CN108560404A - 一种无箍筋的混凝土柱 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无箍筋的混凝土柱，属于建筑结构技术领域，其包括复合外壳以及浇注在复合外壳内部的普通混凝土，普通混凝土内嵌有纵向的支撑筋；复合外壳为封闭的多层复合结构，复合外壳从外往内依次为外侧包裹层和内侧包裹层，外层包裹层和内侧包裹层构成内腔，内腔中浇注有超高性能混凝土，外侧包裹层和内侧包裹层的材质为纤维增强复合材料。本发明混凝土柱的复合结构得到优化，能延长使用时间和节约成本。
Description
技术领域
本发明属于建筑结构技术领域，尤其涉及一种无箍筋的混凝土柱。
背景技术
混凝土柱是一种常见的结构构件形式，一般作为桥墩或桩基应用在桥梁结构中，是主要的承重构件。由于大部分桥墩和桩基处于潮湿环境下，普通混凝土柱会受到严重的侵蚀，尤其在海上或滨海区，这会对桥梁结构的安全产生了严重的威胁。
超高性能混凝土是一种新型材料，其具有延性好、强度高、抗渗能力强的特性；以超高性能混凝土作为外壳，内部浇筑普通混凝土，通过形成复合混凝土柱的方式，来提高桥墩或桩基抵抗外部环境侵蚀的能力。然而，超高性能混凝土收缩性较大，这导致超高性能混凝土外壳易产生细微的裂缝，降低了超高性能混凝土外壳对内部混凝土的保护性能。另外，由于超高性能混凝土外壳层较薄，较难配置箍筋，致使混凝土柱在承受压力时，超高性能混凝土外壳也会因受压而横向扩张、产生细微裂缝；这同样也降低了超高性能混凝土外壳的保护性能。
因此，有必要设计出一种新型构造的混凝土柱，其能提高普通混凝土柱和超高性能混凝土外壳柱的耐久性。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种无箍筋的混凝土柱，其复合结构得到优化，能延长使用时间和节约成本。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种无箍筋的混凝土柱，其包括复合外壳以及浇注在所述复合外壳内部的普通混凝土，所述普通混凝土内嵌有纵向的支撑筋；所述复合外壳为封闭的多层复合结构，所述复合外壳从外往内依次为外侧包裹层和内侧包裹层，所述外层包裹层和所述内侧包裹层构成内腔，所述内腔中浇注有超高性能混凝土，所述外侧包裹层和所述内侧包裹层的材质为纤维增强复合材料。
本发明混凝土柱具有耐久性好、承载能力强、延性好和经济性能优越的优点：
1)由于纤维增强复合材料(FRP)是一种抗拉强度高、耐腐蚀的新型材料(尤其是对氯离子的抗侵蚀能力强)，采用FRP对超高性能混凝土进行内外包裹约束，不仅可以有效防止超高性能混凝土的收缩变形，还可以对超高性能混凝土外壳的横向膨胀变形进行有效约束，阻止其开裂，提高超高性能混凝土的使用效力；
2)外侧包裹层和内侧包裹层也对抵抗外部环境侵蚀提供了额外保护；
3)由于外侧包裹层和内侧包裹层对超高性能混凝土的约束，以及复合外壳对内部普通混凝土的约束，该新型混凝土柱中可以不必要配置箍筋，同样节省了筋材。
作为上述技术方案的改进，所述外侧包裹层为织物或管材，所述内侧包裹层为织物或管材。
优选地，当外层包裹层为织物，或所述内侧包裹层为织物时，外层包裹层或内侧包裹层通过环氧树脂等粘结剂与所述超高性能混凝土进行粘结。
作为上述技术方案的改进，所述纤维增强复合材料为碳纤维、玻璃纤维或玄武岩纤维。
作为上述技术方案的改进，所述支撑筋的材质为钢或纤维增强复合材料。
作为上述技术方案的进一步改进，所述纤维增强复合材料为碳纤维、玻璃纤维或玄武岩纤维。
作为上述技术方案的进一步改进，所述支撑筋表面设有磨砂、刻痕或螺纹。
作为上述技术方案的改进，超高性能混凝土是以硅酸盐水泥为基础胶凝体系，掺加多种工业废渣为活性辅料，以高强度的粗集料和短细、高强度的钢纤维为增强相，采用常温养护、普通搅拌等常规工艺进行制备；所述超高性能混凝土同时具有良好工作性能，硬化后的抗压强度大于150MPa，并且具备优异的耐久性能。
本发明的有益效果在于：本发明提供一种无箍筋的混凝土柱，该混凝土柱包括复合外壳和浇注在复合外壳内部的普通混凝土，普通混凝土内嵌有纵向的支撑筋，复合外壳为从外往内依次为外侧包裹层、超高性能混凝土和内侧包裹层，外侧包裹层和内侧包裹层的材质为FRP；外侧包裹层和内侧包裹层对超高性能混凝土进行保护和约束，复合外壳对普通混凝土进行保护和约束；混凝土柱的复合结构得到优化，能延长使用时间和节约成本。
附图说明
图1为本发明所述混凝土柱的一种实施例的横切面示意图；
图2为本发明所述混凝土柱的一种实施例的轴视图；
在图1和图2中，1、外层包裹层，2、内侧包裹层，3、超高性能混凝土，4、支撑筋，5、普通混凝土。
具体实施方式
为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明。
实施例1
本发明所述混凝土柱的一种实施例，如图1和图2所示，其包括复合外壳以及浇注在复合外壳内部的普通混凝土5，普通混凝土5内嵌有纵向的支撑筋4；复合外壳为封闭的多层复合结构，复合外壳从外往内依次为外侧包裹层1和内侧包裹层2，外层包裹层1和内侧包裹层2构成内腔，内腔中浇注有超高性能混凝土3，外侧包裹层1和内侧包裹层2的材质为FRP。
优选地，外侧包裹层1和内侧包裹层2为织物，外层包裹层1和内侧包裹层2通过环氧树脂等粘结剂与超高性能混凝土3进行粘结。
优选地，支撑筋的材质为钢或FRP。
优选地，FRP为碳纤维、玻璃纤维或玄武岩纤维。
优选地，支撑筋表面设有螺纹。
优选地，超高性能混凝土是以硅酸盐水泥为基础胶凝体系，超高性能混凝土的辅料为工业废渣，超高性能混凝土的增强相为高强度的粗集料和高强度的钢纤维构成的混合物；超高性能混凝土硬化后的抗压强度＞150MPa。
实施例2
本发明所述混凝土柱的一种实施例，如图1和图2所示，其包括复合外壳以及浇注在复合外壳内部的普通混凝土5，普通混凝土5内嵌有纵向的支撑筋4；复合外壳为封闭的多层复合结构，复合外壳从外往内依次为外侧包裹层1和内侧包裹层2，外层包裹层1和内侧包裹层2构成内腔，内腔中浇注有超高性能混凝土3，外侧包裹层1和内侧包裹层2的材质为FRP。
优选地，外侧包裹层1和内侧包裹层2为管材。
优选地，支撑筋的材质为钢或FRP。
优选地，FRP为碳纤维、玻璃纤维或玄武岩纤维。
优选地，支撑筋表面设有磨砂。
优选地，超高性能混凝土是以硅酸盐水泥为基础胶凝体系，超高性能混凝土的辅料为工业废渣，超高性能混凝土的增强相为高强度的粗集料和高强度的钢纤维构成的混合物；超高性能混凝土硬化后抗压强度＞150MPa
与传统普通混凝土柱和包含超高性能混凝土外壳的混凝土柱相比，本发明的混凝土柱解决了抗环境侵蚀效力低的问题，具有绿色、节能和环保性能。
最后所应当说明的是，以上实施例用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者同等替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (7)
1.一种无箍筋的混凝土柱，其特征在于，包括复合外壳以及浇注在所述复合外壳内部的普通混凝土，所述普通混凝土内嵌有纵向的支撑筋；所述复合外壳为封闭的多层复合结构，所述复合外壳从外往内依次为外侧包裹层和内侧包裹层，所述外层包裹层和所述内侧包裹层构成内腔，所述内腔中浇注有超高性能混凝土，所述外侧包裹层和所述内侧包裹层的材质为纤维增强复合材料。
2.如权利要求1所述的混凝土柱，其特征在于，所述外侧包裹层为织物或管材，所述内侧包裹层为织物或管材。
3.如权利要求1所述的混凝土柱，其特征在于，所述纤维增强复合材料为碳纤维、玻璃纤维或玄武岩纤维。
4.如权利要求1所述的混凝土柱，其特征在于，所述支撑筋的材质为钢或纤维增强复合材料。
5.如权利要求4所述的混凝土柱，其特征在于，所述纤维增强复合材料为碳纤维、玻璃纤维或玄武岩纤维。
6.如权利要求4所述的混凝土柱，其特征在于，所述支撑筋表面设有磨砂、刻痕或螺纹。
7.如权利要求1所述的混凝土柱，其特征在于，所述超高性能混凝土是以硅酸盐水泥为基础胶凝体系，超高性能混凝土的辅料为工业废渣，超高性能混凝土的增强相为高强度的粗集料和高强度的钢纤维构成的混合物；所述超高性能混凝土硬化后的抗压强度＞150MPa。
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