CN112227603A - 新型填充钢渣废玻璃混凝土的钢管混凝土组合柱及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型填充钢渣废玻璃混凝土的钢管混凝土组合柱及其制备方法，其特征在于：新型填充钢渣废玻璃混凝土的钢管混凝土组合柱包括不锈钢外钢管和同心设在不锈钢外钢管内部的碳素钢内钢管，所述碳素钢内钢管的管径小于不锈钢外钢管的管径，所述碳素钢内钢管体内所形成的内腔浇筑有钢渣与废玻璃骨料混凝土，所述碳素钢内钢管与不锈钢外钢之间所形成的环隔腔浇筑有钢渣轻骨料混凝土；所述不锈钢外钢管和碳素钢内钢管的下部从不锈钢外钢管外伸入内腔有混凝土灌注管，所述混凝土灌注管上开设有至少一个出料口。本发明不锈钢管混凝土组合柱延性好，耗能能力强，适合用在抗震设防要求较高的地区。

Description

新型填充钢渣废玻璃混凝土的钢管混凝土组合柱及其制备 方法

技术领域：

本发明涉及新型填充钢渣废玻璃混凝土的钢管混凝土组合柱及其制备方法。

背景技术：

我国正大力研发“绿色混凝土”以推动建筑业转型升级，所谓“绿色混凝土”它主要是将混凝土与环境保护、生态保护和可持续发展结合起来考虑的一种新型的节能型混凝土；而发展绿色混凝土的一系列途径中，大力发展人造骨料，特别是利用工业固体废弃料、生产制造轻骨料、城市固体垃圾以及旧建筑物和构筑物的废弃混凝土、砖、瓦等废物来替代混凝土制备中所需天然骨料甚至水泥，以减少天然砂石料及水泥的消耗从而降低能耗保护环境。

钢渣作为钢铁产业的主要废渣之一，随着钢铁产量的逐渐增长其排放也逐年递增，虽然研究发现钢渣用作混凝土的粗细骨料可达到甚至要优于天然骨料混凝土的力学性能，但钢渣中的游离氧化钙/镁若控制不当会导致混凝土产生体积膨胀的不安定性问题；虽然这类问题可通过诸如温水养护法、钢渣陈放法、热闷渣处理法和磨细骨料等进行降低，但潜在的不稳定性风险阻碍了钢渣混凝土在实际工程中的推广。

玻璃广泛应用于工程建设和人民的日常生活之中，但近50%的玻璃无法回收再利用产生大量的玻璃废弃物；由于废玻璃不可生物降解，若能合理有效建筑资源化利用不仅可降低成本还对环境起到保护作用；研究发现废玻璃可以替代普通混凝土中的天然粗细集料，其相关力学性能在控制废玻璃替代量的前提下可与普通混凝土相当；然而废玻璃骨料的在混凝土中易产生碱硅酸反应(Alkali-Silica Reaction (ASR))从而使得混凝土产生体积膨胀问题，也使其在工程应用中推广埋下不安全隐患。

火灾作为一种威胁建筑公共安全的主要形式之一，每年都会给人民生命财产安全带来重大的损失，火灾下的高温环境会使得建筑结构的材料发生不同程度的损伤进而影响其结构受力，最终影响建筑结构安全；混凝土材料高温下的力学性能取决于其所用骨料、掺合料和胶凝材料的材质及其配比，而普通混凝土中使用的天然碎石和河砂骨料在高温下易发生破坏进而影响混凝土的耐火性能；上面提及的钢渣作为炼钢的产物之一，其高温下性能稳定不易发生破坏，而废玻璃若作为混凝土的骨料在高温下易软化并在外力作用下填充混凝土中的微裂缝，进而提高混凝土在高温下的稳定性提升其强度。

不锈钢具有出色的耐腐蚀性能和优良的机械性能并兼具极具视觉冲击力的美观表面被逐渐用于工程结构中，目前工程结构中使用的不锈钢主要为奥氏体型、铁素体型与奥氏体-铁素体双相型不锈钢，奥氏体不锈钢具有优秀的耐腐蚀、抗氧化和焊接性能，虽然是目前应用最为广泛的不锈钢但是其强度偏低，铁素体不锈钢强度较高，但延性、冷成型性、可焊性、耐腐蚀等性能等均不如奥氏体不锈钢，奥氏体-铁素体双相型不锈钢其耐腐蚀性能和强度均较奥氏体不锈钢更好并同时拥有良好的延展性、可焊性，是目前工程结构应用最广泛的不锈钢，但其相对高昂的价格也限制了其广泛应用；2018年市场推出一类新型QN系列高氮节镍奥氏体不锈钢，其耐腐蚀性与普通奥氏体不锈钢相当，但具有更高的强度和更低的造价，可广泛推广应用于工程结构。

钢管混凝土结构是目前发展前景最广阔的一种结构形式，其符合现代施工技术要求并可满足大跨、高耸、重载及承受恶劣条件的需要，钢管混凝土可利用外钢管与核心混凝土两类材料在受力过程中的相互作用发挥其独特的组合作用，即钢管约束核心混凝土以提高其强度并改善其塑性和韧性，同时混凝土也可延缓钢管过早的局部屈曲；此外施工过程中钢管亦可作为浇筑核心混凝土的模板以节约造价提高施工速度，但由于钢管外露，在以往的实际工程应用中需对外钢管进行必要的防腐和防火保护以满足相关的设计要求。

发明内容：

鉴于现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种新型填充钢渣废玻璃混凝土的钢管混凝土组合柱及其制备方法，新型填充钢渣废玻璃混凝土的钢管混凝土组合柱不仅结构简单、实用性强且施工成本降低，还可安全有效地应用钢渣和废玻璃骨料混凝土，有效提高组合柱的极限承载力、延性和耐火性能，进而实现无需防火防腐保护的不锈钢管混凝土柱。

本发明新型填充钢渣废玻璃混凝土的钢管混凝土组合柱，其特征在于：包括不锈钢外钢管和同心设在不锈钢外钢管内部的碳素钢内钢管，所述碳素钢内钢管的管径小于不锈钢外钢管的管径，所述碳素钢内钢管体内所形成的内腔浇筑有钢渣与废玻璃骨料混凝土，所述碳素钢内钢管与不锈钢外钢之间所形成的环隔腔浇筑有钢渣轻骨料混凝土；所述不锈钢外钢管和碳素钢内钢管的下部从不锈钢外钢管外伸入内腔有混凝土灌注管，所述混凝土灌注管上开设有至少一个出料口。

进一步的，上述不锈钢外钢管和碳素钢内钢管的截面为圆形。

进一步的，上述不锈钢外钢管和碳素钢内钢管的截面为方形。

进一步的，上述不锈钢外钢管是奥氏体不锈钢QN1803，碳素钢内钢管为Q345碳钢。

进一步的，上述碳素钢内钢管所围成的面积A与不锈钢外钢管所围成的面积B的比值为λ，λ=0.6-0.8。

进一步的，上述混凝土灌注管体内套设有可转动的浇筑枪头，所述浇筑枪头为与混凝土灌注管配合的管筒体，在管筒体上设有与出料口相配合的进料口。

本发明新型填充钢渣废玻璃混凝土的钢管混凝土组合柱的制备方法，其特征在于：所述新型填充钢渣废玻璃混凝土的钢管混凝土组合柱包括不锈钢外钢管和同心设在不锈钢外钢管内部的碳素钢内钢管，所述碳素钢内钢管的管径小于不锈钢外钢管的管径，所述碳素钢内钢管体内所形成的内腔浇筑有钢渣与废玻璃骨料混凝土，所述碳素钢内钢管与不锈钢外钢之间所形成的隔腔浇筑有钢渣轻骨料混凝土；所述不锈钢外钢管和碳素钢内钢管的下部从不锈钢外钢管外伸入内腔有混凝土灌注管，所述混凝土灌注管上开设有至少一个出料口；制备时，1) 根据施工要求，按碳素钢内钢管所围成的面积A与不锈钢外钢管所围成的面积B的比值为λ；λ取0.6-0.8，同时根据承载力设计确定不锈钢外钢管和碳素钢内钢管直径及厚度；

2) 将碳素钢内钢管吊装至安装的位置并进行垂直度校验，以保证碳素钢内钢管垂直放置，避免出现倾斜，再通过工程控制网用全站仪定位碳素钢内钢管的中心点；

3) 依据测得的碳素钢内钢管中心点，按常规方法吊装不锈钢外钢管，并保证不锈钢外钢管与碳素钢内钢管的同心放置；

4) 在混凝土输送管的浇筑枪头与混凝土灌注管连接前，泵送砂浆用以润滑输送管道，并把该部分砂浆清除干净后再进行组合柱的混凝土浇筑；

5) 准备就绪后，调整浇筑枪头的进料口与混凝土灌注管的出料口重合，在碳素钢内钢管内灌注浇筑钢渣与废玻璃骨料混凝土；当混凝土顶升至柱顶后应及时停泵，并进行数次回抽直至柱顶混凝土面无明显回落；

6) 碳素钢内钢管内混凝土灌注完成后，重复步骤4，再调整浇筑枪头的进料口与混凝土灌注管的出料口重合，在不锈钢外钢管和碳素钢内钢管间的环隔腔内灌注钢渣轻骨料混凝土；混凝土顶升至柱顶后应及时停泵并进行数次回抽直至柱顶混凝土面无明显回落，方可封闭并拆除混凝土输送管；

7) 浇筑完毕三十分钟后，观察柱顶混凝土有无回落下沉，若有下沉则用人工补浇柱顶相应混凝土；

8) 钢渣与废玻璃骨料混凝土和钢渣轻骨料混凝土整体浇筑完成后，分别对不锈钢外钢管和碳素钢内钢管之间的水淬钢渣轻骨料混凝土以及碳素钢内钢管内的钢渣与废玻璃骨料混凝土进行养护；为防止在养护过程中组合柱内水分的流失，在浇筑完成的组合土柱端部表面涂一层环氧树脂，养护至钢渣与废玻璃混凝土完全凝结硬化；

9) 钢渣轻骨料混凝土采用养护膜包裹养护法进行养护，即通过将养护膜包裹粘附在钢渣轻骨料混凝土的表面，以使得钢渣轻骨料混凝土保持湿润并且避免其表面形成积水，养护周期为三天；

10) 在养护三天后将柱底混凝土灌注管外露部分割去，并分别焊接上部的碳素钢内钢管和不锈钢外钢管，并重复上述步骤得到该类新型耐火耐腐蚀不锈钢管混凝土组合柱。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1）安全可靠，内外钢管及其夹层混凝土，有效地增强了对核心钢渣与废玻璃骨料混凝土的约束作用，安全的使用钢渣与废玻璃混凝土并将潜在的膨胀风险转化为约束力的贡献；2）性能提升，此类新型钢管混凝土组合柱与普通钢管混凝土柱相比，其极限承载力、延性和耐火性能均得到了有效地提升；3）更好的经济耐久性，采用不锈钢外钢管和碳素钢内钢管的合理配置，提升组合柱的防腐蚀性能的同时有效地降低了造价；4）建筑美观，通过提升组合柱的耐火极限并使其达到相应设计规范规定的耐火极限要求以免去必要的防火涂层，进而突出不锈钢美观的结构外立面效果；5）绿色环保，安全有效地应用钢渣和废玻璃骨料替代混凝土中的天然骨料，不仅有效地解决了钢渣和废玻璃等废料的处置问题，减少污染环境；还安全地将钢渣与废玻璃用作天然骨料替代，降低成本的同时也减少对于天然砂、石的开采，节约自然资源，符合生态文明建设的方针策略。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

附图说明：

图1是本发明耐火耐腐蚀不锈钢管混凝土组合柱立体图；

图2是本发明耐火耐腐蚀不锈钢管混凝土组合柱一种实施例A-A剖面图；

图3是本发明耐火耐腐蚀不锈钢管混凝土组合柱另一种实施例A-A剖面图；

图4是本发明耐火耐腐蚀不锈钢管混凝土组合柱下部的剖面图；

图5是浇筑枪头拟套入混凝土灌注管体的剖面图；

图6是本发明耐火耐腐蚀不锈钢管混凝土组合柱的剖面图。

具体实施方式：

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。

本发明新型填充钢渣废玻璃混凝土的钢管混凝土组合柱包括不锈钢外钢管1和同心设在不锈钢外钢管内部的碳素钢内钢管3，所述碳素钢内钢管3的管径小于不锈钢外钢管1的管径，所述碳素钢内钢管3体内所形成的内腔6浇筑有钢渣与废玻璃骨料混凝土4，所述碳素钢内钢管3与不锈钢外钢1之间所形成的环隔腔7浇筑有钢渣轻骨料混凝土2。

不锈钢外钢管1和碳素钢内钢管3的下部从不锈钢外钢管外伸入内腔有混凝土灌注管5，所述混凝土灌注管5上开设有至少一个出料口9，混凝土灌注管体5内套设有可转动的浇筑枪头8，所述浇筑枪头8为与混凝土灌注管配合的管筒体，在管筒体上设有与出料口9相配合的进料口10，混凝土灌注管5的内端为封闭、外端开口（外端开口以利套入浇筑枪头8，浇筑枪头8也是内端封闭，外端开口以利浆料的输入），混凝土灌注管5上具有间隔设置的两个出料口9，两个出料口9分别落在内腔6、环隔腔7的范围内，且两个出料口9在混凝土灌注管5的圆周方向错位90度；浇筑枪头8的进料口10也具有在轴向间隔设置的两个，且均是落在内腔6、环隔腔7的范围内，浇筑枪头8的两个进料口10在管体圆周方向没有错位，在使用时，当需要浇筑内腔6的钢渣与废玻璃骨料混凝土4时，将落在内腔6范围内的浇筑枪头8的进料口10转动后与混凝土灌注管5上出料口9对应，即可往内腔6内进钢渣与废玻璃骨料混凝土4，而此时，将落在环隔腔7范围内的浇筑枪头8的进料口与混凝土灌注管5上的出料口9是相互错位90度（错位45-180度均可），从而无法往环隔腔7内进料；当需要浇筑环隔腔7的钢渣轻骨料混凝土2时，将落在环隔腔7范围内的浇筑枪头8的进料口10转动后与混凝土灌注管5上出料口9对应，即可往环隔腔7内进钢渣轻骨料混凝土2，而此时，将落在内腔6范围内的浇筑枪头8的进料口与混凝土灌注管5上的出料口9是相互错位90度（错位45-180度均可），从而无法往内腔6内进料。

为了制作方便，上述不锈钢外钢管和碳素钢内钢管的截面为圆形，或者为方形等。

为了设计合理，上述不锈钢外钢管是奥氏体不锈钢QN1803，碳素钢内钢管为Q345碳钢。

进一步的，上述碳素钢内钢管所围成的面积A与不锈钢外钢管所围成的面积B的比值为λ，λ=0.6-0.8。

本发明新型填充钢渣废玻璃混凝土的钢管混凝土组合柱的制备方法，新型填充钢渣废玻璃混凝土的钢管混凝土组合柱包括不锈钢外钢管和同心设在不锈钢外钢管内部的碳素钢内钢管，所述碳素钢内钢管的管径小于不锈钢外钢管的管径，所述碳素钢内钢管体内所形成的内腔浇筑有钢渣与废玻璃骨料混凝土，所述碳素钢内钢管与不锈钢外钢之间所形成的隔腔浇筑有钢渣轻骨料混凝土；所述不锈钢外钢管和碳素钢内钢管的下部从不锈钢外钢管外伸入内腔有混凝土灌注管，所述混凝土灌注管上开设有至少一个出料口；制备时，1) 根据施工要求，按碳素钢内钢管所围成的面积A与不锈钢外钢管所围成的面积B的比值为λ；λ取0.6-0.8，同时根据承载力设计确定不锈钢外钢管和碳素钢内钢管直径及厚度；

2) 将碳素钢内钢管吊装至安装的位置并进行垂直度校验，以保证碳素钢内钢管垂直放置，避免出现倾斜，再通过工程控制网用全站仪定位碳素钢内钢管的中心点；

3) 依据测得的碳素钢内钢管中心点，按常规方法吊装不锈钢外钢管，并保证不锈钢外钢管与碳素钢内钢管的同心放置；

4) 在混凝土输送管的浇筑枪头与混凝土灌注管连接前，泵送砂浆用以润滑输送管道，并把该部分砂浆清除干净后再进行组合柱的混凝土浇筑；

5) 准备就绪后，调整浇筑枪头的进料口与混凝土灌注管的出料口重合，在碳素钢内钢管内灌注浇筑钢渣与废玻璃骨料混凝土；当混凝土顶升至柱顶后应及时停泵，并进行数次回抽直至柱顶混凝土面无明显回落；

6) 碳素钢内钢管内混凝土灌注完成后，重复步骤4，再调整浇筑枪头的进料口与混凝土灌注管的出料口重合，在不锈钢外钢管和碳素钢内钢管间的环隔腔内灌注钢渣轻骨料混凝土；混凝土顶升至柱顶后应及时停泵并进行数次回抽直至柱顶混凝土面无明显回落，方可封闭并拆除混凝土输送管；

7) 浇筑完毕三十分钟后，观察柱顶混凝土有无回落下沉，若有下沉则用人工补浇柱顶相应混凝土；

8) 钢渣与废玻璃骨料混凝土和钢渣轻骨料混凝土整体浇筑完成后，分别对不锈钢外钢管和碳素钢内钢管之间的水淬钢渣轻骨料混凝土以及碳素钢内钢管内的钢渣与废玻璃骨料混凝土进行养护；为防止在养护过程中组合柱内水分的流失，在浇筑完成的组合土柱端部表面涂一层环氧树脂，养护至钢渣与废玻璃混凝土完全凝结硬化；

9) 钢渣轻骨料混凝土采用养护膜包裹养护法进行养护，即通过将养护膜包裹粘附在钢渣轻骨料混凝土的表面，以使得钢渣轻骨料混凝土保持湿润并且避免其表面形成积水，养护周期为三天；

10) 在养护三天后将柱底混凝土灌注管外露部分割去，并分别焊接上部的碳素钢内钢管和不锈钢外钢管，并重复上述步骤得到该类新型耐火耐腐蚀不锈钢管混凝土组合柱。

本发明主要有以下用途：

1）抗震等级要求较高的建筑，该类新型不锈钢管混凝土组合柱延性好，耗能能力强，适合用在抗震设防要求较高的地区。2）对结构耐腐蚀性和耐久性有较高要求的建筑。本发明充分利用了新型QN系列不锈钢防腐蚀能力强的优点，可适用在如水利港口及沿海建筑。3）高耸建筑、超高层建筑。4）该发明的组合柱承载力高，可以合理地降低组合柱的截面尺寸。

以混凝土组合柱高8m的方型截面为例：

该新型耐火耐腐蚀不锈钢管混凝土组合柱，包括不锈钢外钢管和碳素钢内钢管，不锈钢外钢管采用新型QN系列奥氏体不锈钢QN1803，碳素钢内钢管采用Q345碳钢；不锈钢外钢管与碳素钢内钢管同心放置，内外钢管之间浇筑钢渣轻骨料混凝土，碳素钢内钢管中浇筑钢渣与废玻璃骨料混凝土；所述不锈钢外钢管内壁设有螺纹。

新型耐火耐腐蚀不锈钢管混凝土组合柱制备方法，包括以下步骤：

（1）混凝土制备：

各实施例原料用量为：

钢渣轻骨料混凝土制备：

1）将水泥、钢渣轻骨料、天然砂、水按照上述比例在混凝土搅拌机中充分混合；

2）加入所述重量份的水，充分搅拌10-15min；

3）加入所述重量份的减水剂，充分搅拌至混合均匀；

4）出罐即得钢渣轻骨料混凝土。

钢渣和废玻璃骨料混凝土制备：

1）将水泥、粗钢渣、细钢渣、玻璃、天然砂按照上述比例在混凝土搅拌机中充分混合；

2）加入所述重量份的水，充分搅拌10-15min；

3）加入所述重量份的减水剂，充分搅拌至混合均匀；

4）出罐即得钢渣与废玻璃骨料混凝土。

（2）一种新型耐火耐腐蚀不锈钢管混凝土组合柱制备

1) 根据施工要求，按碳素钢内钢管所围成的面积A与不锈钢外钢管1的所围成的面积B的比值λ（λ推荐取0.6-0.8），同时根据承载力设计确定不锈钢外钢管和碳素钢内钢管直径及厚度；

2) 将碳素钢内钢管吊装至安装的位置并进行垂直度校验，以保证碳素钢内钢管垂直放置，避免出现倾斜，再通过工程控制网用全站仪定位碳素钢内钢管的中心点；

3) 依据测得的碳素钢内钢管中心点，按常规方法吊装不锈钢外钢管，并保证不锈钢外钢管与碳素钢内钢管的同心放置;

4) 在混凝土输送管的浇筑枪头与浇筑混凝土口连接前，泵送砂浆用以润滑输送管道，并把该部分砂浆清除干净后再进行组合柱的混凝土浇筑；

5) 准备就绪后，首先使用图3所示浇筑装置，调整第一进料口与第一出料口（均是靠近内端的料口，该内端指管体靠近内腔的一侧）重合，在碳素钢内钢管内灌注浇筑钢渣与废玻璃骨料混凝土; 当混凝土顶升至柱顶后应及时停泵，并进行数次回抽直至柱顶混凝土面无明显回落；

6) 碳素钢内钢管内混凝土灌注完成后，重复步骤4，再调整使第二进料口与第二出料口（均是远离内端的料口，该内端指管体靠近内腔的一侧）重合，在不锈钢外钢管和碳素钢内钢管间的环空内灌注钢渣轻骨料混凝土；混凝土顶升至柱顶后应及时停泵并进行数次回抽直至柱顶混凝土面无明显回落，方可封闭并拆除混凝土输送管；

7) 浇筑完毕三十分钟后，观察柱顶混凝土有无回落下沉，若有下沉则用人工补浇柱顶相应混凝土；

8) 钢渣与废玻璃骨料混凝土和钢渣轻骨料混凝土整体浇筑完成后，分别对不锈钢外钢管和碳素钢内钢管之间的水淬钢渣轻骨料混凝土以及碳素钢内钢管内的钢渣与废玻璃骨料混凝土进行养护；为防止在养护过程中组合柱内水分的流失，在浇筑完成的组合土柱端部表面涂一层环氧树脂，养护至钢渣与废玻璃混凝土完全凝结硬化；

9) 钢渣轻骨料混凝土采用养护膜包裹养护法进行养护，即通过将养护膜包裹粘附在钢渣轻骨料混凝土的表面，以使得钢渣轻骨料混凝土保持湿润并且避免其表面形成积水，养护周期为三天。

10) 在养护三天后将柱底单向阀外露部分割去，并分布焊接上部新的碳素钢内钢管和不锈钢外钢管，并重复上述步骤得到该类新型耐火耐腐蚀不锈钢管混凝土组合柱。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

安全可靠，内外钢管及其夹层混凝土，有效地增强了对核心钢渣与废玻璃骨料混凝土的约束作用，安全的使用钢渣与废玻璃混凝土并将潜在的膨胀风险转化为约束力的贡献；2）性能提升，此类新型钢管混凝土组合柱与普通钢管混凝土柱相比，其极限承载力、延性和耐火性能均得到了有效地提升；3）更好的经济耐久性，采用不锈钢外钢管和碳素钢内钢管的合理配置，提升组合柱的防腐蚀性能的同时有效地降低了造价；4）建筑美观，通过提升组合柱的耐火极限并使其达到相应设计规范规定的耐火极限要求以免去必要的防火涂层，进而突出不锈钢美观的结构外立面效果；5）绿色环保，安全有效地应用钢渣和废玻璃骨料替代混凝土中的天然骨料，不仅有效地解决了钢渣和废玻璃等废料的处置问题，减少污染环境；还安全地将钢渣与废玻璃用作天然骨料替代，降低成本的同时也减少对于天然砂、石的开采，节约自然资源，符合生态文明建设的方针策略。

本发明将钢渣和废玻璃骨料混凝土运用到于钢管混凝土结构中，相应混凝土的体积膨胀问题不仅可以被外钢管约束住，还可以某种程度上提高钢管混凝土的约束效应，合理有效地规避钢渣与废玻璃骨料混凝土的工程应用风险，使用不锈钢为钢管混凝土的外钢管，其美观与耐腐蚀等优点有效提高结构美观性与耐久性，降低其维护成本，同时还可利用不锈钢的应变硬化特性提高钢管混凝土结构的塑性和韧性性能，而且不锈钢较好的高温力学性能使其抗火性能优于碳素钢管混凝土，可显著降低防火保护费用。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (8)

1.一种新型填充钢渣废玻璃混凝土的钢管混凝土组合柱，其特征在于：包括不锈钢外钢管和同心设在不锈钢外钢管内部的碳素钢内钢管，所述碳素钢内钢管的管径小于不锈钢外钢管的管径，所述碳素钢内钢管体内所形成的内腔浇筑有钢渣与废玻璃骨料混凝土，所述碳素钢内钢管与不锈钢外钢之间所形成的环隔腔浇筑有钢渣轻骨料混凝土；所述不锈钢外钢管和碳素钢内钢管的下部从不锈钢外钢管外伸入内腔有混凝土灌注管，所述混凝土灌注管上开设有至少一个出料口。

2.根据权利要求1所述的新型填充钢渣废玻璃混凝土的钢管混凝土组合柱，其特征在于：所述不锈钢外钢管和碳素钢内钢管的截面为圆形。

3.根据权利要求1所述的新型填充钢渣废玻璃混凝土的钢管混凝土组合柱，其特征在于：所述不锈钢外钢管和碳素钢内钢管的截面为方形。

4.根据权利要求1所述的新型填充钢渣废玻璃混凝土的钢管混凝土组合柱，其特征在于：所述不锈钢外钢管是奥氏体不锈钢QN1803，碳素钢内钢管为Q345碳钢。

5.根据权利要求1所述的新型填充钢渣废玻璃混凝土的钢管混凝土组合柱，其特征在于：所述碳素钢内钢管所围成的面积A与不锈钢外钢管所围成的面积B的比值为λ，λ=0.6-0.8。

6.根据权利要求1所述的新型填充钢渣废玻璃混凝土的钢管混凝土组合柱，其特征在于：所述混凝土灌注管体内套设有可转动的浇筑枪头，所述浇筑枪头为与混凝土灌注管配合的管筒体，在管筒体上设有与出料口相配合的进料口。

7.根据权利要求6所述的新型填充钢渣废玻璃混凝土的钢管混凝土组合柱，其特征在于：所述混凝土灌注管的内端为封闭、外端开口，外端开口以利套入浇筑枪头，浇筑枪头也是内端封闭，外端开口以利浆料的输入，混凝土灌注管上具有间隔设置的两个出料口，两个出料口分别落在内腔、环隔腔的范围内，且两个出料口在混凝土灌注管的圆周方向错位90度；浇筑枪头的进料口也具有在轴向间隔设置的两个，且均是落在内腔、环隔腔的范围内，浇筑枪头的两个进料口在管体圆周方向没有错位，在使用时，当需要浇筑内腔的钢渣与废玻璃骨料混凝土时，将落在内腔范围内的浇筑枪头的进料口转动后与混凝土灌注管上出料口对应，即可往内腔内进钢渣与废玻璃骨料混凝土，而此时，将落在环隔腔范围内的浇筑枪头的进料口与混凝土灌注管上的出料口是相互错位90度，从而无法往环隔腔内进料；当需要浇筑环隔腔的钢渣轻骨料混凝土时，将落在环隔腔范围内的浇筑枪头的进料口转动后与混凝土灌注管上出料口对应，即可往环隔腔内进钢渣轻骨料混凝土，而此时，将落在内腔范围内的浇筑枪头的进料口与混凝土灌注管上的出料口是相互错位90度，从而无法往内腔内进料。

8.一种新型填充钢渣废玻璃混凝土的钢管混凝土组合柱的制备方法，其特征在于：所述新型填充钢渣废玻璃混凝土的钢管混凝土组合柱包括不锈钢外钢管和同心设在不锈钢外钢管内部的碳素钢内钢管，所述碳素钢内钢管的管径小于不锈钢外钢管的管径，所述碳素钢内钢管体内所形成的内腔浇筑有钢渣与废玻璃骨料混凝土，所述碳素钢内钢管与不锈钢外钢之间所形成的隔腔浇筑有钢渣轻骨料混凝土；所述不锈钢外钢管和碳素钢内钢管的下部从不锈钢外钢管外伸入内腔有混凝土灌注管，所述混凝土灌注管上开设有至少一个出料口；制备时，1) 根据施工要求，按碳素钢内钢管所围成的面积A与不锈钢外钢管所围成的面积B的比值为λ；λ取0.6-0.8，同时根据承载力设计确定不锈钢外钢管和碳素钢内钢管直径及厚度；

2) 将碳素钢内钢管吊装至安装的位置并进行垂直度校验，以保证碳素钢内钢管垂直放置，避免出现倾斜，再通过工程控制网用全站仪定位碳素钢内钢管的中心点；

3) 依据测得的碳素钢内钢管中心点，按常规方法吊装不锈钢外钢管，并保证不锈钢外钢管与碳素钢内钢管的同心放置；

4) 在混凝土输送管的浇筑枪头与混凝土灌注管连接前，泵送砂浆用以润滑输送管道，并把该部分砂浆清除干净后再进行组合柱的混凝土浇筑；

5) 准备就绪后，调整浇筑枪头的进料口与混凝土灌注管的出料口重合，在碳素钢内钢管内灌注浇筑钢渣与废玻璃骨料混凝土；当混凝土顶升至柱顶后应及时停泵，并进行数次回抽直至柱顶混凝土面无明显回落；

6) 碳素钢内钢管内混凝土灌注完成后，重复步骤4，再调整浇筑枪头的进料口与混凝土灌注管的出料口重合，在不锈钢外钢管和碳素钢内钢管间的环隔腔内灌注钢渣轻骨料混凝土；混凝土顶升至柱顶后应及时停泵并进行数次回抽直至柱顶混凝土面无明显回落，方可封闭并拆除混凝土输送管；

7) 浇筑完毕三十分钟后，观察柱顶混凝土有无回落下沉，若有下沉则用人工补浇柱顶相应混凝土；

8) 钢渣与废玻璃骨料混凝土和钢渣轻骨料混凝土整体浇筑完成后，分别对不锈钢外钢管和碳素钢内钢管之间的水淬钢渣轻骨料混凝土以及碳素钢内钢管内的钢渣与废玻璃骨料混凝土进行养护； 为防止在养护过程中组合柱内水分的流失，在浇筑完成的组合土柱端部表面涂一层环氧树脂，养护至钢渣与废玻璃混凝土完全凝结硬化；

9) 钢渣轻骨料混凝土采用养护膜包裹养护法进行养护，即通过将养护膜包裹粘附在钢渣轻骨料混凝土的表面，以使得钢渣轻骨料混凝土保持湿润并且避免其表面形成积水，养护周期为三天；

10) 在养护三天后将柱底混凝土灌注管外露部分割去，并分别焊接上部的碳素钢内钢管和不锈钢外钢管，并重复上述步骤得到该类新型耐火耐腐蚀不锈钢管混凝土组合柱。

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