CN109025063B - 节段式钢管再生混合构件的制作方法及其使用的变位机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节段式钢管再生混合构件的制作方法，包括如下步骤：制作旧混凝土节段；制作钢筋箍；将钢筋箍套设在旧混凝土节段上；将套设有钢筋箍的旧混凝土节段竖直吊放于钢管的中心位置处；在旧混凝土节段的上方放置钢筋垫块；重复上述步骤，直至放入最后一段旧混凝土节段；而后往钢管内部浇筑新混凝土。本发明的制作方法，能够高效地剔除旧混凝土梁柱外层的混凝土保护层和内部的钢筋，同时能够将混凝土节段精准方便的叠放在钢管中部。本发明还公开了一种变位机包括底座第一夹持头、第二夹持头、电动机，以及减速机构；第一夹持头、第二夹持头以及减速机构设于同一转轴上，并可绕转轴转动。该变位机可以方便、快速地制备旧混凝土节段。

Description

节段式钢管再生混合构件的制作方法及其使用的变位机

技术领域

本发明属于混凝土废弃物的再生利用技术领域，具体涉及一种节段式钢管再生混合构件的制作方法及用于该节段式钢管再生混合构件的制作方法中的变位机。

背景技术

目前我国建筑和房地产业依然处于快速发展阶段，无数新建建筑拔地而起，同时也有众多老旧建筑随之拆除，因而必然产生大量建筑垃圾，其中废弃混凝土约占48.35％。因而如何科学利用建造及拆除活动中产生的大量废弃混凝土，避免或减少旧混凝土填埋和新混凝土生产所引发的各种负面影响，成为整个行业亟待解决的重要问题。

为了实现废弃混凝土循环利用，有学者提出钢管再生混合构件的方式，即将旧有建筑物或构筑物拆除所得的废弃混凝土柱(如梁、板、柱、墙等)去除保护层、纵筋、箍筋之后的剩余部分破碎分割成较大尺度的块体或节段，施工时放入钢管内部，然后浇入新混凝土并混合振捣而成的结构柱。钢管再生混合构件不但具有良好的力学性能，还具有较好的经济效益，以及显著的环境和社会效益，是建筑行业践行“资源节约型、环境友好型”两型社会理念的体现。但根据现有公开文献报道，仅针对块体式钢管再生混合混凝土柱有较为详尽、科学的施工方法。而针对节段式钢管再生混合混凝土柱的施工应用则存在着两个问题，一是如何在施工中快速高效地将废弃混凝土柱分割成节段，二是如何将节段较为精准地定位于钢管中部。

发明内容

本发明提供了一种节段式钢管再生混合构件的制作方法，能够高效地剔除掉废弃旧混凝土梁柱外层的混凝土保护层和内部钢筋，同时能够将混凝土节段精准方便的叠放在钢管中部，并利用旧混凝土节段获得长度和承载力等足够的再生钢管混凝土构件。

为解决以上技术问题，本发明采用了以下技术方案：

一种节段式钢管再生混合构件的制作方法，包括如下步骤：

1)制作旧混凝土节段：将原废弃的旧混凝土梁柱横卧夹持于可转动的变位机上后，切除其表层混凝土保护层及内层钢筋，获得保留所述旧混凝土梁柱芯部的所述旧混凝土节段；

2)制作用于将所述旧混凝土节段限制在钢管中心的钢筋箍；

3)将所述钢筋箍套设在所述旧混凝土节段上；

4)将套设有所述钢筋箍的所述旧混凝土节段竖直吊放于所述钢管的中心位置处；

5)在所述旧混凝土节段的上方放置一个支撑下一段所述旧混凝土节段的钢筋垫块；

6)重复上述步骤4)-5)，直至将最后一段所述旧混凝土节段放置于所述钢管内；

7)往钢管内部浇筑新混凝土，形成节段式钢管再生混合构件。

进一步的，所述钢筋垫块的高度约为8～12cm；

进一步的，所述钢筋垫块利用废弃的钢筋头制作而成。

进一步的，步骤1)制作所述旧混凝土节段具体包括如下步骤：

确定切割路径：将所述旧混凝土构件夹持在所述变位机上，并根据两端部断面钢筋布置情况进行画线；

根据画线采用水刀沿所述旧混凝土梁柱的高度方向依次剥除其四个表面的表层混凝土保护层及内层钢筋；其中，所述水刀的切割水压为250～500MPa，剥除深度为50～75mm；

进一步的，采用水刀剥除旧混凝土梁柱四个表面的表层混凝土保护层及内层钢筋的具体步骤为：

调整水刀切割方向与所述旧混凝土梁柱的待剥除面待剥除面垂直，并设置水刀的切割水压为200～400MPa，将待剥除面对应的表层混凝土层及内层钢筋分割成75～150mm宽的条带，所述条带的切割深度为50～75mm；

调整水刀切割方向与所述待剥除面待剥除面平行，并设置所述水刀的切割水压350～500MPa，逐块切割去除所述条带。

进一步的，所述钢筋箍包括用于套在所述旧混凝土节段外的钢环，和用于限制所述旧混凝土节段在所述钢管内部位置的钢棒，所述钢棒的一端固接在所述钢环的外周，另一端沿所述钢管内壁方向伸出。

进一步的，所述钢棒另一端与所述钢管内壁之间的间隙小于或等于1cm。

本发明还公开了一种应用于该节段式钢管再生混合构件的制作方法中的变位机，包括底座、分别设于所述底座两端的第一夹持头和第二夹持头、用于驱动所述第二夹持头转动的电动机，以及连接于所述第二夹持头与所述电动机之间，用于减慢所述第二夹持头转动速度的减速机构；

所述第一夹持头、第二夹持头以及减速机构设于同一转轴上，并可绕所述转轴转动。

进一步的，所述第一夹持头和第二夹持头分别采用四爪夹持结构，以方便夹持不同截面形状的所述旧混凝土节段。

进一步的，所述第一夹持头的位置可沿所述转轴方向平移，用以调节所述第一夹持头和第二夹持头之间的夹持距离，方便适应不同长度的所述旧混凝土节段。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1)通过将原废弃的旧混凝土梁柱可转动的夹持于变位机上，该变位机通过使用电动机实现有效地驱动第二夹持头及夹持在其上的旧混凝土梁柱自动转动，变换旧混凝土梁柱切割面，降低了操作人员劳动强度，提高了切割处理的效率；另外还通过增设减速机构，能够降低变换机的转动速度，方便控制旧混凝土节段切割面的变换。而后利用切割工具对不同切割面的外层的混凝土保护层及内部钢筋进行剔除切割，实现高效的获得旧混凝土节段；

2)通过在不同的旧混凝土节段叠放处放置钢筋垫块，既能将多段旧混凝土节段有效地间隔开来、保证新旧混凝土的可靠连接，还有利于将多段混凝土节段竖直叠放在一起，增加旧混凝土节段的利用率；

3)通过在旧混凝土节段的外周套设钢筋箍，可以利用钢管内壁对钢筋箍的支撑和限制作用，将旧混凝土节段稳固的竖立与钢管内，减小了旧混凝土节段放置于钢管内的偏移，实现将其精准方便的叠放在钢管中部。且钢筋箍的设置也有助于将多段混凝土节段叠放在一起，获得长度和承载力等足够的再生钢管混凝土构件。

4)该变位机通过使用电动机实现有效地驱动第二夹持头及夹持在其上的旧混凝土梁柱自动转动，变换旧混凝土梁柱切割面，降低了操作人员劳动强度，提高了切割处理的效率；另外还通过增设减速机构，能够降低变换机的转动速度，方便控制旧混凝土节段切割面的变换。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术作进一步地详细说明：

图1是本发明所述的节段式钢管再生混合构件的制作方法的钢管再生构件示意图；

图2是本发明所述的圆形钢管的钢筋箍结构示意图；

图3是本发明所述的矩形钢管的钢筋箍结构示意图；

图4是本发明所述的水刀切割过程示意图；

图5是本发明所述的变位机使用状态示意图；

图6是本发明所述的变位机爆炸图。

附图说明：

1、钢管；2、旧混凝土节段；3、钢筋垫块；4、钢筋箍；41、钢环；42、钢棒；5、旧混凝土梁柱；6、表层混凝土保护层及内层钢筋；61、待剥除面；62、条带；8、变位机；81、底座；82、第一夹持头；83、第二夹持头；84、减速机构；85、电动机；9、水刀；

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明公开了一种节段式钢管再生混合构件的制作方法，如图1-图5所示，包括如下步骤：

1)制作旧混凝土节段2：将原废弃的旧混凝土梁柱5(包括混凝土梁和混凝土柱)横卧夹持于可转动的变位机8上后，切除其表层混凝土保护层和内部钢筋，获得保留旧混凝土梁柱5芯部的旧混凝土节段2；

2)制作用于将旧混凝土节段2限制在钢管1中心的钢筋箍4；

3)将钢筋箍4套设在旧混凝土节段2上；

4)将套设有钢筋箍4的旧混凝土节段2竖直吊放于钢管1的中心位置处；

5)在旧混凝土节段2的上方放置一个方便叠放下一段旧混凝土节段2的钢筋垫块3；

6)重复上述步骤4)-5)，直至将最后一段旧混凝土节段2放入钢管1内部；需要说明的是，最后一段旧混凝土节段2的上方不放置钢筋垫块3，同时需确保所有的旧混凝土节段2均置于钢管1的中心位置处；其中，放置于钢管1内部的旧混凝土节段2的数量不少于2段。

7)往钢管1内部浇筑新混凝土，形成节段式钢管再生混合构件。

基于上述实现步骤，本发明的节段式钢管再生混合构件的制作方法，通过将原废弃的旧混凝土梁柱5可转动的夹持于变位机8上，并利用切割工具对不同切割面的外层的混凝土保护层及内层的钢筋进行剔除切割，能够快速高效剔除掉废弃旧混凝土梁柱5外层的混凝土保护层和内部的钢筋。另外，通过在不同的旧混凝土节段2叠放处放置钢筋垫块3，既能将多段旧混凝土节段2有效地间隔开来，还有利于将多段混凝土节段竖直叠放在一起，增加。旧混凝土节段2的利用率。此外，通过在旧混凝土节段2的外周套设钢筋箍4，可以利用钢管1内壁对钢筋箍4的支撑和限制作用，将旧混凝土节段2稳固的竖立与钢管1内，减小了旧混凝土节段2放置于钢管1内的偏移，实现将其精准方便的叠放在钢管1中部。且钢筋箍4的设置也有助于将多段混凝土节段叠放在一起，获得长度和承载力等足够的再生钢管1混凝土构件。

具体的，每节旧混凝土阶段2至少套设有1个钢筋箍4，可以通过增设钢筋箍4的数量使混凝土阶段能更佳精准、稳固地置于在钢管1内。

其中，步骤1)制作旧混凝土节段2具体包括如下步骤：

确定切割路径：将旧混凝土构件夹持在变位机8上，并根据两端部断面钢筋布置情况进行画线；

根据画线沿旧混凝土梁柱5的高度方向进行切割。

经过画线确定切割路径后再进行切割，能够更加快速、且精准将钢筋及外层混凝土保护层及内层钢筋6一次性切除掉，避免因剔除不净而需反复加工，大大提高了混凝土节段的制作效率；同时也能够有效地降低对切割工具的损伤。

具体的，如图5所示，步骤1)制作所述旧混凝土节段具体包括如下步骤：

确定切割路径：将所述旧混凝土构件夹持在所述变位机上，并根据两端部断面钢筋布置情况进行画线；

根据画线采用水刀沿所述旧混凝土梁柱的高度方向依次剥除其四个表面的表层混凝土保护层及内层钢筋6；其中，所述水刀的切割水压为250～500MPa，剥除深度为50～75mm。

其中，采用水刀剥除旧混凝土梁柱四个表面的表层混凝土保护层及内层钢筋6的具体步骤为：

调整水刀切割方向与所述旧混凝土梁柱的待剥除面待剥除面61垂直，并设置水刀的切割水压为200～400MPa，将待剥除面61对应的表层混凝土层及内层钢筋6分割成75～150mm宽的条带62，所述条带62的切割深度为50～75mm，且需确保分割条带的切割深度不小于外层保护层厚度及内层钢筋直径之和。

调整水刀切割方向与所述待剥除面待剥除面61平行，并设置所述水刀的切割水压350～500MPa，逐块切割去除待剥除面61上各条带62。且需确保将待剥除面61上的外层保护层及内部钢筋均切除。

采用水刀9进行切割可以不受切割方向的限制，适用于切割各种形状的旧混凝土梁柱5，将其与变位机8结合能够实现精准快速地切除掉旧混凝土梁柱5的外层的混凝土保护层和内部钢筋；同时水刀9进行切割还具有切割质量好，无需更换刀具，高效环保的特点，因此将其利用于旧混凝土梁柱5的切割，能有效地减小切割扬尘，降低对人体的伤害和对环境的污染。

在上述实施例中，如图1-图5所示，钢筋垫块3的形状为棱柱体或圆柱体，其高度约为8～12cm，优选10cm；横截面尺寸大于旧混凝土节段2的横截面，但小于钢管1的横截面尺寸。且钢筋垫块3利用废弃的钢筋头制作而成，节约了制作成本，也提高了废弃物的利用率。

在上述实施例中，如图1-图5所示，钢筋箍包括用于套在旧混凝土节段2外的钢环41，和用于限制旧混凝土节段2在钢管1内部位置的钢棒42，钢棒42的一端固接在钢环41的外周，另一端沿钢管1内壁方向伸出。

具体的，钢棒42的另一端与钢管1内壁之间的间隙小于或等于1cm；钢环41则套设在旧混凝土节段2长度的1/2～2/3位置处，竖直放置时即距离其最低端1/2～2/3位置处，以使旧混凝土节段2更加稳固的置于钢管1内。其套设于旧混凝土节段2的具体过程如下：

在切割好的旧混凝土节段2一端布置钢环41，该钢环41位于约旧混凝土节段2三分之二长度位置处，其中，钢环41的形状与旧混凝土节段2的横截面形状相同，均为矩形。而后根据钢管1的形状分别制作钢棒42，其中，钢棒42长度根据钢管1的横截面边长及旧混凝土节段2的横截面边长确定，并确保钢棒42限制端至钢管1内壁的距离可预留不超过1厘米。当钢管1为矩形时，在钢环41的四边分别焊接一根与四边分别垂直的钢棒42，优选设置在其四边的中间位置处；当钢管1为圆形时，则至少在钢环41的其中三个对角位置处分别焊接一根钢棒42。

本发明还公开了一种用于该节段式钢管再生混合构件的制作方法中的变位机8，如图6所示包括底座81、分别设于底座81两端的第一夹持头82和第二夹持头83、用于驱动第二夹持头83转动的电动机85，以及连接于第二夹持头与电动机85之间，用于减慢第二夹持头83转动速度的减速机构84；第一夹持头82、第二夹持头83以及减速机构84设于同一转轴上，并可绕转轴转动。

通过使用电动机85实现有效地驱动第二夹持及夹持在其上的旧混凝土梁柱5自动转动，变换旧混凝土梁柱5切割面，降低了操作人员劳动强度，提高了切割处理的效率；另外还通过增设减速机构84，能够降低变换机的转动速度，方便控制旧混凝土节段2切割面的变换。

在上述实施例中，如图6所示第一夹持头82和第二夹持头83分别采用四爪夹持结构，以方便夹持不同截面形状的旧混凝土节段2。

第一夹持头82的位置可沿转轴方向平移，用以调节第一夹持头82和第二夹持头83之间的夹持距离，方便适应不同长度的旧混凝土节段2。其中，第一夹持头82可通过多种方式实现沿其轴线方向平移：例如，底座81上的一端为设于底座81上的用于固定第一夹持端的支座，该支座可沿轴线方向相对于底座81平移，从而实现将第一夹持头82平移。

本发明所述的节段式钢管再生混合构件的制作方法的其它内容参见现有技术，在此不再赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种节段式钢管再生混合构件的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)制作旧混凝土节段：将原废弃的旧混凝土梁柱横卧夹持于可转动的变位机上后，切除其表层混凝土保护层及内层钢筋，获得保留所述旧混凝土梁柱芯部的所述旧混凝土节段；制作所述旧混凝土节段具体包括如下步骤：

确定切割路径：将所述旧混凝土梁柱夹持在所述变位机上，并根据两端部断面钢筋布置情况进行画线；

根据画线采用水刀沿所述旧混凝土梁柱的高度方向依次剥除其四个表面的表层混凝土保护层及内层钢筋，步骤为：调整水刀切割方向与所述旧混凝土梁柱的待剥除面垂直，将待剥除面对应的表层混凝土层及内层钢筋分割成条带；调整水刀切割方向与所述待剥除面平行逐块切割去除所述条带；其中，所述水刀的切割水压为250～500MPa，剥除深度为50～75mm；

2)制作用于将所述旧混凝土节段限制在钢管中心的钢筋箍；

3)将所述钢筋箍套设在所述旧混凝土节段上；

4)将套设有所述钢筋箍的所述旧混凝土节段竖直吊放于所述钢管的中心位置处；

5)在所述旧混凝土节段的上方放置一个方便叠放下一段所述旧混凝土节段的钢筋垫块；

6)重复上述步骤4)-5)，直至将最后一段所述旧混凝土节段放置于所述钢管内；

7)往钢管内部浇筑新混凝土，形成节段式钢管再生混合构件。

2.根据权利要求1所述的节段式钢管再生混合构件的制作方法，其特征在于：所述钢筋垫块的高度为8～12cm。

3.根据权利要求1所述的节段式钢管再生混合构件的制作方法，其特征在于：所述钢筋垫块利用废弃的钢筋头制作而成。

4.根据权利要求1所述的节段式钢管再生混合构件的制作方法，其特征在于：采用水刀剥除旧混凝土梁柱四个表面的表层混凝土保护层及内层钢筋的具体步骤中：

水刀切割方向与所述旧混凝土梁柱的待剥除面垂直时，设置水刀的切割水压为200～400MPa，所述条带宽为75～150mm，所述条带的切割深度为50～75mm；

水刀切割方向与所述待剥除面平行时，设置所述水刀的切割水压350～500MPa。

5.根据权利要求1所述的节段式钢管再生混合构件的制作方法，其特征在于：所述钢筋箍包括用于套在所述旧混凝土节段外的钢环，和用于限制所述旧混凝土节段在所述钢管内部位置的钢棒，所述钢棒的一端固接在所述钢环的外周，另一端沿所述钢管内壁方向伸出。

6.根据权利要求5所述的节段式钢管再生混合构件的制作方法，其特征在于：所述钢棒另一端与所述钢管内壁之间的间隙小于或等于1cm。

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