CN109386092A - 一种常温养护超高性能钢管混凝土柱的施工装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种常温养护超高性能钢管混凝土柱的施工装置及方法，包括混凝土柱、钢管、保温层；所述混凝土柱由水、水泥、硅灰、石英粉、聚羧酸系高效减水剂、石英砂和聚丙烯酸钠按照质量比为0.2:1:0.15:0.2:0.009:1.75:0.03的比例混合而成，养护7天后，即可得到强度超过150MPa的超高性能混凝土。本发明在技术上具备良好的可行性，施工便捷，在常温环境下即可对混凝土进行养护，得到超高性能混凝土，从而大幅提高钢管混凝土柱承载力，既保证了现场施工质量，又提高了施工效率。且无需使用蒸压设备，节约了施工成本，利于实际工程中的推广。

Description

一种常温养护超高性能钢管混凝土柱的施工装置及方法
技术领域
本发明涉及一种常温养护超高性能钢管混凝土柱的施工装置及方法。
背景技术
钢管混凝土柱是一种新型高效的组合构件，它由钢管和内填混凝土组成。通过钢管和混凝土的协同工作，钢管混凝土能够充分发挥钢材和混凝土两者的材料性能。近年来，超高层建筑在我国发展迅速。超高层结构中的钢管混凝土柱承担着巨大的轴力和弯矩作用，但工程中目前采用的混凝土强度普遍较低(不超过C80)，导致钢管混凝土柱的截面尺寸巨大，增加了结构自重、减小了建筑有效使用空间。超高性能混凝土的抗压强度可达150MPa以上，将其应用于超高层结构可显著减小柱子截面尺寸，增加建筑有效使用面积，产生良好的经济效益。但超高性能混凝土通常需要进行蒸汽养护，对养护条件的要求较为严格，操作上需要用到专门的养护箱或养护室进行养护，很难应用于实际工程，且无法就地实施。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种常温养护超高性能钢管混凝土柱的施工装置及方法，解决了上述背景技术中的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种常温养护超高性能钢管混凝土柱的施工装置，包括混凝土柱、钢管、保温层；所述保温层为一层高发泡聚乙烯材料，密封于钢管外周；所述钢管的内部填充有混凝土柱，钢管内温度为70～90℃；所述混凝土柱由水、水泥、硅灰、石英粉、聚羧酸系高效减水剂、石英砂和聚丙烯酸钠按照质量比为0.2:1:0.15:0.2:0.009:1.75:0.03的比例混合而成。
在本发明一较佳实施例中，所述钢管为方钢管，所述保温层均匀覆盖于钢管外周。
在本发明一较佳实施例中，所述保温层与钢管通过胶水黏结，钢管与保温层的黏结面紧密贴合。
在本发明一较佳实施例中，所述保温层于钢管外表面通过胶水连续密封。
本发明还提供了一种常温养护超高性能钢管混凝土柱的施工方法，包括如下步骤：
1)将水、水泥、硅灰、石英粉、聚羧酸系高效减水剂、石英砂和聚丙烯酸钠按照质量比为0.2:1:0.15:0.2:0.009:1.75:0.03的比例混合，投入混凝土搅拌机中，搅拌15-20分钟，得到成品混凝土；
2)将成品混凝土浇筑至钢管中，每浇筑钢管的三分之一高度时，振捣1-2分钟，直至全部浇筑完成；
3)维持钢管及成品混凝土的温度在70～90℃，在钢管外均匀覆盖一层高发泡聚乙烯作为保温层，用胶水将高发泡聚乙烯保温层与钢管粘接在一起，二者的黏结面紧密贴合，接口处用胶水进行粘接密封；
4)养护7天后，将高发泡聚乙烯保温层沿黏结面切开，拆除钢管外周的高发泡聚乙烯保温层，得到强度超过150MPa的超高性能混凝土。
在本发明一较佳实施例中，保温层粘接密封时，在轻微挤压下粘合。
在本发明一较佳实施例中，用手工锯将高发泡聚乙烯保温层沿黏结面切开。
本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：
1.本发明的混凝土配比独特，使得聚丙烯酸钠在混凝土搅拌过程中可吸收其本身重量的15～30倍水分，为混凝土在养护前期提供充足的水化用水。高发泡聚乙烯保温材料营造了加快前期水泥水化作用所需的高温环境，可防止水泥水化热的散失，使钢管内温度维持在70℃～90℃。通过高发泡聚乙烯保温材料营造的高温环境和聚丙烯酸钠提供的水化用水，使混凝土处于高温和高湿环境下，从而形成强度超过150MPa的超高性能混凝土。
2.本发明无需用到繁杂的养护程序和养护装置，在技术上具备良好的可行性，施工便捷，在常温环境下即可对混凝土进行养护，得到超高性能混凝土，从而大幅提高钢管混凝土柱承载力，既保证了现场施工质量，又提高了施工效率。且无需使用蒸压设备，节约了施工成本，利于实际工程中的推广。
附图说明
图1为本发明装置的横向剖视图。
图2为本发明结构示意图。
具体实施方式
实施例1
请查阅图1-2，本实施例的一种常温养护超高性能钢管1混凝土柱2的施工装置，包括混凝土柱2、钢管1、保温层3；
所述保温层3为一层高发泡聚乙烯材料，密封于钢管1外周；
所述钢管1的内部填充有混凝土柱2，钢管1内温度为70～90℃；
所述混凝土柱2由水、水泥、硅灰、石英粉、聚羧酸系高效减水剂、石英砂和聚丙烯酸钠按照质量比为0.2:1:0.15:0.2:0.009:1.75:0.03的比例混合而成；组分中增加的聚丙烯酸钠在混凝土搅拌过程中可吸收其本身重量的15～30倍水分，为混凝土在养护前期提供充足的水化用水。本实施例的聚羧酸系高性能减水剂购置于市面，能防止混凝土坍落度损失而不引起明显缓凝，发挥较高的塑化效果，对混凝土增强效果显著，能降低混凝土收缩，赋予了混凝土出色的施工和易性。
所述钢管1为方钢管1，所述保温层3均匀覆盖于钢管1外周。所述保温层3与钢管1通过胶水黏结，钢管1与保温层3的黏结面紧密贴合。所述保温层3于钢管1外表面通过胶水连续密封。高发泡聚乙烯保温材料营造了加快前期水泥水化作用所需的高温环境，可防止水泥水化热的散失，使钢管1内温度维持在70℃～90℃。
实施例2
采用实施例1装置进行养护施工的方法，包括如下步骤：
1)将水、水泥、硅灰、石英粉、聚羧酸系高效减水剂、石英砂和聚丙烯酸钠按照质量比为0.2:1:0.15:0.2:0.009:1.75:0.03的比例混合，投入混凝土搅拌机中，搅拌15～20分钟，得到成品混凝土；
2)将成品混凝土浇筑至钢管1中，每浇筑钢管1的三分之一高度时，振捣1～2分钟，直至全部浇筑完成；
3)维持钢管1及成品混凝土的温度在70～90℃，在钢管1外均匀覆盖一层高发泡聚乙烯作为保温层3，用胶水将高发泡聚乙烯保温层3与钢管1粘接在一起，保温层3粘接密封时，在轻微挤压下粘合，使二者的黏结面紧密贴合，接口处用胶水进行粘接密封；
4)养护7天后，用手工锯将高发泡聚乙烯保温层3沿黏结面切开，拆除钢管1外周的高发泡聚乙烯保温层3，得到强度超过150MPa的超高性能混凝土。
以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (7)

1.一种常温养护超高性能钢管混凝土柱的施工装置，其特征在于：包括混凝土柱、钢管、保温层；所述保温层为一层高发泡聚乙烯材料，密封于钢管外周；所述钢管的内部填充有混凝土柱，钢管内温度为70～90℃；所述混凝土柱由水、水泥、硅灰、石英粉、聚羧酸系高效减水剂、石英砂和聚丙烯酸钠按照质量比为0.2:1:0.15:0.2:0.009:1.75:0.03的比例混合而成。
2.根据权利要求1所述的一种常温养护超高性能钢管混凝土柱的施工装置，其特征在于：所述钢管为方钢管，所述保温层均匀覆盖于钢管外周。
3.根据权利要求1所述的一种常温养护超高性能钢管混凝土柱的施工装置，其特征在于：所述保温层与钢管通过胶水黏结，钢管与保温层的黏结面紧密贴合。
4.根据权利要求3所述的一种常温养护超高性能钢管混凝土柱的施工装置，其特征在于：所述保温层于钢管外表面通过胶水连续密封。
5.采用如权利要求1～4任一项装置的一种常温养护超高性能钢管混凝土柱的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将水、水泥、硅灰、石英粉、聚羧酸系高效减水剂、石英砂和聚丙烯酸钠按照质量比为0.2:1:0.15:0.2:0.009:1.75:0.03的比例混合，投入混凝土搅拌机中，搅拌15～20分钟，得到成品混凝土；
2)将成品混凝土浇筑至钢管中，每浇筑钢管的三分之一高度时，振捣1～2分钟，直至全部浇筑完成；
3)维持钢管及成品混凝土的温度在70～90℃，在钢管外均匀覆盖一层高发泡聚乙烯作为保温层，用胶水将高发泡聚乙烯保温层与钢管粘接在一起，二者的黏结面紧密贴合，接口处用胶水进行粘接密封；
4)养护7天后，将高发泡聚乙烯保温层沿黏结面切开，拆除钢管外周的高发泡聚乙烯保温层，得到强度超过150MPa的超高性能混凝土。
6.根据权利要求5所述的一种常温养护超高性能钢管混凝土柱的施工方法，其特征在于：保温层粘接密封时，在轻微挤压下粘合。
7.根据权利要求5所述的一种常温养护超高性能钢管混凝土柱的施工方法，其特征在于：用手工锯将高发泡聚乙烯保温层沿黏结面切开。
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