一種角部包鋼輕骨料混凝土柱及其制作工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種角部包鋼輕骨料混凝土柱，包括由輕骨料混凝土制作的柱體，所述柱體沿其長度方向在各個(gè)角部包覆有角鋼，所述角鋼外表面高于柱體表面或與柱體表面齊平，所述角鋼內(nèi)表面與柱體可靠粘結(jié)，相鄰的兩個(gè)角鋼之間通過橫向箍筋連接，所述箍筋焊在角鋼兩肢內(nèi)表面。本發(fā)明還涉及相應(yīng)的一種角部包鋼輕骨料混凝土柱的制作工藝，包括按配鋼設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行支模板→焊接角鋼骨架→澆注輕骨料混凝土→養(yǎng)護(hù)。該角部包鋼輕骨料混凝土柱在滿足柱各項(xiàng)性能指標(biāo)（承載力、延性及耐久性等）的前提下，兼具減輕自重、節(jié)能環(huán)保、承載能力高、抗震性能好、施工便捷、經(jīng)濟(jì)效益好的特點(diǎn)，適合大規(guī)模推廣使用，具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
【專利說明】一種角部包鋼輕骨料混凝土柱及其制作工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種角部包鋼輕骨料混凝土柱及其制作工藝，屬于建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，外包鋼混凝土柱因其具有承載力高、可以十分便捷地焊接各種小構(gòu)件、工藝管線易鋪設(shè)等特點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于荷載重、跨度大、高度高的框架結(jié)構(gòu)中，尤其是對焊接要求高的火電廠等工業(yè)建筑。
[0003]隨著經(jīng)濟(jì)和社會的飛速發(fā)展，現(xiàn)代建筑逐漸向大跨度、高層發(fā)展，火電廠機(jī)組容量不斷增大，廠房的高度、跨度與荷載都愈來愈大，外包鋼混凝土柱的截面往往相當(dāng)大，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的自重顯著提高，而抗震性能大大降低，柱自重過大的缺陷限制和阻礙了結(jié)構(gòu)在高層和大跨度的應(yīng)用。近年來、輕骨料因其具有輕質(zhì)、保溫、隔熱、耐火、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)已被逐漸用于替代普通石子而制成輕質(zhì)高強(qiáng)的輕骨料混凝土。其在高層建筑、大跨橋梁、海上石油平臺等工程結(jié)構(gòu)上得到了廣泛的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題做出改進(jìn)，即本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種角部包鋼輕骨料混凝土柱及其制作工藝，該角部包鋼輕骨料混凝土柱具有輕質(zhì)、節(jié)能環(huán)保、承載能力高、施工便捷、經(jīng)濟(jì)效益好的特點(diǎn)，適合大規(guī)模推廣應(yīng)用。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案一是:一種角部包鋼輕骨料混凝土柱，包括由輕骨料混凝土制作的柱體，所述柱體沿其長度方向在各個(gè)角部包覆有角鋼，所述角鋼外表面高于柱體表面或與柱體表面齊平，所述角鋼內(nèi)表面與柱體可靠粘結(jié)，相鄰的兩個(gè)角鋼之間通過橫向箍筋連接，所述箍筋焊在角鋼兩肢內(nèi)表面。
[0006]進(jìn)一步的，所述柱體的橫截面呈多邊形，各個(gè)角鋼兩肢所成的角度與多邊形的相應(yīng)角部角度相等。
[0007]進(jìn)一步的，所述輕骨料混凝土的輕骨料為陶粒、火山渣或煤矸石，其中陶粒為頁巖陶粒、粉煤灰陶粒及粘土陶粒中的一種或多種的組合。
[0008]進(jìn)一步的，每立方米輕骨料混凝土中各組分配比為400?500kg的水泥、600?800kg的砂、400?800kg的輕骨料、O?200kg的粉煤灰、O?60kg的礦粉、100?200k的水以及O?15kg的高效減水劑。
[0009]進(jìn)一步的，所述輕骨料混凝土的干表觀密度低于1950kg/m3。
[0010]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案二是:一種角部包鋼輕骨料混凝土柱的制作工藝，按以下步驟進(jìn)行:(I)根據(jù)設(shè)計(jì)要求對角部包鋼輕骨料混凝土柱進(jìn)行設(shè)計(jì)，確定柱體的截面尺寸和配筋情況；(2)支模板、焊接角鋼骨架；(3)每立方米輕骨料混凝土中各組分配比為400?500kg的水泥、600?800kg的砂、400?800kg的輕骨料、O?200kg的粉煤灰、O?60kg的礦粉、100?200kg的水以及O?15kg的高效減水劑，按此組分配比攪拌輕骨料混凝土 ； (4)澆注輕骨料混凝土 ；(5)進(jìn)行自然養(yǎng)護(hù)。[0011]進(jìn)一步的，在步驟(3)中，所述輕骨料為陶粒、火山渣或煤矸石，其中陶粒為頁巖陶 粒、粉煤灰陶粒及粘土陶粒中的一種或多種的組合。
[0012]進(jìn)一步的，在步驟(3 )中，所述輕骨料為陶粒，所述礦粉為硅灰，每立方米輕骨料混 凝土中各組分配比為460kg的水泥、695kg的砂、500kg的陶粒、160kg的粉煤灰、55kg的硅 灰、55kg的水以及11.5kg的高效減水劑。
[0013]進(jìn)一步的，在步驟(3)中，所述輕骨料混凝土的干表觀密度低于1950kg/m3。
[0014]進(jìn)一步的，在步驟(4)中，澆注時(shí)不要過震，以避免骨料上浮，但要注意加強(qiáng)對周邊 側(cè)壁的震搗，以減少蜂窩麻面。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
1、輕質(zhì)高強(qiáng):在承載力相同條件下，可比普通混凝土降低自重20%?40%，其強(qiáng)度等級 可達(dá)普通混凝土常用等級。
[0016]2、抗震性能好:一般來說，在其他條件相同或相近時(shí)，質(zhì)量越大，地震作用越大，震 害程度就越大；質(zhì)量小，震害就小。因此，角部包鋼輕骨料混凝土柱最大限度體現(xiàn)了建筑物 “輕質(zhì)”的優(yōu)越性，具有較好的抗震性能。
[0017]3、節(jié)能環(huán)保:輕骨料中陶粒的生產(chǎn)原料既可來自頁巖、工業(yè)生產(chǎn)中的固體廢棄物 和建筑垃圾，也可采用河流、渠塘的淤泥，此外火力發(fā)電廠的干排或濕排粉煤灰也可成為陶 粒的原材料。所以用來生產(chǎn)陶粒的原材料來源十分廣泛，可減少對自然資源的過度開采和 利用；此外陶粒混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)大大低于普通混凝土，可以有效降低建筑能耗，使結(jié)構(gòu)具 有良好的節(jié)能環(huán)保性能。
[0018]4、耐久性好:雖然輕骨料自身抗?jié)B和抗凍性能不如普通骨料，但由于輕骨料內(nèi)部 是微孔結(jié)構(gòu)，具有“微泵”和“蓄水池”的功能，大大改善了骨料與界面的過渡區(qū)，且輕骨料 表面多孔粗糙，具有一定的活性，與水泥石界面的粘結(jié)更加牢固；當(dāng)混凝土受到凍融時(shí)，輕 骨料內(nèi)部的孔隙可起到“引氣”的作用，緩解凍脹壓力，故而輕骨料混凝土抗?jié)B和抗凍性能 好。
[0019]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為角部包鋼輕骨料混凝土柱的配筋示意圖。
[0021]圖2為圖1中A-A處的剖視示意圖。
[0022]圖中:1-箍筋，2-角鋼，3-輕骨料混凝土。
【具體實(shí)施方式】
[0023]如圖廣2所示，一種角部包鋼輕骨料混凝土柱，包括由輕骨料混凝土 3制作的柱 體，所述柱體沿其長度方向在各個(gè)角部包覆有角鋼1，所述角鋼I外表面高于柱體表面或與 柱體表面齊平，所述角鋼內(nèi)表面與柱體可靠粘結(jié)，相鄰的兩個(gè)角鋼之間通過橫向箍筋2連 接，所述箍筋2焊在角鋼I兩肢內(nèi)表面。
[0024]在本實(shí)施例中，所述柱體的橫截面呈多邊形，各個(gè)角鋼兩肢所成的角度與多邊形 的相應(yīng)角部角度相等，可以小于、等于或大于直角。
[0025]在本實(shí)施例中，所述輕骨料混凝土 3的輕骨料為陶粒、火山渣或煤矸石，其中陶粒為頁巖陶粒、粉煤灰陶粒及粘土陶粒中的一種或多種的組合。
[0026]在本實(shí)施例中，每立方米輕骨料混凝土中各組分配比為400?500kg的水泥、600?800kg的砂、400?800kg的輕骨料、O?200kg的粉煤灰、O?60kg的礦粉、100?200k的水以及O?15kg的高效減水劑。
[0027]在本實(shí)施例中，所述輕骨料混凝土 3的干表觀密度低于1950kg/m3。
[0028]該角部包鋼輕骨料混凝土柱的制作工藝包括按配鋼設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行支模板一焊接角鋼骨架一澆注輕骨料混凝土一養(yǎng)護(hù)，具體按以下步驟進(jìn)行:(1)根據(jù)設(shè)計(jì)要求對角部包鋼輕骨料混凝土柱進(jìn)行設(shè)計(jì)，確定柱體的截面尺寸和配筋情況；(2)支模板、焊接角鋼骨架，角鋼骨架由角鋼I和箍筋2連接而成；(3)按上述組分配比攪拌輕骨料混凝土 3 ； (4)燒注輕骨料混凝土 3 ; (5)進(jìn)行自然養(yǎng)護(hù)。
[0029]在步驟(I)中，所述角部包鋼輕骨料混凝土柱中配筋設(shè)計(jì)是根據(jù)《輕骨料混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ12-2006)計(jì)算，計(jì)算內(nèi)容包括受壓計(jì)算、受扭計(jì)算、撓度計(jì)算和裂縫寬度
計(jì)算等。
[0030]在步驟(3)中，所述輕骨料為陶粒，所述礦粉為硅灰，每立方米輕骨料混凝土 3中各組分配比優(yōu)選460kg的水泥、695kg的砂、500kg的陶粒、160kg的粉煤灰、55kg的硅灰、55kg的水以及11.5kg的高效減水劑。其中，陶粒的主要作用是減輕柱的自重，粉煤灰和硅灰的主要作用是降低水泥用量及提高混凝土的出機(jī)性能，高效減水劑的主要作用是提高混凝土的流動性、工作性，同時(shí)減少用水量，降低混凝土水膠比，提高混凝土強(qiáng)度。
[0031]在步驟(4)中，澆注時(shí)不要過震，以避免骨料上浮，但要注意加強(qiáng)對周邊側(cè)壁的震搗，以減少蜂窩麻面。
[0032]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種角部包鋼輕骨料混凝土柱，其特征在于:包括由輕骨料混凝土制作的柱體，所 述柱體沿其長度方向在各個(gè)角部包覆有角鋼，所述角鋼外表面高于柱體表面或與柱體表面 齊平，所述角鋼內(nèi)表面與柱體可靠粘結(jié)，相鄰的兩個(gè)角鋼之間通過橫向箍筋連接，所述箍筋 焊在角鋼兩肢內(nèi)表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的角部包鋼輕骨料混凝土柱，其特征在于:所述柱體的橫截面 呈多邊形，各個(gè)角鋼兩肢所成的角度與多邊形的相應(yīng)角部角度相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的角部包鋼輕骨料混凝土柱，其特征在于:所述輕骨料混凝土 的輕骨料為陶粒、火山渣或煤矸石，其中陶粒為頁巖陶粒、粉煤灰陶粒及粘土陶粒中的一種 或多種的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的角部包鋼輕骨料混凝土柱，其特征在于:每立方米輕骨 料混凝土中各組分配比為400?500kg的水泥、600?800kg的砂、400?800kg的輕骨料、 0?200kg的粉煤灰、0?60kg的礦粉、100?200k的水以及0?15kg的高效減水劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的角部包鋼輕骨料混凝土柱，其特征在于:所述輕骨料混凝土 的干表觀密度低于1950kg/m3。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的角部包鋼輕骨料混凝土柱的制作工藝，其特征在于，按 以下步驟進(jìn)行:(1)根據(jù)設(shè)計(jì)要求對角部包鋼輕骨料混凝土柱進(jìn)行設(shè)計(jì)，確定柱體的截面 尺寸和配筋情況；(2)支模板、焊接角鋼骨架；(3)每立方米輕骨料混凝土中各組分配比為 400?500kg的水泥、600?800kg的砂、400?800kg的輕骨料、0?200kg的粉煤灰、0? 60kg的礦粉、100?200kg的水以及0?15kg的高效減水劑，按此組分配比攪拌輕骨料混 凝土 ；(4)澆注輕骨料混凝土 ；(5)進(jìn)行自然養(yǎng)護(hù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的角部包鋼輕骨料混凝土柱的制作工藝，其特征在于:在步驟 (3)中，所述輕骨料為陶粒、火山渣或煤矸石，其中陶粒為頁巖陶粒、粉煤灰陶粒及粘土陶粒 中的一種或多種的組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的角部包鋼輕骨料混凝土柱的制作工藝，其特征在于:在 步驟(3)中，所述輕骨料為陶粒，所述礦粉為硅灰，每立方米輕骨料混凝土中各組分配比 為460kg的水泥、695kg的砂、500kg的陶粒、160kg的粉煤灰、55kg的硅灰、55kg的水以及11.5kg的聞效減水劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的角部包鋼輕骨料混凝土柱的制作工藝，其特征在于:在步驟(3)中，所述輕骨料混凝土的干表觀密度低于1950kg/m3。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的角部包鋼輕骨料混凝土柱的制作工藝，其特征在于:在步驟(4)中，澆注時(shí)不要過震，以避免骨料上浮，但要注意加強(qiáng)對周邊側(cè)壁的震搗，以減少蜂窩麻 面。
【文檔編號】E04C3/36GK103556783SQ201310504722
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月24日
【發(fā)明者】林旭健, 季韜, 徐富勇, 梁詠寧 申請人:福州大學(xué)