CN108505685A - 一种半装配竹胶板—钢管收尘石粉混凝土组合柱及其制作方法 - Google Patents

Abstract

涉及一种半装配竹胶板—钢管收尘石粉混凝土组合柱，包括：竹胶板层、钢管、收尘石粉混凝土柱、钢拉杆和螺帽；收尘石粉混凝土柱位于钢管内部，竹胶板层黏贴在钢管的外壁上；收尘石粉混凝土为掺入收尘石粉的水泥配制成的混凝土；钢拉杆呈十字交错形式垂直于钢管的轴向设置，钢拉杆的两端均配设有螺帽，螺帽与钢拉杆通过螺纹连接。该组合柱采取钢管—收尘石粉混凝土的强化策略，可减小组合柱的长细比，调控大长细比组合柱的抗压失稳破坏，提高抗压刚度而减小抗压变形和蠕变，提高组合柱的抗压承载能力，表面可采取嵌、包、铆、磨、涂等传统装饰工艺处理。还涉及一种半装配竹胶板—钢管收尘石粉混凝土组合柱的制作方法。属于工程结构承重柱技术领域。

Description

一种半装配竹胶板—钢管收尘石粉混凝土组合柱及其制作 方法

技术领域

本发明涉及工程结构承重柱技术领域，尤其涉及一种半装配竹胶板—钢管收尘石粉混凝土组合柱及其制作方法。

背景技术

我国竹材资源十分丰富，竹材的开发利用是国家中长期科学和技术发展规划纲要优先主题。目前工业化生产和应用竹材最广泛的产品是竹胶板，但竹胶板在结构工程领域的应用主要作为混凝土结构的模板、室内装饰材料等，应用面窄小且方式单一，作为工程结构承载单元应用很少，尚处于低端发展阶段，迫切需要开发新的竹胶板利用方式。

近10年来，我国基础设施和房地产建设飞速发展，年消耗混凝土约18亿立方米，约占全世界的50％。为生产如此体量的混凝土，开采、破碎小颗粒卵石和砂石过程中产出了大量的石粉尘废弃物，据环保部门估算，我国每年约回收3000万吨的石粉尘废弃物。空气中的石粉尘是PM2.5的主要污染源，回收后难以利用，需要填埋处理防止二次环境污染，消耗了大量人力、物力和土地资源。当前收尘石粉(即回收的石粉尘)废弃物的科学高效处理，已成为制约我国可持续发展的瓶颈，也是一个世界性难题。收尘石粉的相关应用研究极少，使用微乎其微，开拓收尘石粉的应用势在必行。

发明内容

本发明的目的在于开展工业废弃收尘石粉的回收利用，开辟竹胶板在结构工程领域中利用的新途径，提供一种半装配竹胶板—钢管收尘石粉混凝土组合柱。该组合柱复合整体性好，制作成本低、绿色环保。

本发明的另一目的在于提供一种半装配竹胶板—钢管收尘石粉混凝土组合柱的制作方法，该方法装配简捷，制作成本低，绿色环保。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种半装配竹胶板—钢管收尘石粉混凝土组合柱，包括：竹胶板层、钢管、收尘石粉混凝土柱、若干带螺纹的钢拉杆和若干螺帽；收尘石粉混凝土柱位于钢管内部，竹胶板层黏贴在钢管的外壁上；收尘石粉混凝土为掺入收尘石粉的水泥配制成的混凝土；钢拉杆为直杆，钢拉杆呈十字交错形式垂直于钢管的轴向设置，钢拉杆的两端均配设有螺帽，螺帽与钢拉杆的螺纹连接。

优选地，单层竹胶板层由若干块长条片状的竹胶板围绕钢管侧表面黏贴拼合而成，每片竹胶板的厚度为10-20毫米，竹胶板层的层数为2-5层。采用这种结构后，竹胶板层制作简单，在保证竹胶板层的刚度要求的同时竹胶板层表面可采取嵌、包、榫、铆、磨、涂、绘、贴等传统工艺方法对组合柱表面进行修饰。

优选地，竹胶板的拼合方式为正接合、正卡交错接合或卡接合。

优选地，相互黏贴的竹胶板的胶合面上涂刷有环氧树脂粘结胶，竹胶板层与钢管外壁之间的胶合面上也涂刷有环氧树脂粘结胶。采用这种结构后，利用环氧树脂粘结胶将竹胶板进行黏贴得到竹胶板层、将竹胶板层黏贴在钢管上，在保证黏贴效果的同时实现便捷黏贴。

优选地，钢管的为一体成型的正方形、长方形、L形、T形或十字形的钢管；钢管的壁厚范围为1-3毫米。采用这种结构后，可以制作不同横截面形状的组合柱，满足不同的使用需求。

优选地，组合柱的横截面形状为正方形、长方形、L形、T形或十字形。采用这种结构后，组合柱横截面形状多样化，满足不同的使用需求。

优选地，组合柱轴向钢拉杆的竖向间距相对于组合柱横截面短边的比值范围为2-3，组合柱单侧钢拉杆为1-2列。采用这种结构后，钢拉杆和螺帽用于约束竹胶板层和钢管的相对滑移和开胶。

一种半装配竹胶板—钢管收尘石粉混凝土组合柱的制作方法，包括以下步骤：S1：切割并打磨竹胶板的胶合面，制作竹胶板层；S2：打磨钢管的外壁，在钢管和竹胶板层上打钢拉杆的穿孔；S3：将竹胶板层黏贴在钢管外壁，装好钢拉杆；S4：向钢管内灌入收尘石粉混凝土，在钢拉杆上拧紧螺帽。

优选地，收尘石粉混凝土为收尘石粉掺入普通水泥中配制的低强度混凝土。采用这种结构后，将收尘石粉混合在混凝土中，能够对收尘石粉进行有效处置，防止收尘石粉的污染环境。

优选地，步骤S1中，制作竹胶板层时，在竹胶板的胶合面上涂刷环氧树脂粘结胶，然后黏贴胶合；步骤S3中，在钢管外壁上涂刷环氧树脂粘结胶后与竹胶板层黏贴胶合。

总的说来，本发明具有如下优点：

1.采用钢拉杆横向约束钢管收尘石粉混凝土和竹胶板层，能抑制或延缓竹胶板层的开胶，减小组合柱对界面胶合强度的依赖。约束钢拉杆与钢管组合柱形成可靠套箍效应，确保组合柱具有可靠的整体性，获得较高的承载力及刚度，解决组合柱抗压开胶失效的共性技术难题；钢拉杆和钢管既起到装配定位的作用，也是组合柱的辅助传力部件。

2.将收尘石粉混入水泥中配制成收尘石粉混凝土，采取钢管收尘石粉混凝土的强化策略，可减小组合柱的长细比，调控大长细比组合柱的抗压失稳破坏，提高抗压刚度而减小抗压变形和蠕变，大幅度提高组合柱的抗压承载能力。

3.钢管外壁黏贴竹胶板层可采用三种繁简不同的环向层叠的拼合方式，装配制作工艺简单，能改善受力破坏模式，实现外包黏贴竹胶板层开胶破坏的最小化。

4.组合柱采用“竹胶板层包裹钢管收尘石粉混凝土”的组合体系，绿色环保、可就地取材，制造成本低；同时，表面可采取嵌、包、榫、铆、磨、涂、绘、贴等传统工艺方法，实现结构技术创新与传统民居建筑设计的完美融合，解决建筑外观需求的技术难题，具有很强的实用性和先进性。

5.组合柱可拓展低强度收尘石粉混凝土、竹胶板的应用，科学高效的处理收尘石粉，有效解决废弃收尘石粉二次环境污染和治理的难题，实现工业废弃收尘石粉的回收利用，开辟竹胶板在结构工程领域中利用的新途径。

6.组合柱不但可作为绿色建材用作装配工业化结构材料和功能性装饰装修材料，还可用于古木建筑维护、防洪抗震救灾、地铁隧道、市政交通等大量需要木质材料的领域，获得“代木”资源，缓解工程木材供应日趋紧张的局面。

附图说明

图1为本发明组合柱的示意图。

图2为本发明组合柱的纵向剖面结构示意图。

图3为本发明组合柱横截面为矩形的结构示意图。

图4为本发明组合柱横截面为L形的结构示意图。

图5为本发明组合柱横截面为T形的结构示意图。

图6为本发明组合柱横截面为十字形的结构示意图。

图7为竹胶板的拼合方式为正接合的示意图。

图8为竹胶板的拼合方式为正卡交错接合的示意图。

图9为竹胶板的拼合方式为卡接合的示意图。

图中的标号和对应的零部件名称为：1为竹胶板层，2为钢管，3为钢拉杆，4为螺帽，5为收尘石粉混凝土柱。

具体实施方式

下面结合附图来对本发明做进一步详细的说明。

实施例1

一种半装配竹胶板—钢管收尘石粉混凝土组合柱，包括：竹胶板层、钢管、收尘石粉混凝土柱、若干带螺纹的钢拉杆和若干螺帽。收尘石粉混凝土柱位于钢管内部，竹胶板层黏贴在钢管的外壁上竹胶板层与钢管外壁之间的胶合面上涂刷有环氧树脂粘结胶。收尘石粉混凝土为掺入收尘石粉的水泥，按一定的混凝土配比配制成的低强度混凝土；钢拉杆为直杆，直径为6mm钢拉杆的两端设有螺纹，钢拉杆呈十字交错形式垂直于钢管的轴向设置，钢拉杆的两端均配设有螺帽，螺帽与钢拉杆的螺纹连接。钢管的为一体成型的矩形薄壁钢管；钢管的壁厚为2毫米。对应的组合柱的横截面形状也为矩形，尺寸为200mm×200mm，组合柱高度3000mm。

单层竹胶板层由4块长条片状的竹胶板围绕钢管的侧表面拼合而成，本实施例中，竹胶板层的层数为3层，由单层竹胶板层在其胶合面上涂刷环氧树脂粘结胶然后黏贴而成，每片竹胶板的厚度为15毫米。竹胶板围绕钢管的侧表面的拼合方式为正接合。竹胶板层制作简单，在保证竹胶板层的刚度要求的同时竹胶板层表面可采取嵌、包、榫、铆、磨、涂、绘、贴等传统工艺方法对组合柱进行修饰。

利用环氧树脂粘结胶将竹胶板进行黏贴得到竹胶板层、将竹胶板层黏贴在钢管上，在保证黏贴效果的同时实现便捷黏贴。

组合柱轴向钢拉杆的竖向间距相对于组合柱横截面短边的比值为2.5，组合柱单侧钢拉杆为2列。钢拉杆和螺帽用于约束竹胶板层和钢管的相对滑移和开胶

一种半装配竹胶板—钢管收尘石粉混凝土组合柱的制作方法，包括以下步骤：

S1：切割并打磨竹胶板的胶合面，制作竹胶板层。制作竹胶板层时，在竹胶板的胶合面上涂刷环氧树脂粘结胶，然后黏贴胶合。

S2：打磨钢管的外壁，在钢管和竹胶板层上打钢拉杆的穿孔。

S3：将竹胶板层黏贴在钢管外壁，装好钢拉杆。在钢管外壁上涂刷环氧树脂粘结胶后与竹胶板层黏贴胶合。

S4：向钢管内灌入收尘石粉混凝土，在钢拉杆上拧紧螺帽。

先装好钢拉杆再灌入收尘石粉混凝土是为防止灌入过程中钢拉杆的扩冲受力。

收尘石粉混凝土为收尘石粉掺入普通水泥中配制的低强度混凝土。将收尘石粉混合在混凝土中，能够对收尘石粉进行有效处置，防止收尘石粉污染环境。

实施例2

如图4所示，本实施例中，组合柱横截面为L形，竹胶板的拼合方式为正接合。

本实施例中未提及部分同实施例1，此处不再赘述。

实施例3

如图5所示，本实施例中，组合柱横截面为T形，竹胶板的拼合方式为卡接合。

本实施例中未提及部分同实施例1，此处不再赘述。

实施例4

如图6所示，本实施例中，组合柱横截面为十字形，竹胶板的拼合方式为正卡交错接合。

本实施例中未提及部分同实施例1，此处不再赘述。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种半装配竹胶板—钢管收尘石粉混凝土组合柱，其特征在于，包括：竹胶板层、钢管、收尘石粉混凝土柱、若干带螺纹的钢拉杆和若干螺帽；收尘石粉混凝土柱位于钢管内部，竹胶板层黏贴在钢管的外壁上；收尘石粉混凝土为掺入收尘石粉的水泥配制成的混凝土；钢拉杆为直杆，钢拉杆呈十字交错形式垂直于钢管的轴向设置，钢拉杆的两端均配设有螺帽，螺帽与钢拉杆的螺纹连接。

2.按照权利要求1所述的半装配竹胶板—钢管收尘石粉混凝土组合柱，其特征在于：单层竹胶板层由若干块长条片状的竹胶板围绕钢管侧表面黏贴拼合而成，每片竹胶板的厚度为10-20毫米，竹胶板层的层数为2-5层。

3.按照权利要求2所述的半装配竹胶板—钢管收尘石粉混凝土组合柱，其特征在于：竹胶板的拼合方式为正接合、正卡交错接合或卡接合。

4.按照权利要求2所述的半装配竹胶板—钢管收尘石粉混凝土组合柱，其特征在于：相互黏贴的竹胶板的胶合面上涂刷有环氧树脂粘结胶，竹胶板层与钢管外壁之间的胶合面上也涂刷有环氧树脂粘结胶。

5.按照权利要求1所述的半装配竹胶板—钢管收尘石粉混凝土组合柱，其特征在于：钢管的为一体成型的正方形、长方形、L形、T形或十字形的钢管；钢管的壁厚范围为1-3毫米。

6.按照权利要求5所述的半装配竹胶板—钢管收尘石粉混凝土组合柱，其特征在于：组合柱的横截面形状为正方形、长方形、L形、T形或十字形。

7.按照权利要求1所述的半装配竹胶板—钢管收尘石粉混凝土组合柱，其特征在于：组合柱轴向钢拉杆的竖向间距相对于组合柱横截面短边的比值范围为2-3，组合柱单侧钢拉杆为1-2列。

8.一种半装配竹胶板—钢管收尘石粉混凝土组合柱的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：切割胶合面，打磨竹胶板的胶合面，粘合制作竹胶板层；

S2：打磨钢管的外壁，在钢管和竹胶板层上打钢拉杆的穿孔；

S3：将竹胶板层黏贴在钢管外壁，装好钢拉杆；

S4：向钢管内灌入收尘石粉混凝土，在钢拉杆上拧紧螺帽。

9.按照权利要求8所述的半装配竹胶板—钢管收尘石粉混凝土组合柱的制作方法，其特征在于：收尘石粉混凝土为收尘石粉掺入普通水泥中配制的低强度混凝土。

10.按照权利要求8所述的半装配竹胶板—钢管收尘石粉混凝土组合柱的制作方法，其特征在于：步骤S1中，制作竹胶板层时，在竹胶板的胶合面上涂刷环氧树脂粘结胶，然后黏贴胶合；步骤S3中，在钢管外壁上涂刷环氧树脂粘结胶后与竹胶板层黏贴胶合。