本发明涉及装配式建筑领域，且特别涉及一种装配式预制混凝土柱及其制备工艺。
背景技术：
钢筋装配式预制混凝土柱是由钢筋混凝土材料制成的柱。是房屋、桥梁、水工等各种工程结构中最基本的承重构件，常用作楼盖的支柱、桥墩、基础柱、塔架和桁架的压杆。由于其作为承重构件，所以建筑上对装配式预制混凝土柱的强度有较高的要求，特别是装配式预制混凝土柱的边缘长期受到外界的冲洗、腐蚀等容易发生混凝土的脱落，容易造成安全事故。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种装配式预制混凝土柱，装配式预制混凝土柱结构简单且外墙强度高，外墙强度高能够延长装配式预制混凝土柱的使用寿命，并减少维修次数。
本发明的另一目的在于提供一种制备装配式预制混凝土柱的工艺，该工艺操作简单、步骤简短、可操作性强且安全性高。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：
本发明提出一种装配式预制混凝土柱，其包括装配式预制混凝土柱本体、钢筋组件、第一增强组件和第二增强组件。钢筋组件和第一增强组件均设于装配式预制混凝土柱本体内，并与装配式预制混凝土柱本体连接，第一增强组件与钢筋组件连接；第二增强组件包裹于装配式预制混凝土柱本体外并与装配式预制混凝土柱本体连接。
本发明较佳的实施例中，上述钢筋组件包括多个横向钢筋件和多个竖向钢筋件。多个横向钢筋件和多个竖向钢筋件均设于装配式预制混凝土柱本体内并与装配式预制混凝土柱本体连接，多个横向钢筋件和多个竖向钢筋件均与第一增强组件连接；每个横向钢筋件和多个竖向钢筋件连接。
本发明较佳的实施例中，上述每个横向钢筋件上开设有多个通孔，多个竖向钢筋件分别一一对应穿过通孔。
本发明较佳的实施例中，上述第一增强组件包括多个第一增强层。多个第一增强层均设于装配式预制混凝土柱本体内，且均与装配式预制混凝土柱本体连接，多个第一增强层均设于钢筋组件内，并与钢筋组件连接。
本发明较佳的实施例中，上述第一增强层主要是由增强纤维制成的增强层，优选地，增强纤维是玻璃纤维、碳纤维、硼纤维和石棉纤维中的任意一种或至少两种。
本发明较佳的实施例中，上述装配式预制混凝土柱还包括增强板和连接组件。增强板设于装配式预制混凝土柱本体和第二增强组件之间，连接组件的一端设于装配式预制混凝土柱本体内，连接组件的另一端设于第二增强组件内；连接组件与增强板连接。
本发明较佳的实施例中，上述连接组件包括第一固定板、连接板和第二固定板；第一固定板和第二固定板分别与连接板的两端固定连接，第一固定板和第二固定板分别设于装配式预制混凝土柱本体和第二增强组件内，且连接板与增强板连接。
本发明较佳的实施例中，上述连接组件还包括用于固定增强板的固定件，固定件与增强板可选择性地固定连接。
本发明提出一种制备装配式预制混凝土柱的工艺，包括以下步骤：将第一增强组件放置于钢筋组件内而后在钢筋组件内外分别浇筑强度不同的混凝土形成装配式预制混凝土柱本体和第二增强组件。
本发明较佳的实施例中，浇筑之前将第一增强组件和钢筋组件放置于可活动抽离的挡板组件内，浇筑是在挡板组件相对的两侧浇筑强度不同的混凝土，浇筑完成后抽离挡板组件。
本发明实施例的有益效果是：本发明的装配式预制混凝土柱通过第一增强组件和钢筋组件增强装配式预制混凝土柱本体的强度，通过第二增强组件增强装配式预制混凝土柱本体外部的强度，增强对装配式预制混凝土柱本体外部的保护，继而延长装配式预制混凝土柱的使用寿命，减少维修的次数以及费用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明第一实施例提供的装配式预制混凝土柱的结构示意图；
图2为本发明第一实施例提供的横向钢筋件的结构示意图；
图3为本发明第二实施例提供的装配式预制混凝土柱的结构示意图。
图标：100a-装配式预制混凝土柱；100b-装配式预制混凝土柱；110-装配式预制混凝土柱本体；120-钢筋组件；130-第一增强组件；140-第二增强组件；121-竖向钢筋件；123-横向钢筋件；125-通孔；131-第一增强层；150-增强板；160-连接组件；161-第一固定板；163-连接板；165-第二固定板；167-固定件。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连通”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
第一实施例
参见图1，本实施例提供一种装配式预制混凝土柱100a，其包括装配式预制混凝土柱本体110、钢筋组件120、第一增强组件130和第二增强组件140。钢筋组件120和第一增强组件130均设于装配式预制混凝土柱本体110内，并与装配式预制混凝土柱本体110连接，第一增强组件130与钢筋组件120连接；第二增强组件140包裹于装配式预制混凝土柱本体110外并与装配式预制混凝土柱本体110连接。
装配式预制混凝土柱本体110为装配式预制混凝土柱100a提供最基础的强度，起到承重的作用。装配式预制混凝土柱本体110是通过混凝土浇筑后干结而得到的。可采用现有的氯镁水泥、硫镁水泥、硅酸盐水泥或者其他水泥而制成。装配式预制混凝土柱本体110的形状可以是矩形体、圆柱体或者其他工业所需的形状。
进一步地，钢筋组件120用于增强装配式预制混凝土柱本体110的强度、并对装配式预制混凝土柱本体110起到支撑的作用，并对装配式预制混凝土柱本体110起到防护的作用，当装配式预制混凝土柱本体110上的混凝土脱落后，钢筋组件120还可以继续支撑各个物体，提升了装配式预制混凝土柱100a的安全性，同时为后续修补装配式预制混凝土柱本体110提供必要的空间。
钢筋组件120包括多个竖向钢筋件121，多个竖向钢筋件121设于装配式预制混凝土柱本体110内，并与装配式预制混凝土柱本体110连接，且多个竖向钢筋件121与第一增强组件130连接。竖向钢筋件121为装配式预制混凝土柱本体110的竖直方向提供竖直支撑力，防止装配式预制混凝土柱本体110内的混凝土容易断裂。竖直钢筋件采用的钢筋可以是一根整体的钢筋，也可以是多节钢筋，而后将多节钢筋拼接而成。
进一步地，钢筋组件120包括多个横向钢筋件123，多个横向钢筋件123设于装配式预制混凝土柱本体110内，并与装配式预制混凝土柱本体110连接，多个横向钢筋件123均与第一增强组件130连接，且每个横向钢筋件123和多个竖向钢筋件121连接。每个横向钢筋件123与多个竖向钢筋件121连接，使得竖直和水平方向的钢筋连接，继而能够从竖直和水平方向保持装配式预制混凝土柱100a结构的稳定性。
进一步地，参见图2，每个横向钢筋件123上开设有多个通孔125，多个竖向钢筋件121分别一一对应穿过通孔125。竖向钢筋件121通过横向钢筋件123上的通孔125与横向钢筋件123连接，增强二者连接的作用力，提升钢筋组件120对装配式预制混凝土柱100a的作用力。优选地，竖向钢筋件121的直径与通孔125的直径一致，使得二者可以恰好配合，但是实际生产过程中，可能存在竖向钢筋件121的直径小于通孔125的直径，此时，可通过浇筑的混凝土保证横向钢筋件123和竖向钢筋件121之间的作用力。
进一步地，第一增强组件130用于增强横向钢筋件123之间或者竖向钢筋件121之间混凝土的强度，继而整体提升装配式预制混凝土柱100a的强度。具体地，第一增强组件130包括多个第一增强层131。多个第一增强层131均设于装配式预制混凝土柱本体110内，且均与装配式预制混凝土柱本体110连接，多个第一增强层131均设于钢筋组件120内，并与钢筋组件120连接。第一增强层131设置在钢筋组件120内，能够提升钢筋组件120内的混凝土的强度。
进一步地，相邻两个横向钢筋件123之间设置有至少一层第一增强层131，且多个竖向钢筋件121穿过至少一层第一增强层131，且至少一层第一增强层131放置于横向钢筋件123的上方。优选地，相邻第一增强层131之间相互间隔一定距离，即第一增强层131之间未直接接触，能够进一步提升第一增强层131对装配式预制混凝土柱100a的强化效果。更优选地，至少一层第一增强层131分别位于相邻两个横向钢筋件123的等分位点，即至少一层第一增强层131将相邻两个横向钢筋件123之间的距离进行等分，能够进一步保证装配式预制混凝土柱100a各部分强度一致。
进一步地，第一增强层131还可以设置在相邻两个竖向钢筋件121之间，或者相邻两个横向钢筋件123和相邻两个竖向钢筋件121内均设置第一增强层131，且设置方式与第一增强层131设置在相邻两个横向钢筋件123内的方式一致。
进一步地，第一增强层131主要是由增强纤维制成的增强层，优选地，增强纤维是玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、石棉纤维中的任意一种或至少两种。采用上述物质质轻、体积小，能够快速与浇筑的混凝土结合，混凝土干结后上述物质与混凝土作用，提升混凝土的强度。
玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，其机械强度高、抗腐蚀性能好。碳纤维是一种含碳量在95％以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。其柔软、质轻但是强度高于钢铁，且耐腐蚀。硼纤维是一种钨丝为芯、表层为硼的皮芯型复合纤维，其抗压缩、以及机械强度高。石棉纤维机械强度高、导热性低，不仅仅可以提升装配式预制混凝土柱100a的强度，还可以提升其耐火、保温性能。
在本发明实施例中第一增强层131主要是由玻璃纤维和碳纤维制成，但是在其他实施例中第一增强层131还可以仅利用玻璃纤维、碳纤维、硼纤维或者石棉纤维中的任意一种制成，也可以是玻璃纤维、碳纤维、硼纤维和石棉纤维制成，也可以是玻璃纤维、碳纤维和石棉纤维制成，也可以是碳纤维、硼纤维和石棉纤维制成，也可以是硼纤维和碳纤维制成，或者其他上述不同原料之间组合制成。
进一步地，第二增强组件140能够对装配式预制混凝土柱本体110的外部进行防护，防止装配式预制混凝土柱本体110长期经受雨水等冲洗而被腐蚀或者强度降低，继而能够延长装配式预制混凝土柱100a的使用寿命，减少装配式预制混凝土柱100a后期维修的次数以及费用。
第二增强组件140是通过强度高于装配式预制混凝土柱本体110的混凝土浇筑而成，且第二增强组件140包裹与装配式预制混凝土柱本体110外使得整个装配式预制混凝土柱本体110全部被第二增强组件140保护，继而保证装配式预制混凝土柱100a结构和性质的一致性。
进一步地，第二增强组件140主要由矿渣、水泥、增强材料、改性剂、减水剂和水混合后浇筑而成。其中矿渣、水泥、增强材料、改性剂、减水剂和水的质量比为50-100:10-50:2-10:0.2-2.5:0.1-0.5:5-10；优选60-90:20-40:6-8:0.5-2:0.2-0.4:3-7。
本实施例采取的矿渣、水泥、增强材料、改性剂、减水剂和水的质量比50；15:2:2.5:0.2:5，但是在本发明其他实施例中，矿渣、水泥、增强材料、改性剂、减水剂和水的质量比还可以其他比例，只要该比例位于上述记载的范围内即可。
矿渣为金属冶炼过程中产生的固体废弃物，金属渣具有一定的硬度，可作为制备混凝土的原料。水泥为水硬性胶凝材料，采用水硬性胶凝材料能够为混凝土提供良好的力学性能，同时其在水中和空气中均能得到良好的硬化，提升了混凝土的使用范围。优选地，水硬性胶凝材料为铝酸盐水泥或硅酸盐水泥。铝酸盐水泥是以铝矾土和石灰石为原料，经煅烧制得的以铝酸钙为主要成分、氧化铝含量约50％的熟料，再磨细制成的水硬性胶凝材料。铝酸盐水泥硬化速度较快，具有抗腐蚀和耐热强度高等性能。
硅酸盐水泥的主要矿物组成是：硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙。硅酸盐水泥具有凝结硬化快、抗冻性好、耐磨性好等优点。
增强材料为硅质粉料或wc粉末，增强材料能够进一步增加混凝土的强度，提升混凝土的性能。硅质粉料中含有一定量的氧化硅，氧化硅化学性质稳定，具有较好的耐腐蚀性能，且能够提升混凝土的强度。进一步地，硅质粉料为微硅粉，微硅粉也叫硅灰或称凝聚硅灰，是在冶炼硅铁和工业硅时从烟尘中收集的一种飞灰。使用微硅粉与水泥、增强材料、矿渣等反应能够提升混凝土耐火、抗高温、抗氧化等性能。
wc粉末是碳化钨粉碎后得到的粉末，碳化钨是一种由钨和碳组成的化合物，其硬度高，抗压力能强，能够有效提升装配式预制混凝土柱100a的机械强度。
减水剂为聚合物制成的聚合物减水剂，聚合物减水剂能够促使水泥颗粒相互分散，降低水泥颗粒间的滑动阻力，絮凝结构解体，释放出被包裹部分水，参与流动，从而有效地增加混凝土拌合物的流动性。进一步优选地，聚合物减水剂为聚羧酸减水剂。
进一步地，改性剂为乳胶粉，乳胶粉能够提升各个原料与水泥的相容性，继而提升混凝土内各个原料混合均匀的程度，继而保证了混凝土的质量，且能够提升混凝土的粘接能力和内聚力，同时提高混凝土耐冲击的能力，且能够有效提升混凝土的透水性能。
进一步优选地，乳胶粉为水溶性乳胶粉也叫水溶性胶粉，水溶性乳胶粉是一种环保水溶性干胶粉，其能够为混凝土提供良好的粘结力，且能够有效抑制混凝土发生返卤、泛霜等情况。
进一步优选地，水溶性可再分散乳胶粉为乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物、醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物和丙烯酸共聚物中的任意一种或至少两种。
乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物，英文简称：eva，其具有良好耐腐蚀性、保温性和隔音性，能够扩大混凝土的使用范围。醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物是醋酸乙烯和叔碳酸乙烯酯聚合形成的聚合物，英文简称：vac/veova，具有粘结强度好，增强混凝土的内聚力，改善混凝土的流动性能，提升混凝土的拉伸强度。丙烯酸共聚物为丙烯酸或者丙烯酸衍生物发生聚合反应得到的共聚物，其能够改善混凝土的流动性、增加混凝土抗弯折强度、增强混凝土的耐磨强度等。
进一步地，矿渣、水泥、增强材料等均为固体，而水为混凝土提供必要的流动介质，为混凝土具有粘接性能提供必要的基础条件，且使得混凝土内的各个原料更易于混合均匀。
本实施例还提供一种制备装配式预制混凝土柱100a的工艺，包括以下步骤：
将第一增强组件130放置于钢筋组件120内，具体地是将横向钢筋件123放置完成后，再在相邻两个横向钢筋件123之间放置第一增强层131，最后再放置竖向钢筋件121，即竖向钢筋件121通过通孔125且穿过第一增强层131。
在钢筋组件120内外分别浇筑强度不同的混凝土形成装配式预制混凝土柱本体110和第二增强组件140。具体地，浇筑之前将第一增强组件130和钢筋组件120放置于可活动抽离的挡板组件内，具体地是在钢筋组件120的外围设置可活动抽离的挡板组件，使得钢筋组件120被挡板组件包围。
挡板组件设置完成后再进行浇筑，浇筑是在挡板组件相对的两侧浇筑强度不同的混凝土，挡板组件靠近钢筋组件120的一侧即钢筋组件120内浇筑强度一般的混凝土，挡板组件相对远离钢筋组件120的一侧即钢筋组件120外浇筑强度较高的混凝土(即本发明实施例制备的混凝土)。浇筑完成后抽离挡板组件，并使用振捣棒进行振捣，以减小装配式预制混凝土柱本体110和第二增强组件140之间的缝隙，保证二者的连接效果。
第二实施例
参见图3，本实施例提供的装配式预制混凝土柱100b与第一实施例提供的装配式预制混凝土柱100a相比，其基本结构未发生变化，增设了增强板150和连接组件160，且第二增强组件140的原料的配比发生变化。
装配式预制混凝土柱100b还包括增强板150和连接组件160。增强板150设于装配式预制混凝土柱本体110和第二增强组件140之间，连接组件160的一端设于装配式预制混凝土柱本体110内，连接组件160的另一端设于第二增强组件140内；连接组件160与增强板150连接。
即连接组件160将装配式预制混凝土柱本体110、增强板150和第二增强组件140进行连接，进一步提升第二增强组件140和装配式预制混凝土柱本体110之间的连接力，且通过增强板150能够进一步增强装配式预制混凝土柱100b的强度并且能够增强装配式预制混凝土柱100b耐腐蚀、提升装配式预制混凝土柱100b的承载力。
进一步地，连接组件160包括第一固定板161、连接板163和第二固定板165；第一固定板161和第二固定板165分别与连接板163的两端固定连接，第一固定板161和第二固定板165分别设于装配式预制混凝土柱本体110和第二增强组件140内，且连接板163与增强板150连接。第一固定板161和连接板163，第二固定板165和连接板163均呈“t”字形，且第一固定板161、第二固定板165和连接板163呈“h”形，使得连接组件160能够牢固地将装配式预制混凝土柱本体110、增强板150和第二增强组件140连接在一起。
需要说明的是增强板150采用铝合金板、碳化钨板较佳。且增强板150的数量可以不限。且增强板150可仅设置在装配式预制混凝土柱本体110的一侧，或者相对的两侧，或者装配式预制混凝土柱本体110的四周或者包裹住装配式预制混凝土柱本体110的各个面。
进一步地，连接组件160还包括用于固定增强板150的固定件167，固定件167与增强板150可选择性地固定连接。固定件167与增强板150通过螺栓可选择性地连接，增强连接组件160与增强板150之间的连接力。
本发明还提供一种制备装配式预制混凝土柱100b的工艺，其与第一实施例的制备工艺整体操作一致，区别在于，在浇筑之前将连接组件160和增强板150连接好，并放置到合适的位置，而后再进行浇筑并振捣。
本实施例中第二增强组件140的原料采用矿渣、水泥、增强材料、改性剂、减水剂和水的质量比为90:40:6:1:0.3:7。且水泥为铝酸盐水泥，增强材料为wc粉末，减水剂为聚羧酸减水剂，改性剂为醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物和丙烯酸共聚物的混合物。
综上，本发明的装配式预制混凝土柱通过第一增强组件和钢筋组件增强装配式预制混凝土柱本体的强度，通过第二增强组件增强装配式预制混凝土柱本体外部的强度，增强对装配式预制混凝土柱本体外部的保护，继而延长装配式预制混凝土柱的使用寿命，减少维修的次数以及费用。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。