CN107460994A - 装配式钢管高强混凝土柱及其施工方法 - Google Patents

装配式钢管高强混凝土柱及其施工方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107460994A
CN107460994A CN201710767137.3A CN201710767137A CN107460994A CN 107460994 A CN107460994 A CN 107460994A CN 201710767137 A CN201710767137 A CN 201710767137A CN 107460994 A CN107460994 A CN 107460994A
Authority
CN
China
Prior art keywords
steel pipe
strength concrete
muscle
energy
concrete
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710767137.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107460994B (zh
Inventor
蔡焕琴
李明宇
麻建锁
王丽楠
李雪娜
李瑞丰
齐梦
陈硕
冯拴
杨培然
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Yuegang New Material Technology Co ltd
Original Assignee
Hebei University of Architecture
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hebei University of Architecture filed Critical Hebei University of Architecture
Priority to CN201710767137.3A priority Critical patent/CN107460994B/zh
Publication of CN107460994A publication Critical patent/CN107460994A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107460994B publication Critical patent/CN107460994B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/04—Portland cements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B1/00—Producing shaped prefabricated articles from the material
    • B28B1/08—Producing shaped prefabricated articles from the material by vibrating or jolting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B1/00—Producing shaped prefabricated articles from the material
    • B28B1/14—Producing shaped prefabricated articles from the material by simple casting, the material being neither forcibly fed nor positively compacted
    • B28B1/16—Producing shaped prefabricated articles from the material by simple casting, the material being neither forcibly fed nor positively compacted for producing layered articles
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
    • E04C3/30—Columns; Pillars; Struts
    • E04C3/34—Columns; Pillars; Struts of concrete other stone-like material, with or without permanent form elements, with or without internal or external reinforcement, e.g. metal coverings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00241—Physical properties of the materials not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00293—Materials impermeable to liquids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/28—Fire resistance, i.e. materials resistant to accidental fires or high temperatures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
    • C04B2201/20—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the density
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
    • C04B2201/50—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Abstract

本发明涉及装配式钢管混凝土柱技术领域，公开了一种装配式钢管高强混凝土柱及其施工方法。本发明由预制的标准柱节顺次连接而成，标准柱节包括钢管、浇筑在钢管内的高强混凝土、围设在钢管外侧的加劲筋和浇筑在钢管外的普通混凝土；所述高强混凝土为掺加铁尾矿和建筑垃圾的高强混凝土；所述钢管内壁焊接固定有竖向肋组，钢管外周、沿截面方向围设有水平端板，水平端板上均匀间隔开设有通孔，加劲筋穿过通孔、沿钢管长度方向、通长设置，加劲筋一端伸出标准柱节，另一端设置有半灌浆套筒，与相邻标准柱节伸出的加劲筋连接。本发明防火、耐腐蚀、承载力强、耐久性能优异。

Description

装配式钢管高强混凝土柱及其施工方法
技术领域
本发明涉及装配式钢管混凝土柱技术领域，特别是涉及一种装配式钢管高强混凝土柱及其施工方法。
背景技术
随着国内城市化建设的飞速发展，传统的钢筋混凝土结构和现浇施工方法的弊端逐渐显露出来，环境污染严重，材料和能源耗费高，建筑材料的可回收利用率低，施工周期长，成本高等问题，都渐渐无法跟上现代化建设的步伐。装配式建筑因其绿色环保、施工效率高等优势逐渐发展成为现代结构建筑的主流方向。各构件的标准化预制和构件之间的连接也成为了研究发展的热点。
作为框架结构体系中必不可少的受力构件，立柱要求具有足够的抗压强度和延性，以便具有较高的承载力和抗震性能。传统的钢管混凝土柱在钢管内浇筑混凝土，现有一些改良后的钢管混凝土柱多在钢管内添加一些异性钢骨架来提高装配式立柱的承载力和抗震性能，但是钢管混凝土柱仍然存在本质性的问题，钢管直接暴露在外侧，防火性能差，容易发生腐蚀。同时，钢管混凝土柱随着使用时间的延长，内部浇筑的混凝土与钢管之间容易产生裂痕和缝隙，存在一定的安全隐患。
发明内容
本发明提供一种防火、耐腐蚀、承载力强、耐久性能优异的装配式钢管高强混凝土柱及其施工方法。
解决的技术问题是：现有的钢管混凝土柱防火性能差，由于钢管直接暴露在外，容易发生腐蚀，随着使用时间的延长，混凝土与钢管之间容易产生裂痕和缝隙，耐久性差。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明装配式钢管高强混凝土柱，由预制的标准柱节顺次连接而成，所述标准柱节包括钢管、浇筑在钢管内的高强混凝土、围设在钢管外侧的加劲筋和浇筑在钢管外的普通混凝土；所述高强混凝土为掺加铁尾矿和建筑垃圾的高强混凝土；所述钢管内壁焊接固定有竖向肋组，钢管外周、沿截面方向围设有水平端板，水平端板上均匀间隔开设有通孔，加劲筋穿过通孔、沿钢管长度方向、通长设置，加劲筋一端伸出标准柱节，另一端设置有半灌浆套筒，与相邻标准柱节伸出的加劲筋连接。
本发明装配式钢管高强混凝土柱，进一步的，所述竖向肋组的数量不少于2个，在钢管截面内、沿钢管内周均匀分布，每个竖向肋组包括若干竖向肋板，沿钢管长度方向、均匀间隔设置，竖向肋板采用矩形钢板制成。
本发明装配式钢管高强混凝土柱，进一步的，所述水平端板的数量不少于2个，沿钢管长度方向间隔排布，与钢管外壁焊接固定，水平端板采用2mm厚的钢板制成。
本发明装配式钢管高强混凝土柱，进一步的，所述高强混凝土包括多元胶凝体系、铁尾矿、石子、建筑垃圾再生骨料和减水剂，每立方米高强混凝土中包括多元胶凝体系568.7kg-597.5kg、铁尾矿413.9kg-430.8kg、石子807kg-1010.07kg、建筑垃圾再生骨料150.93kg-371.52kg、减水剂8.8-9.4kg和水150.4kg-163kg；其中多元胶凝体系包括水泥、粉煤灰、矿渣、硅灰和稻壳灰，每立方米所述高强混凝土中包括水泥268kg-279kg、粉煤灰87.1kg-91.9kg、矿渣174.2kg-183.8kg、硅灰28kg-29.9kg和稻壳灰11.4kg-12.9kg。
本发明装配式钢管高强混凝土柱，进一步的，所述其中铁尾矿包括尾矿粉和尾矿砂，每立方米高强混凝土中包括尾矿粉14.1kg-14.8kg和尾矿砂399.8kg-416kg。
本发明装配式钢管高强混凝土柱，进一步的，所述尾矿粉和尾矿砂均为矿场废弃物，筛分后使用，所述尾矿砂的粒径为0.3mm-2.5mm；尾矿粉的粒径不超过0.3mm。
本发明装配式钢管高强混凝土柱，进一步的，所述建筑垃圾再生粗骨料为建筑垃圾经过破碎和过筛制成，粒径为5-15mm；所述稻壳灰为发电厂燃烧稻壳生成的收尘灰，粒径不超过78μm，烧失量低于5％，活性二氧化硅的含量不低于90％。
本发明装配式钢管高强混凝土柱，进一步的，所述所述多元胶凝体系中，各组分的质量比为水泥：粉煤灰：矿渣：硅灰：尾矿粉：稻壳灰＝1：0.329：0.658：0.107：0.053：0.046；所述高强混凝土的水胶比为0.26-0.28。
本发明装配式钢管高强混凝土柱的施工方法，包括以下步骤：
步骤一、预加工处理：根据设计要求，对板材进行裁剪，焊接竖向肋板、水平端板和加劲筋，根据钢管长度，调整加劲筋的位置，在加劲筋一端设置半灌浆套筒；
步骤二、铺设模板：在钢管外侧铺设模板，调整模板与水平端板之间的距离，确保普通混凝土层的厚度；
步骤三、浇筑高强混凝土：在钢管内部浇筑高强混凝土，振捣密实；
步骤四、浇筑普通混凝土：在钢管外侧浇筑普通混凝土；
步骤五、养护：养护达到预定强度后进行拆模，然后自然养护28d，完成标准柱节的预制施工；
步骤六、连接标准柱节：将上段标准柱节吊起，移动至下段标准柱节上方，调节上段标准柱节的位置和方向，与下段标准柱节对齐后，将下段标准柱节上方伸出的加劲筋一一对应、接入上段标准柱节的半灌浆套筒内，然后向半灌浆套筒内灌入灌浆料，灌满后即停止，养护至标准强度。
本发明装配式钢管高强混凝土柱的施工方法，进一步的，步骤三中使用的高强混凝土按照以下方法制备而成：
步骤A、备料：按照以下组分进行备料，每立方米所述高强混凝土中包括水泥268kg-279kg、粉煤灰87.1kg-91.9kg、矿渣174.2kg-183.8kg、硅灰28kg-29.9kg、稻壳灰11.4kg-12.9kg、尾矿粉14.1kg-14.8kg、尾矿砂399.8kg-416kg、石子807kg-1010.07kg、建筑垃圾再生骨料150.93kg-371.52kg、减水剂8.8-9.4kg和水150.4kg-163kg；
步骤B、将水泥、粉煤灰、矿渣、硅灰、尾矿粉、稻壳灰和尾矿砂混合，搅拌均匀；
步骤C、将减水剂与水混合，搅拌均匀；
步骤D、将步骤三调制好的混合液加入步骤二制成的混合物中，搅拌120s-150s；
步骤E、将石子和建筑垃圾再生骨料加入步骤四制成的混合料中，搅拌均匀即可。
本发明装配式钢管高强混凝土柱与现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明装配式钢管高强混凝土柱在传统的钢管混凝土柱外侧设置了加劲筋和外层的普通混凝土，提高了钢管混凝土柱的防火性，避免了钢管直接暴露在外侧，也大大提高了钢管的抗腐性能和防腐性能。本发明在钢管内壁上间隔设置竖向肋板，大大增强了钢管与内部浇筑的高强混凝土之间的咬合力，有效避免了随着使用年限的延长，内部混凝土与钢管之间出现裂痕或缝隙的情况，大大提高了装配式钢管混凝土柱的耐久性能。本发明在钢管外侧设置了水平端板，不仅提高了钢管与普通混凝土层的咬合力，而且加劲筋穿过水平端板并与之焊接固定，也作为加劲筋的水平箍筋使用，不仅保证了立柱的抗扭和抗剪性能，而且简化了立柱的结构和施工步骤，提高了施工效率。
本发明标准柱节在工厂内预制而成，运送至现场直接组装，相邻标准柱节之间通过半灌浆套筒连接，施工简便易操作，经济环保，施工效率高，不仅节省了人工作业，减少了环境污染，而且大大提高了施工效率，缩短了施工周期。
本发明在钢管内部浇筑的高强混凝土为掺加了铁尾矿和建筑垃圾的高强混凝土，在建筑原料中加入了建筑垃圾再生骨料和铁尾矿，不仅有利于废弃物的再利用，降低废弃物的处理成本及其对环境造成的负担，促进废弃物的资源化利用，大大降低了建筑的材料成本，而且节省了大量的胶凝材料和砂石材料，施工绿色环保，实现了资源的循环利用，提供了一种绿色环保的高强混凝土，提高了产品的附加值，具有显著的经济效益和环境效益。
本发明同时加入了尾矿砂和尾矿粉，尾矿砂和尾矿粉经过过筛后制得，直接使用，不再通过机器磨细，不仅减少了二次能源消耗，而且将不同粒径的工业废弃物铁尾矿均利用起来，增加了铁尾矿的使用量，提高了铁尾矿利用率；同时，尾矿粉粒径小于尾矿砂，能够起到填充作用，适量配比的尾矿粉与尾矿砂相配合，可有效提高铁尾矿混凝土密实度，改善混凝土耐久性。
本发明所使用的多元胶凝体系同时包括水泥、硅灰、粉煤灰、矿渣和稻壳灰，其中硅灰粒径较水泥更小，在拌合过程中适量的硅灰发生水化反应，生成硅酸钙凝胶，将尾矿砂和石子等凝聚为一体，同时硅灰的火山灰效应反应剧烈，对于提高混凝土强度有决定性作用；适量的稻壳灰可显著提高原料中的硅含量，与硅灰协同作用，促进胶凝材料水化，减少胶凝体系在混凝土中的掺杂量，同时增加了水分子与水泥颗粒之间的过渡粒级，改善了混凝土拌合物的均匀性；稻壳灰与粉煤灰的粒径范围互补，经过适量的配比能更好的填充尾矿砂和尾矿粉之间的空隙，进而提高混凝土密实度，有利于提高混凝土的耐久性和抗渗性，而且可以在混凝土中发生二次水化反应，提高混凝土的后期强度；矿渣的活性高，化学组成丰富，具有一定的活性，在碱性条件很容易就可以与水发生水化反应，出现硬化，从而产生强度。
下面结合附图对本发明的装配式钢管高强混凝土柱及其施工方法作进一步说明。
附图说明
图1为本发明装配式钢管高强混凝土柱的剖切面结构示意图。
附图标记：
1-标准柱节；2-钢管；3-高强混凝土；4-加劲筋；5-普通混凝土；6-竖向肋板；7-水平端板；8-半灌浆套筒。
具体实施方式
如图1所示，本发明装配式钢管高强混凝土柱由预制的标准柱节1顺次连接而成，标准柱节1包括钢管2、浇筑在钢管2内的高强混凝土3、围设在钢管2外侧的加劲筋4和浇筑在钢管2外的普通混凝土5。
钢管2的截面形状根据设计需求，为圆形或方形，钢管2内壁焊接固定有竖向肋组，竖向肋组的数量不少于2个，在钢管2截面内、沿钢管2内周均匀分布，每个竖向肋组包括若干竖向肋板6，沿钢管2长度方向、均匀间隔设置，竖向肋板6采用2mm厚的矩形钢板制成，竖向肋板6较长的侧边与钢管2内壁焊接；当钢管2为圆形管时，竖向肋板6垂直于其与钢管2内壁连接点所在的切线，当钢管2为方形时，竖向肋板6垂直于钢管2内壁；竖向肋板6的长度不小于150mm，宽度不小于钢管2外径或边长的1/6。
钢管2内浇筑有高强混凝土3，高强混凝土3为掺加铁尾矿和建筑垃圾的高强混凝土，包括多元胶凝体系、铁尾矿、石子、建筑垃圾再生骨料和减水剂，每立方米高强混凝土3中包括多元胶凝体系568.7kg-597.5kg、铁尾矿413.9kg-430.8kg、石子807kg-1010.07kg、建筑垃圾再生骨料150.93kg-371.52kg、减水剂8.8-9.4kg和水150.4kg-163kg；其中多元胶凝体系包括水泥、粉煤灰、矿渣、硅灰和稻壳灰，每立方米所述高强混凝土3中包括水泥268kg-279kg、粉煤灰87.1kg-91.9kg、矿渣174.2kg-183.8kg、硅灰28kg-29.9kg和稻壳灰11.4kg-12.9kg；其中铁尾矿包括尾矿粉和尾矿砂，每立方米高强混凝土3中包括尾矿粉14.1kg-14.8kg和尾矿砂399.8kg-416kg。
钢管2外周、沿截面方向围设有水平端板7，水平端板7的数量不少于2个，沿钢管2长度方向间隔排布，水平端板7采用2mm厚的钢板制成，宽度不超过40mm，与钢管2外壁焊接固定，水平端板7上均匀间隔开设有通孔。
通孔内插设有加劲筋4，加劲筋4沿钢管2长度方向、通长设置，加劲筋4与水平端板7焊接固定，加劲筋4一端伸出标准柱节1，另一端设置有半灌浆套筒8，与相邻标准柱节1伸出的加劲筋4连接。
本发明装配式钢管高强混凝土柱的施工方法，包括以下步骤：
步骤一、预加工处理：根据设计要求，对板材进行裁剪，将竖向肋板6焊接在钢管2内壁，将水平端板7焊接在钢管2外壁，然后将加劲筋4穿入水平端板7上的通孔，与水平端板7焊接固定，根据钢管2长度，调整加劲筋4的位置，在加劲筋4一端设置半灌浆套筒8；
步骤二、铺设模板：在钢管2外侧铺设模板，调整模板与水平端板7之间的距离，确保普通混凝土5层的厚度；
步骤三、浇筑高强混凝土：在钢管2内部浇筑高强混凝土3，振捣密实；
步骤四、浇筑普通混凝土5：在钢管2外侧浇筑普通混凝土5；
步骤五、养护：养护达到预定强度后进行拆模，然后自然养护28d，完成标准柱节1的预制施工；
步骤六、连接标准柱节1：将上段标准柱节1吊起，移动至下段标准柱节1上方，调节上段标准柱节1的位置和方向，与下段标准柱节1对齐后，将下段标准柱节1上方伸出的加劲筋4一一对应、接入上段标准柱节1的半灌浆套筒8内，然后向半灌浆套筒8内灌入灌浆料，灌满后即停止，养护至标准强度。
上述步骤三中使用的高强混凝土3采用以下方法进行制备。
制备实施例
掺加铁尾矿和建筑垃圾的高强混凝土按照以下方法进行制备，具体包括以下步骤：
步骤A、备料：各组分按照表1所示的用量进行备料；表1中所示的用量为每立方米高强混凝土中各组分的质量；其中减水剂为聚羧酸高效减水剂；
步骤B、将水泥、粉煤灰、矿渣、硅灰、尾矿粉、稻壳灰和尾矿砂混合，搅拌均匀；
步骤C、将减水剂与水混合，搅拌均匀；
步骤D、将步骤三调制好的混合液加入步骤二制成的混合物中，搅拌120s-150s；
步骤E、将石子和建筑垃圾再生骨料加入步骤四制成的混合料中，搅拌均匀即可。
表1各制备实施例中原料组分及其用量
上述制备实施例中，制备的高强混凝土水胶比在0.26-0.28之间。其中所用的建筑垃圾再生骨料均为建筑垃圾经过破碎和过筛制成，粒径为5-15mm，具体的性能参数如表2所示。
表2建筑垃圾再生骨料的性能参数
本发明在高强混凝土中同时使用尾矿砂和尾矿粉，均为矿场废弃物，筛分后使用，尾矿砂的粒径为0.3mm-2.5mm；尾矿粉的粒径不超过0.3mm；尾矿砂和尾矿粉中含有的主要化学成分如表3所示。
表3尾矿砂和尾矿粉中主要成分的含量
上述制备实施例中使用的减水剂为聚羧酸高效减水剂，掺量为多元胶凝材料重量的1.5％，减水率在25％以上。使用的石子为天然石子，经过筛分后直接使用，石子的粒径为5-15mm，水泥为符合标准GB175-2007的强度等级大于等于42.5的普通硅酸盐水泥；粉煤灰为符合标准GB/T1596-2005的Ⅰ级粉煤灰；矿渣为符合标准GB/T18046-2008的S95级粒化高炉矿渣；硅灰中二氧化硅的质量百分比大于等于90％。
将上述制备实施例制备得到的高强混凝土制作成100mm×100mm×100mm的试块，自然养护28d后，根据《普通混凝土5力学性能试验方法标准》GB/T50081-2002中的试验规定，进行了混凝土抗压强度与劈裂抗拉强度试验，根据《普通混凝土5长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T50082-2009中的试验规定，进行了混凝土的抗冻性、抗渗试验以及抗碳化试验和混凝土中钢筋锈蚀试验，具体的试验结果如表4所示。
表4各制备实施例的产品性能检测结果
制备1 制备2 制备3 制备4 制备5
抗压强度(MPa) 82.09 75.4 61.18 64.4 78
抗拉强度(MPa) 8.23 7.3 7.12 5.8 7.4
塌落度(mm) 230 220 180 175 228
容重(g/cm3) 2280 2260 2220 2214 2272
25次冻融循环质量损失率(％) 0.62 0.83 0.92 0.98 0.72
28天碳化深度(mm) 0.7 0.8 0.9 1.1 0.7
抗渗等级 P8 P8 P8 P8 P8
28d钢筋锈蚀失重率(％) 0 0 0 0 0
由表4可知，本发明制备实施例制得的高强混凝土抗压强度和抗拉强度均不低于传统方法制作的高强混凝土，容重也可达2200g/cm3以上，混凝土具有较好的密实度；25次冻融循环质量损失率不超过1％，28天的碳化深度不超过1mm，28d的钢筋锈蚀失重率为0％，本发明制备实施例制得的高强混凝土具有良好的耐久性；抗渗等级达到P8，具有较好的抗渗性能。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.装配式钢管高强混凝土柱，由预制的标准柱节(1)顺次连接而成，其特征在于：所述标准柱节(1)包括钢管(2)、浇筑在钢管(2)内的高强混凝土(3)、围设在钢管(2)外侧的加劲筋(4)和浇筑在钢管(2)外的普通混凝土(5)；所述高强混凝土(3)为掺加铁尾矿和建筑垃圾的高强混凝土；所述钢管(2)内壁焊接固定有竖向肋组，钢管(2)外周、沿截面方向围设有水平端板(7)，水平端板(7)上均匀间隔开设有通孔，加劲筋(4)穿过通孔、沿钢管(2)长度方向、通长设置，加劲筋(4)一端伸出标准柱节(1)，另一端设置有半灌浆套筒(8)，与相邻的标准柱节(1)伸出的加劲筋(4)连接。
2.根据权利要求1所述的装配式钢管高强混凝土柱，其特征在于：所述竖向肋组的数量不少于2个，在钢管(2)截面内、沿钢管(2)内周均匀分布，每个竖向肋组包括若干竖向肋板(6)，沿钢管(2)长度方向、均匀间隔设置，竖向肋板(6)采用矩形钢板制成。
3.根据权利要求1所述的装配式钢管高强混凝土柱，其特征在于：所述水平端板(7)的数量不少于2个，沿钢管(2)长度方向间隔排布，与钢管(2)外壁焊接固定，水平端板(7)采用2mm厚的钢板制成。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的装配式钢管高强混凝土柱，其特征在于：所述高强混凝土(3)包括多元胶凝体系、铁尾矿、石子、建筑垃圾再生骨料和减水剂，每立方米高强混凝土中包括多元胶凝体系568.7kg-597.5kg、铁尾矿413.9kg-430.8kg、石子807kg-1010.07kg、建筑垃圾再生骨料150.93kg-371.52kg、减水剂8.8-9.4kg和水150.4kg-163kg；其中多元胶凝体系包括水泥、粉煤灰、矿渣、硅灰和稻壳灰，每立方米所述高强混凝土中包括水泥268kg-279kg、粉煤灰87.1kg-91.9kg、矿渣174.2kg-183.8kg、硅灰28kg-29.9kg和稻壳灰11.4kg-12.9kg。
5.根据权利要求4所述的装配式钢管高强混凝土柱，其特征在于：所述其中铁尾矿包括尾矿粉和尾矿砂，每立方米高强混凝土中包括尾矿粉14.1kg-14.8kg和尾矿砂399.8kg-416kg。
6.根据权利要求5所述的装配式钢管高强混凝土柱，其特征在于：所述尾矿粉和尾矿砂均为矿场废弃物，筛分后使用，所述尾矿砂的粒径为0.3mm-2.5mm；尾矿粉的粒径不超过0.3mm。
7.根据权利要求4所述的装配式钢管高强混凝土柱，其特征在于：所述建筑垃圾再生粗骨料为建筑垃圾经过破碎和过筛制成，粒径为5-15mm；所述稻壳灰为发电厂燃烧稻壳生成的收尘灰，粒径不超过78μm，烧失量低于5％，活性二氧化硅的含量不低于90％。
8.根据权利要求6所述的装配式钢管高强混凝土柱，其特征在于：所述所述多元胶凝体系中，各组分的质量比为水泥：粉煤灰：矿渣：硅灰：尾矿粉：稻壳灰＝1：0.329：0.658：0.107：0.053：0.046；所述高强混凝土的水胶比为0.26-0.28。
9.根据权利要求4所述的装配式钢管高强混凝土柱的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、预加工处理：根据设计要求，对板材进行裁剪，焊接竖向肋板(6)、水平端板(7)和加劲筋(4)，根据钢管(2)长度，调整加劲筋(4)的位置，在加劲筋(4)一端设置半灌浆套筒(8)；
步骤二、铺设模板：在钢管(2)外侧铺设模板，调整模板与水平端板(7)之间的距离，确保普通混凝土(5)层的厚度；
步骤三、浇筑高强混凝土：在钢管(2)内部浇筑高强混凝土，振捣密实；
步骤四、浇筑普通混凝土：在钢管(2)外侧浇筑普通混凝土(5)；
步骤五、养护：养护达到预定强度后进行拆模，然后自然养护28d，完成标准柱节(1)的预制施工；
步骤六、连接标准柱节：将上段标准柱节(1)吊起，移动至下段标准柱节(1)上方，调节上段标准柱节(1)的位置和方向，与下段标准柱节(1)对齐后，将下段标准柱节(1)上方伸出的加劲筋(4)一一对应、接入上段标准柱节(1)的半灌浆套筒(8)内，然后向半灌浆套筒(8)内灌入灌浆料，灌满后即停止，养护至标准强度。
10.根据权利要求9所述的装配式钢管高强混凝土柱的施工方法，其特征在于：步骤三中使用的高强混凝土按照以下方法制备而成：
步骤A、备料：按照以下组分进行备料，每立方米所述高强混凝土中包括水泥268kg-279kg、粉煤灰87.1kg-91.9kg、矿渣174.2kg-183.8kg、硅灰28kg-29.9kg、稻壳灰11.4kg-12.9kg、尾矿粉14.1kg-14.8kg、尾矿砂399.8kg-416kg、石子807kg-1010.07kg、建筑垃圾再生骨料150.93kg-371.52kg、减水剂8.8-9.4kg和水150.4kg-163kg；
步骤B、将水泥、粉煤灰、矿渣、硅灰、尾矿粉、稻壳灰和尾矿砂混合，搅拌均匀；
步骤C、将减水剂与水混合，搅拌均匀；
步骤D、将步骤三调制好的混合液加入步骤二制成的混合物中，搅拌120s-150s；
步骤E、将石子和建筑垃圾再生骨料加入步骤四制成的混合料中，搅拌均匀即可。
CN201710767137.3A 2017-08-30 2017-08-30 装配式钢管高强混凝土柱及其施工方法 Active CN107460994B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710767137.3A CN107460994B (zh) 2017-08-30 2017-08-30 装配式钢管高强混凝土柱及其施工方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710767137.3A CN107460994B (zh) 2017-08-30 2017-08-30 装配式钢管高强混凝土柱及其施工方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107460994A true CN107460994A (zh) 2017-12-12
CN107460994B CN107460994B (zh) 2023-05-16

Family

ID=60549585

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710767137.3A Active CN107460994B (zh) 2017-08-30 2017-08-30 装配式钢管高强混凝土柱及其施工方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107460994B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108571120A (zh) * 2018-05-15 2018-09-25 天元建设集团有限公司 一种钢管混凝土柱及其施工方法
CN110230370A (zh) * 2019-06-17 2019-09-13 华北理工大学 连接结构、钢管混凝土叠合柱及施工方法
CN114250912A (zh) * 2021-12-30 2022-03-29 扬州大学 一种预制型钢混凝土柱及组合结构

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012136837A (ja) * 2010-12-24 2012-07-19 Takenaka Komuten Co Ltd コンクリート充填鋼管柱
CN102643060A (zh) * 2012-05-02 2012-08-22 同济大学 一种掺有低温稻壳灰的高强混凝土
CN103088964A (zh) * 2013-01-24 2013-05-08 合肥工业大学 一种钢管泡沫混凝土组合立柱及其施工方法
CN105948596A (zh) * 2016-06-08 2016-09-21 广东惠众新材料科技股份有限公司 一种生态混凝土预制件混合料
CN106381925A (zh) * 2016-10-28 2017-02-08 湖南大学 一种带套管的装配式钢筋混凝土柱与柱拼接节点
CN106869401A (zh) * 2017-03-29 2017-06-20 河北建筑工程学院 一种铁尾矿混凝土‑普通混凝土组合梁及其施工方法
CN207211522U (zh) * 2017-08-30 2018-04-10 河北建筑工程学院 装配式钢管高强混凝土柱

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012136837A (ja) * 2010-12-24 2012-07-19 Takenaka Komuten Co Ltd コンクリート充填鋼管柱
CN102643060A (zh) * 2012-05-02 2012-08-22 同济大学 一种掺有低温稻壳灰的高强混凝土
CN103088964A (zh) * 2013-01-24 2013-05-08 合肥工业大学 一种钢管泡沫混凝土组合立柱及其施工方法
CN105948596A (zh) * 2016-06-08 2016-09-21 广东惠众新材料科技股份有限公司 一种生态混凝土预制件混合料
CN106381925A (zh) * 2016-10-28 2017-02-08 湖南大学 一种带套管的装配式钢筋混凝土柱与柱拼接节点
CN106869401A (zh) * 2017-03-29 2017-06-20 河北建筑工程学院 一种铁尾矿混凝土‑普通混凝土组合梁及其施工方法
CN207211522U (zh) * 2017-08-30 2018-04-10 河北建筑工程学院 装配式钢管高强混凝土柱

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108571120A (zh) * 2018-05-15 2018-09-25 天元建设集团有限公司 一种钢管混凝土柱及其施工方法
CN110230370A (zh) * 2019-06-17 2019-09-13 华北理工大学 连接结构、钢管混凝土叠合柱及施工方法
CN110230370B (zh) * 2019-06-17 2020-05-22 华北理工大学 连接结构、钢管混凝土叠合柱及施工方法
CN114250912A (zh) * 2021-12-30 2022-03-29 扬州大学 一种预制型钢混凝土柱及组合结构

Also Published As

Publication number Publication date
CN107460994B (zh) 2023-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107572936B (zh) 聚合物泡沫混凝土及其制备方法和用途
CN106869401B (zh) 一种铁尾矿混凝土-普通混凝土组合梁及其施工方法
CN106082901B (zh) 一种加固软弱地基的绿色混凝土预制桩及施工方法
CN111533512B (zh) 初凝时间为48h～72h延性缓凝细石混凝土的制备方法
CN103304206A (zh) 超高强自密实混凝土及其制备方法
CN100462324C (zh) 用于填充方钢管的粉煤灰膨胀自密实混凝土
CN105347752A (zh) 一种高强度混凝土
CN104805936B (zh) 一种纤维增强混凝土永久性模板及其制作方法
CN104671719A (zh) 一种具有耐强酸性能的水泥基加固灌浆料
CN102503307A (zh) 一种新型高强膨胀混凝土
CN104711976A (zh) 一种建筑垃圾再生骨料复合载体桩及其制备方法
CN107382216A (zh) 掺加铁尾矿与建筑垃圾的高强混凝土及其制备方法
CN105347751A (zh) 一种高强度混凝土的制备方法
CN107460994A (zh) 装配式钢管高强混凝土柱及其施工方法
CN105819779A (zh) 一种c60级高强再生混凝土及其配制方法
CN106045402A (zh) 高强度混凝土及其制备方法
CN207211522U (zh) 装配式钢管高强混凝土柱
CN106673568A (zh) 一种二氧化硅溶胶改性的耐腐蚀型钢筋混凝土排水管及其制备方法
CN105330211A (zh) 一种高强度自密实混凝土
CN104045308A (zh) 一种混凝土、混凝土管桩及其制备方法
CN105347744A (zh) 一种高强度预制钢筋混凝土空心方桩
CN105347745A (zh) 一种新型高强度自密实混凝土
CN104790565A (zh) 一种现浇磷石膏承重墙混合结构建筑主体施工方法
CN106830775A (zh) 一种含玻化微珠的保温耐腐蚀型钢筋混凝土排水管及其制备方法
CN113565143A (zh) 地下室顶板沉降后浇带施工方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20230420

Address after: West side of Jinhai Avenue, south side of Dianchang Road, Sheyang Port Economic Zone, Sheyang County, Yancheng City, Jiangsu Province, 224300

Applicant after: Jiangsu Yuegang New Material Technology Co.,Ltd.

Address before: No. 13 Chaoyang Street, Zhangjiakou, Hebei, Hebei

Applicant before: HEBEI University OF ARCHITECTURE

TA01 Transfer of patent application right
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant