CN103556783A - 一种角部包钢轻骨料混凝土柱及其制作工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种角部包钢轻骨料混凝土柱，包括由轻骨料混凝土制作的柱体，所述柱体沿其长度方向在各个角部包覆有角钢，所述角钢外表面高于柱体表面或与柱体表面齐平，所述角钢内表面与柱体可靠粘结，相邻的两个角钢之间通过横向箍筋连接，所述箍筋焊在角钢两肢内表面。本发明还涉及相应的一种角部包钢轻骨料混凝土柱的制作工艺，包括按配钢设计结果进行支模板→焊接角钢骨架→浇注轻骨料混凝土→养护。该角部包钢轻骨料混凝土柱在满足柱各项性能指标（承载力、延性及耐久性等）的前提下，兼具减轻自重、节能环保、承载能力高、抗震性能好、施工便捷、经济效益好的特点，适合大规模推广使用，具有显著的经济和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种角部包钢轻骨料混凝土柱及其制作工艺，属于建筑结构领域。
背景技术
近年来，外包钢混凝土柱因其具有承载力高、可以十分便捷地焊接各种小构件、工艺管线易铺设等特点而广泛应用于荷载重、跨度大、高度高的框架结构中，尤其是对焊接要求高的火电厂等工业建筑。
随着经济和社会的飞速发展，现代建筑逐渐向大跨度、高层发展，火电厂机组容量不断增大，厂房的高度、跨度与荷载都愈来愈大，外包钢混凝土柱的截面往往相当大，导致结构的自重显著提高，而抗震性能大大降低，柱自重过大的缺陷限制和阻碍了结构在高层和大跨度的应用。近年来、轻骨料因其具有轻质、保温、隔热、耐火、绿色环保等优点已被逐渐用于替代普通石子而制成轻质高强的轻骨料混凝土。其在高层建筑、大跨桥梁、海上石油平台等工程结构上得到了广泛的应用。
发明内容
本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明所要解决的技术问题是提供一种角部包钢轻骨料混凝土柱及其制作工艺，该角部包钢轻骨料混凝土柱具有轻质、节能环保、承载能力高、施工便捷、经济效益好的特点，适合大规模推广应用。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案一是：一种角部包钢轻骨料混凝土柱，包括由轻骨料混凝土制作的柱体，所述柱体沿其长度方向在各个角部包覆有角钢，所述角钢外表面高于柱体表面或与柱体表面齐平，所述角钢内表面与柱体可靠粘结，相邻的两个角钢之间通过横向箍筋连接，所述箍筋焊在角钢两肢内表面。
进一步的，所述柱体的横截面呈多边形，各个角钢两肢所成的角度与多边形的相应角部角度相等。
进一步的，所述轻骨料混凝土的轻骨料为陶粒、火山渣或煤矸石，其中陶粒为页岩陶粒、粉煤灰陶粒及粘土陶粒中的一种或多种的组合。
进一步的，每立方米轻骨料混凝土中各组分配比为400～500kg的水泥、600～800kg的砂、400～800kg的轻骨料、0～200kg的粉煤灰、0～60kg的矿粉、100～200k的水以及0～15kg的高效减水剂。
进一步的，所述轻骨料混凝土的干表观密度低于1950kg/m3。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案二是：一种角部包钢轻骨料混凝土柱的制作工艺，按以下步骤进行：（1）根据设计要求对角部包钢轻骨料混凝土柱进行设计，确定柱体的截面尺寸和配筋情况；（2）支模板、焊接角钢骨架；（3）每立方米轻骨料混凝土中各组分配比为400～500kg的水泥、600～800kg的砂、400～800kg的轻骨料、0～200kg的粉煤灰、0～60kg的矿粉、100～200kg的水以及0～15kg的高效减水剂，按此组分配比搅拌轻骨料混凝土；（4）浇注轻骨料混凝土；（5）进行自然养护。
进一步的，在步骤（3）中，所述轻骨料为陶粒、火山渣或煤矸石，其中陶粒为页岩陶粒、粉煤灰陶粒及粘土陶粒中的一种或多种的组合。
进一步的，在步骤（3）中，所述轻骨料为陶粒，所述矿粉为硅灰，每立方米轻骨料混凝土中各组分配比为460kg的水泥、695kg的砂、500kg的陶粒、160kg的粉煤灰、55kg的硅灰、55kg的水以及11.5kg的高效减水剂。
进一步的，在步骤（3）中，所述轻骨料混凝土的干表观密度低于1950kg/m3。
进一步的，在步骤（4）中，浇注时不要过震，以避免骨料上浮，但要注意加强对周边侧壁的震捣，以减少蜂窝麻面。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、轻质高强：在承载力相同条件下，可比普通混凝土降低自重20%～40%，其强度等级可达普通混凝土常用等级。
2、抗震性能好：一般来说，在其他条件相同或相近时，质量越大，地震作用越大，震害程度就越大；质量小，震害就小。因此，角部包钢轻骨料混凝土柱最大限度体现了建筑物“轻质”的优越性，具有较好的抗震性能。
3、节能环保：轻骨料中陶粒的生产原料既可来自页岩、工业生产中的固体废弃物和建筑垃圾，也可采用河流、渠塘的淤泥，此外火力发电厂的干排或湿排粉煤灰也可成为陶粒的原材料。所以用来生产陶粒的原材料来源十分广泛，可减少对自然资源的过度开采和利用；此外陶粒混凝土的导热系数大大低于普通混凝土，可以有效降低建筑能耗，使结构具有良好的节能环保性能。
4、耐久性好：虽然轻骨料自身抗渗和抗冻性能不如普通骨料，但由于轻骨料内部是微孔结构，具有“微泵”和“蓄水池”的功能，大大改善了骨料与界面的过渡区，且轻骨料表面多孔粗糙，具有一定的活性，与水泥石界面的粘结更加牢固；当混凝土受到冻融时，轻骨料内部的孔隙可起到“引气”的作用，缓解冻胀压力，故而轻骨料混凝土抗渗和抗冻性能好。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
附图说明
图1为角部包钢轻骨料混凝土柱的配筋示意图。
图2为图1中A-A处的剖视示意图。
图中：1-箍筋，2-角钢，3-轻骨料混凝土。
具体实施方式
如图1~2所示，一种角部包钢轻骨料混凝土柱，包括由轻骨料混凝土3制作的柱体，所述柱体沿其长度方向在各个角部包覆有角钢1，所述角钢1外表面高于柱体表面或与柱体表面齐平，所述角钢内表面与柱体可靠粘结，相邻的两个角钢之间通过横向箍筋2连接，所述箍筋2焊在角钢1两肢内表面。
在本实施例中，所述柱体的横截面呈多边形，各个角钢两肢所成的角度与多边形的相应角部角度相等，可以小于、等于或大于直角。
在本实施例中，所述轻骨料混凝土3的轻骨料为陶粒、火山渣或煤矸石，其中陶粒为页岩陶粒、粉煤灰陶粒及粘土陶粒中的一种或多种的组合。
在本实施例中，每立方米轻骨料混凝土中各组分配比为400～500kg的水泥、600～800kg的砂、400～800kg的轻骨料、0～200kg的粉煤灰、0～60kg的矿粉、100～200k的水以及0～15kg的高效减水剂。
在本实施例中，所述轻骨料混凝土3的干表观密度低于1950kg/m3。
该角部包钢轻骨料混凝土柱的制作工艺包括按配钢设计结果进行支模板→焊接角钢骨架→浇注轻骨料混凝土→养护，具体按以下步骤进行：（1）根据设计要求对角部包钢轻骨料混凝土柱进行设计，确定柱体的截面尺寸和配筋情况；（2）支模板、焊接角钢骨架，角钢骨架由角钢1和箍筋2连接而成；（3）按上述组分配比搅拌轻骨料混凝土3；（4）浇注轻骨料混凝土3；（5）进行自然养护。
在步骤（1）中，所述角部包钢轻骨料混凝土柱中配筋设计是根据《轻骨料混凝土结构技术规程》（JGJ12-2006）计算，计算内容包括受压计算、受扭计算、挠度计算和裂缝宽度计算等。
在步骤（3）中，所述轻骨料为陶粒，所述矿粉为硅灰，每立方米轻骨料混凝土3中各组分配比优选460kg的水泥、695kg的砂、500kg的陶粒、160kg的粉煤灰、55kg的硅灰、55kg的水以及11.5kg的高效减水剂。其中，陶粒的主要作用是减轻柱的自重，粉煤灰和硅灰的主要作用是降低水泥用量及提高混凝土的出机性能，高效减水剂的主要作用是提高混凝土的流动性、工作性，同时减少用水量，降低混凝土水胶比，提高混凝土强度。
在步骤（4）中，浇注时不要过震，以避免骨料上浮，但要注意加强对周边侧壁的震捣，以减少蜂窝麻面。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (10)
1.一种角部包钢轻骨料混凝土柱，其特征在于：包括由轻骨料混凝土制作的柱体，所述柱体沿其长度方向在各个角部包覆有角钢，所述角钢外表面高于柱体表面或与柱体表面齐平，所述角钢内表面与柱体可靠粘结，相邻的两个角钢之间通过横向箍筋连接，所述箍筋焊在角钢两肢内表面。
2.根据权利要求1所述的角部包钢轻骨料混凝土柱，其特征在于：所述柱体的横截面呈多边形，各个角钢两肢所成的角度与多边形的相应角部角度相等。
3.根据权利要求1所述的角部包钢轻骨料混凝土柱，其特征在于：所述轻骨料混凝土的轻骨料为陶粒、火山渣或煤矸石，其中陶粒为页岩陶粒、粉煤灰陶粒及粘土陶粒中的一种或多种的组合。
4.根据权利要求1或3所述的角部包钢轻骨料混凝土柱，其特征在于：每立方米轻骨料混凝土中各组分配比为400～500kg的水泥、600～800kg的砂、400～800kg的轻骨料、0～200kg的粉煤灰、0～60kg的矿粉、100～200k的水以及0～15kg的高效减水剂。
5.根据权利要求4所述的角部包钢轻骨料混凝土柱，其特征在于：所述轻骨料混凝土的干表观密度低于1950kg/m3。
6.根据权利要求1或2所述的角部包钢轻骨料混凝土柱的制作工艺，其特征在于，按以下步骤进行：（1）根据设计要求对角部包钢轻骨料混凝土柱进行设计，确定柱体的截面尺寸和配筋情况；（2）支模板、焊接角钢骨架；（3）每立方米轻骨料混凝土中各组分配比为400～500kg的水泥、600～800kg的砂、400～800kg的轻骨料、0～200kg的粉煤灰、0～60kg的矿粉、100～200kg的水以及0～15kg的高效减水剂，按此组分配比搅拌轻骨料混凝土；（4）浇注轻骨料混凝土；（5）进行自然养护。
7.根据权利要求6所述的角部包钢轻骨料混凝土柱的制作工艺，其特征在于：在步骤（3）中，所述轻骨料为陶粒、火山渣或煤矸石，其中陶粒为页岩陶粒、粉煤灰陶粒及粘土陶粒中的一种或多种的组合。
8.根据权利要求6或7所述的角部包钢轻骨料混凝土柱的制作工艺，其特征在于：在步骤（3）中，所述轻骨料为陶粒，所述矿粉为硅灰，每立方米轻骨料混凝土中各组分配比为460kg的水泥、695kg的砂、500kg的陶粒、160kg的粉煤灰、55kg的硅灰、55kg的水以及11.5kg的高效减水剂。
9.根据权利要求6所述的角部包钢轻骨料混凝土柱的制作工艺，其特征在于：在步骤（3）中，所述轻骨料混凝土的干表观密度低于1950kg/m3。
10.根据权利要求6所述的角部包钢轻骨料混凝土柱的制作工艺，其特征在于：在步骤（4）中，浇注时不要过震，以避免骨料上浮，但要注意加强对周边侧壁的震捣，以减少蜂窝麻面。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20140205 |