一种高粘结性钢骨及生产工艺的制作方法

本发明涉及一种加强型的部分钢骨，尤其是涉及一种能够提高与混凝土之间结合强度的钢骨及其生产工艺，以及使用该钢骨的混凝土构件。

背景技术：

部分钢骨混凝土构件在实际使用中，存在一个常见的问题，就是钢骨与混凝土之间在应力作用下应变不一致，混凝土与钢材结合面之间会相互脱离，进一步导致整体结构承载能力的下降。

现阶段的建筑构件为了获得更灵活的外观，和建筑需求，常常需要更高的强度，而承载构件大小需要越来越小，但是部分钢骨由于前述原因，不能有效的发挥复合材料的优异性能，但为了获得所需的力学性能就要把构件尺寸设计的非常大，浪费材料，且灵活性大打折扣，不能根据所需灵活用于所需的构件位置，或设计成所需构件的结构形态。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种与混凝土结合力强，有助于缩小构件尺寸，提高构件形态灵活性的的钢骨，以及其生产工艺，同时提供一种使用该钢骨的混凝土构件。

为了实现上述目的，本发明一种高粘结性钢骨，包括钢材主体，钢材主体外侧固定相同材质的浇铸钢层，浇铸钢层远离钢材的一侧固定钢片，钢片上固定钢纤维，钢纤维一端固定在浇铸钢层内，另一端伸出钢片外，钢纤维与钢片平面之间的夹角在45-90度范围内，钢片远离浇铸钢层的一侧固定玻璃纤维。

一种生产钢骨的工艺，包括以下步骤，

1)钢材整形：钢材平面外侧焊接固定与钢材平面垂直的u型托板，u型托板的宽度为5-20mm，u型托板顶端开口；

2)钢片成型：准备厚度为1-3mm与钢材材质相同的钢片，钢片先打孔，将钢纤维插装与钢片孔内，钢纤维在钢片上均匀分布，钢纤维的之间的间距在10-30mm范围内；

3)浇铸腔成型：u型托板远离钢材的一侧固定焊接钢片，钢片三个边与u型托板的空余侧密封固定，钢纤维远离钢材的一端为尖端或带有直径在1.5-3mm的颗粒，钢纤维另一端伸入钢片与u型托板111围成的空腔内，伸入长度为3-10mm；

4)张拉纤维网：在钢片远离钢材的一面上张拉玻璃纤维网，其孔径在10-20mm，玻璃纤维网，纤维网孔为方孔或菱形孔，其对角线与钢材的长度方向平行或垂直，且玻璃纤维网带有20-50mpa的预应力，纤维直径为1-3mm；

5)浇铸成型：钢材临近钢片的一侧表面上开有轴线与钢材平面垂直的锥形孔，锥形孔均匀分布，相互间隔20-50mm，其锥底位于钢材内，其轴向长度为3-6mm，向钢片和u型托板围成的空腔内浇铸与钢材相同材质的钢水，冷却后获得成品。

进一步的，所述玻璃纤维中复合体积比10-25％的钢丝。

一种部分钢骨混凝土构件生产工艺，在在钢骨外侧张拉一个纤维网，纤维网的孔径小于粗集料的最小粒径，大于细集料的最大粒径，在纤维网与钢材之间浇筑的混凝土的纤维使用量比纤维网与模具之间的空间的混凝土的纤维用量大。

进一步的，纤维网与钢材之间浇筑的混凝土的纤维使用量是纤维网与模具之间的空间的混凝土的纤维用量的1.2-1.8倍。

本发明的有益效果在于，提高钢骨与混凝土结合强度，在混凝土和钢骨之间形成了一个金属和混凝土的过度带，在应力作用下，使构件的受力反应更连续一致，能够有效的提高构件承载能力，减小构件尺寸，提高构件形态的灵活性。

附图说明

图1是钢骨结构示意图。

图2是钢材个钢板俯视图。

图3是钢骨混凝土结构示意图。

图4纤维网结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对发明做详细描述。

如图1-2，一种钢骨的生产工艺，包括以下步骤，

1)钢材整形：钢材平面110外侧焊接固定与钢材平面110垂直的u型托板111，u型托板111的宽度为5-20mm，u型托板111顶端开口；

2)钢片成型：准备厚度为1-3mm与钢材材质相同的钢片130，钢片先打孔，将钢纤维150插装与钢片孔内，钢纤维150在钢片上均匀分布，钢纤维150的之间的间距在10-30mm范围内，；

3)浇铸腔成型：u型托板111远离钢材的一侧固定焊接钢片130，钢片三个边与u型托板111的空余侧密封固定，钢纤维150远离钢材的一端为尖端或带有直径在1.5-3mm的颗粒，钢纤维150另一端伸入钢片130与u型托板111围成的空腔内，伸入长度为3-10mm；

4)张拉纤维网：在钢片远离钢材的一面上张拉玻璃纤维网，其孔径在10-20mm，玻璃纤维网，纤维网孔为方孔或菱形孔，其对角线与钢材的长度方向平行或垂直，且玻璃纤维网带有20-50mpa的预应力，纤维直径为1-3mm；

5)浇铸成型：钢材110临近钢片130的一侧表面上开有轴线与钢材平面垂直的锥形孔，锥形孔均匀分布，相互间隔20-50mm，其锥底位于钢材内，其轴向长度为3-6mm，向钢片130和u型托板111围成的空腔内浇铸与钢材相同材质的钢水，冷却后获得成品。

玻璃纤维的软化温度通常要比玻璃低，是因为纤维受热面积更大，当浇铸钢水时，玻璃纤维临近钢片的一侧会部分软化粘结在钢片表面形成一个无机纤维网与钢片复合的加强层。钢纤与钢片基本垂直，有利于与混凝土之间的结合。

这种钢骨，在浇筑混凝土后，混凝土与玻璃纤维和钢片粘结比单独与平面的钢材结合力更强，在收到外力作用下，混凝土与钢片不容易分离。此外钢纤维与混凝土结合也能提高混凝土和钢材之间的结合力。利用钢纤维和玻璃纤维复合钢片，能够在钢材与混凝土之间形成一个金属混凝土的混合层，形成一个过渡带，使构件在受力时，混凝土和钢材的受力反应更趋于一致或是由于过渡区的存在使混凝土和钢材的不同受力反应不易发生混凝土和钢材之间的脱离。

之所以所有的金属材质都要与钢材一致，是因为混凝土是一个固液气三相复合的材料，而液体是强碱环境，使用不同的金属，在液体中可能会发生微弱的电流。钢材的锈蚀与混凝土中cl离子直接相关，而钢材上如果存在电流，就会加快cl离子的传导，从而导致整个钢材的快速锈蚀，因此所有金属材料使用相同材质的钢材。

玻璃纤维网的材质可以进行改进，玻璃纤维中复合体积比10-25％的钢丝，这样在钢水浇铸时高温会快速传导到玻璃纤维内部，使纤维网与钢片粘结更紧密。纤维网除了地经和纬经外，还可以包括与相互垂直的地经和纬经夹角在30-60度之间的纤维，如图4.

一种部分钢骨混凝土构件，使用上述钢骨，在钢骨外浇筑纤维混凝土从而形成部分钢骨混凝土。

为了让钢材与混凝土之间受力反应更趋于一致，使用纤维混凝土浇筑构件，在钢材外侧张拉一个纤维网，纤维网的孔径小于粗集料的最小粒径，大于细集料的最大粒径，在纤维网与钢材之间浇筑的混凝土的纤维使用量比纤维网与模具之间的空间的混凝土的纤维用量大。纤维网与钢材之间浇筑的混凝土的纤维使用量是纤维网与模具之间的空间的混凝土的纤维用量的1.2-1.8倍。当钢材为方钢管时，方钢管内浇筑钢纤维混凝土。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明精神和原则内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。