CN205024660U - 中空夹层frp-钢管海砂再生混凝土构件 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于工程结构领域，具体涉及一种中空夹层FRP-钢管海砂再生混凝土构件。该构件在外钢管的外表面包覆粘贴FRP材料层，并在外钢管内表面与内钢管外表面之间填充海砂再生混凝土。由于采用中空夹层的截面形式，使其轴压承载力不低于实心钢管混凝土并且抗弯承载力与耐火耐高温性能进一步提高；在外钢管外表面包覆粘贴FRP材料层，避免了在沿海和近海等腐蚀地区的外界环境对钢管腐蚀；而将海砂再生混凝土填充于钢管内部既提高了混凝土的承载能与和变形能力又降低了海砂的安全隐患，充分发挥组合作用。此构件促进了海砂再生混凝土的应用，充分节约能源和再生资源利用，具有良好的社会效益和经济效益。

Description

中空夹层FRP-钢管海砂再生混凝土构件

技术领域

本实用新型属于工程结构领域，具体设计一种新型的中空夹层FRP-钢管海砂再生混凝土构件。

背景技术

随着工程建设量不断增加，引起建筑砂、石的过度开采及使用，导致河砂与碎石、卵石资源日益匮乏，不仅使得生态环境恶化，而且出现了严重短缺。而采用海砂再生粗骨料混凝土是一种良好的解决问题途径。海砂再生粗骨料混凝土是将混凝土中的部分/全部天然粗骨料用再生粗骨料代替，而细骨料部分/全部用海砂代替，简称海砂再生混凝土。作为一种新型绿色环保建筑材料，海砂再生混凝土有着广阔的发展前景和应用意义，却未得到广泛推广，主要原因就是在于海砂再生混凝土中含有会锈蚀钢材的CL^—（氯离子）以及再生粗骨料所带来的材料初始缺陷，使其力学性能与耐久性能较普通混凝土有所下降。而采用钢管海砂再生混凝土构件是一种有效解决以上问题的途径，外部管材对内部核心混凝土提供约束与围护，核心混凝土对管材以支撑，既弥补了海砂再生混凝土较差的力学性能，又抑制了海砂中的CL^—对约束管材与内部钢筋的腐蚀，充分发挥了组合作用。但普通的实心钢管海砂再生混凝土的抗弯承载力和耐火、耐高温的性能有待于进一步提高。另外，在沿海地区或海洋结构工程中直接使用钢管海砂再生混凝土构件，也会使得外部环境对构件形成腐蚀，影响构件/结构的承载力与耐久性。

发明内容

为了解决现有实际当中的问题，本实用新型专利提供了一种可以用于沿海、海洋与内陆地区的力学耐久性能良好的中空夹层FRP-钢管海砂再生混凝土构件。其可以有效的利用再生粗骨料与海砂资源，降低普通砂石的用量，实现土木工程的绿色发展。

本实用新型要解决的技术问题是：克服实心钢管海砂再生混凝土的抗弯性能和耐火耐高温较差的性能，并解决其在沿海地域和海洋结构工程中的易腐蚀性能，本实用新型专利提供了一种中空夹层FRP-钢管海砂再生混凝土构件。该构件不仅具有较好的抗弯与耐火耐高温性能，而且克服了易于腐蚀的缺陷。

本实用新型的技术方案是：将两层钢管同心放置，同时在位于两层钢管夹层之间的空间内填充海砂再生混凝土，并在外钢管的外表面包覆粘贴FRP材料层。

所述外钢管的截面形状可以采用圆形、正方形、长方形。

所述内钢管的截面形状可以采用圆形、正方形、长方形。

所述的钢管钢材为焊接、冷弯或不锈钢管。

所述的海砂再生混凝土包含再生粗骨料混凝土（再生混凝土）、海砂、河砂、普通混凝土，海砂、河砂、再生粗骨料混凝土（再生混凝土）、普通混凝土的混合。

所述的FRP材料层为CFRP（碳纤维增强复合塑料）、GFRP（玻璃纤维增强复合塑料）、AFRP（芳纶纤维增强复合塑料）、BFRP（玄武岩纤维增强复合塑料），CFRP、GFRP、AFRP、BFRP的混合。

本实用新型的有益效果为：将中空夹层FRP-钢管海砂再生混凝土的外钢管外表面包覆粘贴FRP材料，可以有效的防止沿海地区或海洋环境下外部条件对钢管的腐蚀，提高结构的工作性能。而采用中空双钢管的结构形式，其轴向承载能力不低于实心钢管混凝土并可以提高构件的抗弯能力，耐火耐高温性能进一步提高。同时，内、外钢管不仅是受力材料，而且可以作为施工时的模板，节约了建筑成本。将海砂再生混凝土填充内、外钢管之间，钢管对混凝土提供约束，使其强度与变形能力调高；同时，混凝土也对钢管提供支撑，以防止其过早屈曲，二者相互支持，充分发挥了组合结构的优势。另外，由于海砂中含有易于腐蚀钢材的氯离子，但在钢管约束的作用下，其对钢材的腐蚀量很小，降低了海砂再生混凝土的安全隐患。本实用新型有效利用了海砂、再生混凝土，充分节约能源和再生资源利用，将此构件用于沿海或海洋结构工程中，具有良好的社会效益和经济效益。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

图1至图9分别是外圆内圆、外圆内正方、外圆内长方、外长方内圆、外长方内正方、外长方内长方、外正方内圆、外正方内正方、外正方内长方中空夹层FRP-钢管海砂再生混凝土的平截面图。

图10是图1的立体示意图。

图中的标号：1-FRP材料层，2-外层钢管，3-海砂再生混凝土，4-内层钢管。

具体实施方式

本实用新型提供了一种新型中空夹层FRP-钢管海砂再生混凝土构件，下面结合附图对本实用新型具体实施方式做进一步说明。

该构件的结构为：在外层钢管2的外表面包覆粘结FRP材料层1，在外层钢管2内表面与内层钢管4外表面之间的区域填充海砂再生混凝土3。FRP材料层1可采用CFRP、GFRP、AFRP、BFRP或者CFRP、GFRP、AFRP、BFRP的混合。外层钢管2与内层钢管4的横截面可以采用圆形、正方形或长方形。外层钢管2与内层钢管4可以采用无缝钢管、焊接钢管或不锈钢管。海砂再生混凝土3包含再生粗骨料混凝土、海砂、河砂、普通混凝土，海砂、河砂、再生粗骨料混凝土、普通混凝土混合均匀。

由于外层钢管2外表面包覆FRP材料层1，避免外层钢管2直接与外界环境接触，显著提高了其耐久性；同时外层钢管2与内层钢管4，使海砂再生混凝土3和外界隔绝，对钢管的腐蚀作用大大降低，减小了海砂再生混凝土3的隐患，促进了海砂再生混凝土的应用。同时由外层钢管2、内层钢管4与海砂再生混凝土3所组成的中空截面形式也大大提高了抗弯承载力，有利于增强构件耐火耐高温性能。将此构件应用于沿海等地区，可以同时承受轴压与弯矩等作用，具有良好的经济和环境效益。

Claims (5)

1.一种中空夹层FRP-钢管海砂再生混凝土构件，其特征在于在外层钢管（2）的外表面包覆粘贴FRP材料层（1），并在外层钢管（2）内表面与内层钢管（4）外表面之间填充海砂再生混凝土，内层钢管（4）内表面所包含的部分为中空。

2.根据权利要求1所述的中空夹层FRP-钢管海砂再生混凝土构件，其特征在于外层钢管（2）所采用的横截面形式为圆形、正方形或长方形。

3.根据权利要求1所述的中空夹层FRP-钢管海砂再生混凝土构件，其特征在于内层钢管（4）所采用的横截面形式为圆形、正方形或长方形。

4.根据权利要求1所述的中空夹层FRP-钢管海砂再生混凝土构件，其特征在于外层钢管（2）与内层钢管（4）为焊接钢管、无缝钢管或者不锈钢管。

5.根据权利要求1所述的中空夹层FRP-钢管海砂再生混凝土构件，其特征在FRP材料层（1）形式为CFRP、GFRP、AFRP、BFRP，CFRP、GFRP、AFRP、BFRP的混合。