CN108516859B - 一种纤维轻骨料预制空心混凝土柱 - Google Patents

一种纤维轻骨料预制空心混凝土柱 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种纤维轻骨料预制空心混凝土柱，包括柱身，所述柱身内的中心位置设有空心圆柱，所述柱身内与空心圆柱之间填充有填料，所述填料包括轻骨料和纤维。本发明还提供了纤维轻骨料预制空心混凝土柱的制备方法。本发明的纤维轻骨料预制空心混凝土柱，通过轻骨料与纤维的结合应用，充分发挥轻骨料和纤维两者的优点，可大幅减少结构自重，减少配筋，提高柱的延性。

Description

一种纤维轻骨料预制空心混凝土柱
技术领域
本发明涉及建筑技术领域，尤其涉及一种纤维轻骨料预制空心混凝土柱。
背景技术
当前，建筑工业化迫在眉睫，建筑转型绿色建造，在建造过程中节能减排，建造具有优良结构性能的预制混凝土空心柱，用以装配式建筑十分必要。空心混凝土与普通混凝土相比自重明显降低。用轻骨料做成的空心混凝土柱可以进一步减轻自重，提高建筑的抗震性能，在合理设计情况下，能获得较好的综合经济效益。轻骨料中陶粒的生产又能够利用自然界的废弃物，如生产陶粒的原料可以是工业废料、燃料废渣，这样可以促进资源的循环利用，有效减缓人类对自然资源的过度开采和利用。由于空心混凝土与实心混凝土相比延性会降低，变形性能明显变差。且运输和现场吊装过程中，可能会使空心柱受弯。而加入塑钢纤维后可以大幅提高空心柱的延性，可以有效抵抗外界动载的撞击，减少运输和吊装过程中的保护，提高施工速度，大大降低劳动成本。
因此，本领域的技术人员致力于开发一种纤维轻骨料预制空心混凝土柱，解决现有技术中普通空心混凝土柱易于变形、刚性较差的问题。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是现有技术中普通空心混凝土柱易于变形、刚性较差。
为实现上述目的，本发明提供了一种纤维轻骨料预制空心混凝土柱，包括柱身，所述柱身内的中心位置设有空心圆柱，所述柱身内与空心圆柱之间填充有填料；其中，所述填料包括轻骨料和纤维。
进一步地，所述填料中轻骨料与纤维的密度(kg/m3)比为50:1～80:1；优选 70:1～80:1；
进一步地，所述纤维轻骨料预制空心混凝土柱为方柱或圆柱；
在本发明较佳实施方式中，所述柱身的上端与下端均设有预留钢筋；
在本发明较佳实施方式中，所述柱身的上端设有凹形盖；
在本发明较佳实施方式中，所述纤维均匀分布于填料中；
在本发明较佳实施方式中，所述轻骨料设置在纤维与空心圆柱之间；
在本发明较佳实施方式中，所述空心圆柱是通过支模后浇筑，拆模后而形成的空心；
在本发明较佳实施方式中，所述纤维为塑钢纤维；
在本发明较佳实施方式中，所述轻骨料为陶粒轻骨料；
在本发明较佳实施方式中，所述填料中轻骨料与纤维的密度(kg/m3)比为73:1。
本发明还提供了纤维轻骨料预制空心混凝土柱的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、将轻骨料进行预湿，加入一定量的水泥、河沙、纤维和水进行搅拌备用；
步骤2、将空心柱内模放入外模中间，并充入压缩空气，将步骤1的搅拌后物料浇筑于空心柱内模和外模之间，并振捣密实；
步骤3、经过养护硬化后拆除模板得到纤维轻骨料预制空心混凝土柱；
其中，所述外膜为方形或圆形。
进一步地，所述步骤1中，所述加入的水泥与轻骨料的重量(kg)比为1:1～1:2；
所述加入的河沙与轻骨料的重量(kg)比为1:1～2:1；
所述加入的纤维与轻骨料的重量(kg)比为1:70～1:80；
所述加入的水与轻骨料的重量(kg)比为1:3～1:4；
在本发明较佳实施方式中，所述步骤1中，所述加入的水泥与轻骨料的重量(kg)比为1.5:1；
在本发明较佳实施方式中，所述步骤1中，所述加入的河沙与轻骨料的重量(kg)比为1.03:1；
在本发明较佳实施方式中，所述步骤1中，所述加入的纤维与轻骨料的重量(kg)比为1:73；
在本发明较佳实施方式中，所述步骤1中，所述加入的水与轻骨料的重量(kg) 比为1:3.5。
采用以上方案，本发明公开的纤维轻骨料预制空心混凝土柱，具有以下技术效果：
本发明的纤维轻骨料预制空心混凝土柱，采用优化加入比例的轻骨料与纤维，充分发挥轻骨料和纤维两者的优点，大幅减少了空心混凝土柱结构自重，减少了配筋，抗震性能好，提高施工速度，降低了成本；
本发明的纤维轻骨料预制空心混凝土柱，在轻骨料混凝土中加入纤维，在不增加轻骨料混凝土表观密度、保证其高强度的基础上，有效地改善轻骨料混凝土的韧性和延性，明显提高轻骨料混凝土的劈裂抗拉性能和抗弯性能；
本发明的纤维轻骨料预制空心混凝土柱，加入塑钢纤维可以增强轻骨料混凝土的初裂耗能及破坏耗能，可以提高抗冲击性能，有效抵抗外界动载的撞击；
本发明的纤维轻骨料预制空心混凝土柱，采用的轻骨料可以用工业废料为原料生产，废物循环利用，环保节能效益明显；
综上所述，本发明的纤维轻骨料预制空心混凝土柱，采用加入了优化比例的轻骨料与纤维作为填料，减少了空心混凝土柱结构自重和配筋，抗震性能好，有效地改善轻骨料混凝土的韧性和延性，明显提高轻骨料混凝土的劈裂抗拉性能和抗弯性能；其经济效益、社会效益、环保节能效益十分显著。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明的一个较佳实施例的横断面图；
图2是本发明的一个较佳实施例的立面图；
图3是本发明凹形盖的俯视图；
图4是本发明凹形盖的剖视图；
图中，1、轻骨料；2、纤维；3、预留钢筋；4、柱身；5、凹形盖；6、空心圆柱。
具体实施方式
以下参考说明书附图介绍本发明的优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。
如图1和图2所示，本发明的纤维轻骨料预制空心混凝土柱，包括柱身4，在柱身4的内部中心位置设有空心圆柱6，在空心圆柱6与柱身4之间填充有填料，且填料包括轻骨料1和纤维2；其中，纤维2均匀分布于填料中，轻骨料1填充在纤维2 与空心圆柱6之间；其中，空心圆柱6是通过支模后浇筑，拆模后而形成的空心。
如图2所示，在柱身4的上端和下端均设有预留钢筋3，通过预留钢筋3可与基础的钢筋连接，便于后期现场的浇筑，在柱身4的上端还设有一个凹形盖5，这样可以防止浇筑时混凝土流入到空心圆柱6内。其中柱身4为圆形或方形，均可满足使用条件。
本实施方式的纤维轻骨料预制空心混凝土柱的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、将660kg陶粒轻骨料进行预湿，加入420kg的水泥、681kg河砂、9kg塑钢纤维、185kg水和5.78kg减水剂，进行搅拌备用；
步骤2、将空心柱内模放入方形模中间，并充入压缩空气，将步骤1的搅拌后物料浇筑于空心柱内模和方形模之间，浇筑体积为1m3，并振捣密实；
步骤3、经过养护硬化后拆除模板得到外方内圆的纤维轻骨料预制空心混凝土柱。
经检测，通过加入轻骨料1，相比未加入轻骨料的预制空心混凝土柱，本实施方式得到的纤维轻骨料预制空心混凝土柱自重减轻了18％；
而在轻骨料1混凝土中加入塑钢纤维，可明显提高轻骨料1混凝土的劈裂抗拉性能和抗弯性能，通过优化轻骨料1与纤维2的比例，充分发挥轻骨料1和纤维2两者的优点，使得到纤维轻骨料预制空心混凝土柱不仅大幅减少结构自重，减少配筋，而且提高了混凝土柱的延性，使其不易变形；并且轻骨料1由工业废料制成，环保节能效益明显。
以上详细描述了本发明较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种纤维轻骨料预制空心混凝土柱，其特征在于，包括柱身(4)，所述柱身(4)内的中心位置设有空心圆柱(6)，所述柱身(4)内与空心圆柱(6)之间填充有填料；其中，
所述填料包括轻骨料(1)和纤维(2)；
所述填料中轻骨料与纤维的密度比为50:1～80:1；
所述柱身(4)的上端与下端均设有预留钢筋(3)；
所述柱身(4)的上端设有凹形盖(5)；
所述纤维轻骨料预制空心混凝土柱的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、将轻骨料进行预湿，加入一定量的水泥、河沙、纤维和水进行搅拌备用；
步骤2、将空心柱内模放入外模中间，并充入压缩空气，将步骤1的搅拌后物料浇筑于空心柱内模和外模之间，并振捣密实；
步骤3、经过养护硬化后拆除模板得到纤维轻骨料预制空心混凝土柱；
所述步骤1中，
所述加入的水泥与轻骨料的重量比为1:1～1:2；
所述加入的河沙与轻骨料的重量比为1:1～2:1；
所述加入的纤维与轻骨料的重量比为1:70～1:80；
所述加入的水与轻骨料的重量比为1:3～1:4。
2.如权利要求1所述空心混凝土柱，其特征在于，所述纤维轻骨料预制空心混凝土柱为方柱或圆柱；
所述空心圆柱是通过支模后浇筑，拆模后而形成的空心。
3.如权利要求1所述空心混凝土柱，其特征在于，所述纤维(2)均匀分布于填料中。
4.如权利要求1所述空心混凝土柱，其特征在于，所述轻骨料(1)设置在纤维(2)与空心圆柱(6)之间。
5.如权利要求1所述空心混凝土柱，其特征在于，所述空心混凝土柱为方柱或圆柱，中心位置设有空心圆柱，填充填料包括轻骨料和纤维，所述填料中轻骨料与纤维的密度比为70:1～80:1。
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