二废玻璃以质量比1:2混合。
作为本发明的进一步改进，所述玻璃混凝土包括单质玻璃、有机玻璃和无机玻璃。
作为本发明的进一步改进，所述钢管两端封闭。
本发明的有益效果是：通过上述方案，将废玻璃应用于钢管混凝土中，一方面，钢管为核心玻璃混凝土提供紧箍力，克服了玻璃混凝土中因为碱—硅酸反应膨胀开裂的缺陷；另一方面，核心混凝土会产生不同程度的收缩应力，从而引起混凝土开裂，而目前解决的办法通常是在钢管混凝土中加入膨胀剂，用来补偿核心混凝土的收缩应力，而在玻璃混凝土中，由于碱—硅酸反应导致的玻璃混凝土膨胀力能一定程度上补偿混凝土的收缩应力，从而有利于发挥废玻璃的潜在优势。
附图说明
图1是本发明一种钢管玻璃混凝土构件的横截面示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。
图1中的附图标号为：钢管1；玻璃混凝土2。
如图1所示，一种钢管玻璃混凝土构件，包括钢管1，所述钢管1内填充有玻璃混凝土2。
如图1所示，所述玻璃混凝土2包括粒径为0.15~2.36mm的第一废玻璃和粒径为5~25mm的第二废玻璃。
如图1所示，所述第一废玻璃和第二废玻璃以质量比1:2混合。
如图1所示，所述钢管1两端封闭。
本发明提供的一种钢管玻璃混凝土构件应用领域广泛，主要用做受压构件，如送变电构件、单层或多层工业厂房柱子、高层或超高层民用建筑柱等，也可用做受弯构件，如公路或城市桥梁中的拱肋等。
本发明提供的一种钢管玻璃混凝土构件，其废玻璃包括回收的单质玻璃、有机玻璃和无机玻璃，对废玻璃进行简单的处理，去除里面的一些杂质，然后将废玻璃直接掺入到混凝土中，部分或者全部取代普通钢管混凝土中的粗细骨料。采用粒径为0.15~2.36mm的第一废玻璃和粒径为5~25mm的第二废玻璃以质量比1:2混合，保持砂石比例不变，取代率分别为0%、15%、30%、45%、60%，等质量取代砂石，混凝土设计强度为C30，水灰比W/C为0.43，砂率βs为33%。设每立方米混凝土拌合物质量为2400kg，则基准配合比，水泥：水：砂：石=453:195:578:1174 =1:0.43:1.28:2.59。钢管试件尺寸为D×L×t=133mm×400mm×4mm，其中底端用尺寸为160mm×160mm×6mm的盖板焊接，钢管混凝土浇注好后，会出现2~3mm的收缩，采用高强砂浆磨平待其凝固后，用尺寸为160mm×160mm的盖板焊接。内部混凝土养护28d后，即可基本达到设计强度。在轴向压力的作用下，外部钢管1对内部混凝土提供环向约束作用，使核心混凝土处于三向受压的状态，可大大提高其抗压强度，同时钢管1内部填充混凝土，避免钢管1发生失稳，从而提高了构件的整体力学性能。
本发明应用在普通钢管混凝土中，用废弃玻璃部分或者全部取代普通钢管混凝土中的粗细骨料而制成的复合钢管混凝土构件。
本发明提供的一种钢管玻璃混凝土构件的优点是：
1. 克服了玻璃混凝土中碱—硅酸膨胀反应及骨料间粘结滑移的问题，并且碱—硅酸膨胀反应能一定程度上补偿核心混凝土中的收缩应力，将废玻璃的缺点有效的转化为优点；
碱—硅酸反应（ASR）是水泥中的碱与骨料中的活性氧化硅发生化学反应，产生碱硅酸凝胶，在碱—集料反应中较为普通，碱硅酸凝胶吸水后体积膨胀，导致混凝土内部膨胀开裂；
钢管混凝土中，内部核心混凝土体积会收缩，通常需要加入一些膨胀剂来补偿钢管混凝土中内部核心混凝土的收缩应力；
当玻璃掺量为15%时，钢管玻璃混凝土强度下降了约8.5%；随后，随着废玻璃掺量的继续增大，钢管玻璃混凝土的试验承载力逐渐增大，当废玻璃掺量达到45%时，承载力略高于普通钢管混凝土，达到最大值；之后，钢管玻璃混凝土承载力开始略微下降；
究其原因，废玻璃相对普通的砂石较脆，同时表面较为光滑，使得水泥浆体与玻璃之间粘结性减弱，而且废玻璃中活性二氧化硅与水泥中的碱极易发生碱—硅酸反应，导致混凝土膨胀开裂，使得混凝土强度降低。当废玻璃掺入钢管混凝土中时，一方面，由于钢管壁对核心混凝土的套箍作用，核心混凝土处于三向受压状态，使得其抗压强度和抵抗压缩变形的能力增强；另一方面，由于废玻璃的掺入，核心玻璃混凝土中发生碱—硅酸反应，使得玻璃混凝土发生膨胀，补偿了钢管混凝土中收缩应力，从而呈现出当废玻璃掺量为一定值时，钢管玻璃混凝土强度反而略高于普通钢管混凝土；
2. 废玻璃的大量应用在钢管混凝土中，能够有效地回收利用废弃玻璃，有利于节约能源、保护生态环境，符合可持续性发展的战略目标；
3. 该发明施工方便，操作简单，工作性能良好，可以在实际工程中大规模应用。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种钢管玻璃混凝土构件，其特征在于：包括钢管，所述钢管内填充有玻璃混凝土。
2.根据权利要求1所述的钢管玻璃混凝土构件，其特征在于：所述玻璃混凝土包括粒径为0.15~2.36mm的第一废玻璃和粒径为5~25mm的第二废玻璃。
3.根据权利要求2所述的钢管玻璃混凝土构件，其特征在于：所述第一废玻璃和第二废玻璃以质量比1:2混合。
4.根据权利要求1所述的钢管玻璃混凝土构件，其特征在于：所述玻璃混凝土包括单质玻璃、有机玻璃和无机玻璃。
5.根据权利要求1所述的钢管玻璃混凝土构件，其特征在于：所述钢管两端封闭。
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