专利名称：高密度聚乙烯管混凝土柱的制作方法
技术领域：
本发明属于建筑工程的结构构件，涉及一种应用于腐蚀环境、变形要求大的建筑工程柱构件——高密度聚乙烯管混凝土柱。
背景技术：
在钢管中灌入混凝土形成的钢管混凝土柱，属于套箍混凝土构件。钢管不仅承受纵向载荷，同时对核心混凝土施加横向约束，使其处于三向受压状态，延缓其纵向微裂缝的发生和发展，从而提高其抗压强度和压缩变形能力。而外钢管柱由于核心混凝土的存在，在一定程度上防止了薄壁钢管的局部屈曲，增强钢管壁的几何稳定性，改变空钢管的失稳模态，钢管混凝土柱最宜用做轴心受压构件和小偏心受压构件。但是，钢管混凝土柱本身也具有一些突出的缺陷，具体有(1)钢材的耐腐蚀性能差，维护费用很高；(2)钢管混凝土柱破坏变形能力较普通混凝土柱虽有所提高，但提高程度有限，尤其在大偏心受压荷载作用时，提高不明显。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题，在不增加工程成本的前提下，提出一种能够提高混凝土柱的力学性能、且防腐性能优越、破坏变形能力强、施工简便的一种建筑结构柱。
本发明的内容是高密度聚乙烯管混凝土柱。
本发明是在高密度聚乙烯管中填充混凝土，形成高密度聚乙烯管混凝土柱，如图1所示。
上述高密度聚乙烯管壁厚根据结构工程中构件周向箍紧力与变形大小要求不同而变化。
上述混凝土强度等级根据结构工程中构件抗压能力不同，采用不同强度等级混凝土。
与现有技术中传统的混凝土柱相比，本发明的有益效果在于(1)力学性能有效提高。在高密度聚乙烯管(HDPE)中填充混凝土形成HDPE管约束混凝土柱后，HDPE管约束了混凝土，在轴心受压荷载作用下，混凝土三向受压，延缓了受压时的纵向开裂。而混凝土的存在却可以避免或延缓HDPE管过早的发生局部屈曲，两种材料相互弥补了彼此的弱点，可以充分发挥彼此的长处，从而使这种新构件具有很高的承载力，高于组成新构件的HDPE管和核心混凝土单独承载力之和。
(2)经济效益得以充分发挥。作为一种较为合理的结构形式，采用HDPE管约束混凝土可以很好地发挥高密度聚乙烯和混凝土两种材料的特性和潜力，使材料得到更为充分和合理的应用。而HDPE管约束混凝土与钢管混凝土相类似，大量工程实际表明，采用钢管混凝土的承压构件比普通钢筋混凝土承压构祥约可节约混凝土50％，减轻结构自重50％左右，钢材用量略高或约略相等；和钢结构相比，可节约钢材50％左右。HDPE管约束混凝土柱具有和钢管混凝土柱一样的优点，具有良好的经济效果。
(3)施工方便。HDPE管混凝土在本质上属于套箍混凝土，HDPE管本身就是耐侧压的模板，在浇灌混凝土时，可省去模板的施工，并可适应先进的泵灌混凝土工艺。因此HDPE管约束高性能混凝土柱，可简化施工安装工艺、减少施工用地并缩短工期。
与钢管混凝土柱相比，本发明的有益效果在于(1)防腐性能好。高密度聚乙烯(HDPE)作为构件外部维护材料，其耐磨性性和韧弹性良好，而且HDPE分子没有极性，所以化学稳定性好，能耐各种酸、碱的腐蚀，耐寒、抗晒、耐磨损，使用寿命确保在50年以上。
(2)高密度聚乙烯管材料的变形能力很强，如果将混凝土灌入HDPE管中形成HDPE管约束混凝土柱，不但在使用阶段改善了它的弹性性质，而且在破坏时具有很大的塑性变形能力。
(3)高密度聚乙烯管在燃气输送、供水、供热、建筑给排水等领域得到了广泛的应用，已形成规模化生产，与钢管相比构件制作成本低。
图1是本发明——高密度聚乙烯管柱的横截面图。
图中标号说明1-高密度聚乙烯管；2-混凝土。
图2是本发明高密度聚乙烯材料两个试件的单轴抗拉应力——应变实验曲线。
图3是本发明构件在受压破坏前、后构件的对比照片。
图4是本发明构件在受压下，进入塑性阶段后，产生小变形的照片。
图5是本发明构件在受压下，进入塑性阶段后，产生大变形的照片。
具体实施例方式本发明高密度聚乙烯管混凝土柱1的结构如图1所示，由外至内依次为高密度聚乙烯管、混凝土，它可以根据工程需要，合理选择高密度聚乙烯管壁厚、构件截面尺寸和长度，可在工厂预制。
本发明高密度聚乙烯管混凝土柱，具有变形能力强、防腐性能好的优点，具有较大的推广应用价值，尤其适用于环境恶劣地区及构件变形要求大的建筑结构中。
权利要求
1.一种高密度聚乙烯管混凝土柱，其特征在于在高密度聚乙烯管中填充混凝土，形成高密度聚乙烯管混凝土柱。
2.根据权利要求1所述的高密度聚乙烯管混凝土柱，其特征在于上述高密度聚乙烯管壁厚根据结构工程中构件周向箍紧力与变形大小要求不同而变化。
3.根据权利要求1所述的高密度聚乙烯管混凝土柱，其特征在于上述混凝土强度等级根据结构工程中构件抗压能力不同，采用不同强度等级混凝土。
全文摘要
本发明公开了一种高密度聚乙烯管混凝土柱，该结构柱是在高密度聚乙烯管中填充混凝土，形成高密度聚乙烯管混凝土柱，上述高密度聚乙烯管壁厚根据结构工程中构件周向箍紧力与变形大小要求不同而变化，上述混凝土强度等级根据结构工程中构件抗压能力不同，采用不同强度等级混凝土；该结构柱具有受力性能合理、耐腐蚀、变形能力强、施工方便等特点，在燃气输送、供水、供热、建筑给排水等领域得到了广泛的应用。
文档编号E04C3/30GK101050662SQ200710027719
公开日2007年10月10日 申请日期2007年4月26日 优先权日2007年4月26日
发明者郭永昌, 李丽娟, 刘锋, 杨洋, 何祖钧, 谢志红 申请人:广东工业大学