一种预应力钢管约束型钢混凝土柱及其制备方法与流程

文档序号:20671349发布日期:2020-05-08 17:22阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种预应力钢管约束型钢混凝土柱,其特征在于,包括钢管(1)、型钢(2)和混凝土(3),钢管(1)为预应力钢管;所述型钢(2)的质心与钢管(1)的圆心重合,钢管(1)与型钢(2)之间浇筑混凝土(3),且混凝土(3)为早强混凝土,所述钢管(1)内壁喷涂有砂浆层(4)。

2.根据权利要求1所述的一种预应力钢管约束型钢混凝土柱,其特征在于,所述钢管(1)的横截面为圆形;钢管(1)通过电热法进行预应力处理,钢管(1)通过电热法使其热胀冷缩获得预应力效果;且在钢管(1)内壁设有横向条肋,用于增强钢管(1)与砂浆层(4)之间的粘结性能。

3.根据权利要求1所述的一种预应力钢管约束型钢混凝土柱,其特征在于,所述型钢(2)为工字型钢、格构结构、箱型钢、槽钢、方钢、圆钢、扁钢、角钢或u型钢。

4.根据权利要求1所述的一种预应力钢管约束型钢混凝土柱,其特征在于,所述砂浆层(4)为憎水性膨胀珍珠岩隔热砂浆。

5.根据权利要求1所述的一种预应力钢管约束型钢混凝土柱,其特征在于,所述混凝土(3)中掺入有短束纤维材料,以提高混凝土的强度,短束纤维材料掺入量为4kg/m3;混凝土(3)中的纤维为钢纤维、碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、pva纤维或芳纶纤维;混凝土(3)两端端面相平。

6.一种预应力钢管约束型钢混凝土柱的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1)、准备混凝土(3),混凝土(3)为早强混凝土,为42.5r磷酸盐防火耐热混凝土;

步骤2)、准备砂浆层(4)的砂浆材料,砂浆层(4)的砂浆材料为憎水性膨胀珍珠岩砂浆,采用闭孔珍珠岩,其导热系数为0.0245~0.048w/(m•k),使用温度为-200℃~800℃;同时在砂浆材料中添加外加剂,外加剂为引气剂和/或可再分散乳胶粉和/或憎水剂,进一步减小砂浆的导热系数,极大增强砂浆的粘结强度、可塑性、抗裂性能、柔韧性、防水性能;

步骤3)、在钢管(1)内壁喷涂砂浆层;使用水泥砂浆喷涂灌浆机将经步骤2)准备的砂浆材料喷涂在钢管(1)内壁,喷射厚度控制在3~5mm,在钢管(1)内壁形成砂浆层(4);

步骤4)、钢管(1)预应力处理;将内壁喷涂有砂浆层(4)的钢管(1)进行电热法张拉,以获得预应力钢管;

步骤5)、混凝土(3)的浇筑与养护:混凝土(3)为早强混凝土,在钢管(1)通电之前,将型钢(2)从端头放在钢管(1)的中心位置,型钢(2)的质心与钢管(1)的圆心重合;采用高抛法在钢管(1)内浇筑早强混凝土,将浇筑好的混凝土柱组合构件进行保湿养护,得到预应力钢管约束型钢混凝土柱。

7.根据权利要求6所述的一种预应力钢管约束型钢混凝土柱的制备方法,其特征在于,步骤4)中,在电热法施加应力之前,首先对钢管的伸长量和功率进行计算,计算所需要施加的电压、电流、电阻,得出加热的时间和温度;

准备电热机具,对钢管(1)表面进行除锈;

对钢管(1)以外的连接设备进行绝缘处理,涂上绝缘热塑材料或垫上酚醛纸板;

使用紫铜材质的环形箍状夹具,对钢管(1)两端施加夹具;利用绝缘软铜丝绞线作为导线连接夹具、电热变压器或电弧焊机、电源;

接下来进行通电,将电压稳定在380v-400v之间,逐步升温,将张拉温度控制在150℃-200℃,加热时间为3~20分钟,待到伸长到所需伸长距离时,浇筑磷酸盐混凝土,此时不用立即断电,持续通电,振捣混凝土,待到混凝土达到设计强度的75%时再断电;等待钢管(1)自然冷却后,此时冷却的钢管(1)收缩会将环向的应力施加在混凝土柱上。

8.根据权利要求6所述的一种预应力钢管约束型钢混凝土柱的制备方法,其特征在于,步骤3)中的钢管(1),钢管(1)的横截面为圆形;在钢管(1)内壁设有横向条肋,用于增强钢管(1)与砂浆层(4)之间的粘结性能。

9.根据权利要求6所述的一种预应力钢管约束型钢混凝土柱的制备方法,其特征在于,步骤5)中,所述型钢(2)为工字型钢、格构结构、箱型钢、槽钢、方钢、圆钢、扁钢、角钢或u型钢。

10.根据权利要求6所述的一种预应力钢管约束型钢混凝土柱的制备方法,其特征在于,步骤5)中,所述混凝土(3)中掺入有短束纤维材料,以提高混凝土的强度,短束纤维材料掺入量为4kg/m3;混凝土(3)中的纤维为钢纤维、碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、pva纤维或芳纶纤维;混凝土(3)两端端面相平。


技术总结
本发明涉及一种预应力钢管约束型钢混凝土柱及其制备方法,包括钢管、型钢和混凝土,钢管为预应力钢管;所述型钢的质心与钢管的圆心重合,钢管与型钢之间浇筑混凝土,且混凝土为早强混凝土,所述钢管内壁喷涂有砂浆层;所述钢管的横截面为圆形;钢管通过电热法进行预应力处理,钢管通过电热法使其热胀冷缩获得预应力效果;且在钢管内壁设有横向条肋,用于增强钢管与砂浆层之间的粘结性能。通过本发明,利用电热法对钢管进行预热,使得钢管产生预应力,有效约束混凝土,提高柱的刚度、抗压性能、抗疲劳性能,同时其简便的施工操作有效克服在狭小环境、高原环境等复杂环境中施工不利等条件困难。

技术研发人员:杨洋;邢翔
受保护的技术使用者:扬州大学
技术研发日:2019.12.30
技术公布日:2020.05.08
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