一种铝合金管GFRP筋珊瑚礁混凝土柱抗震结构的制作方法

本发明涉及海岛防护工程领域，特别涉及一种铝合金管gfrp筋珊瑚礁混凝土柱抗震结构。

背景技术

在海洋工程中，特别是在其防护工程中，采用普通钢筋混凝土及钢管混凝土结构抗震存在着严重的侵蚀问题，钢筋混凝土及钢管混凝土中的钢筋和钢管极易遭受海洋环境中氯盐的侵蚀破坏，使得该结构体系的耐久性大幅度下降，使用寿命严重缩短，同时也存在着较大的风险隐患。另外在海洋工程以及海岛建设工程中，如果使用普通砂石制拌混凝土，其运输成本相对昂贵，开发应用海洋资源中的海水、珊瑚礁、海沙就成为海洋工程建设的迫切需求。

gfrp(玻璃纤维增强塑料，俗称玻璃钢)筋抗腐蚀性、耐热性及粘结性等物理力学性能优越，抗拉强度明显高于钢筋，可以用来代替混凝土结构中的普通钢筋。基于gfrp筋对氯离子环境的极不敏感的特性，可以显著地提高混凝土材料的耐腐蚀性能，从而极大改变了混凝土材料一直不能利用海水、珊瑚礁与海沙作为骨料的局限。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种铝合金管gfrp筋珊瑚礁混凝土柱抗震结构，从而克服传统钢筋混凝土柱抗腐蚀性差、运输成本高等缺点。

本发明的另一目的在于铝合金管gfrp筋珊瑚礁混凝土柱抗震结构的制备方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种铝合金管gfrp筋珊瑚礁混凝土柱抗震结构，包括铝合金管和支撑框架，所述支撑框架设于所述铝合金管内，所述铝合金管内填充有珊瑚礁混凝土；所述支撑框架包括：纵筋，其为抗腐蚀材料制成，多根所述纵筋均匀分布在所述铝合金管内，自所述铝合金管的顶部贯穿至底部；以及箍筋，其为抗腐蚀材料制成，所述箍筋呈螺旋状的缠绕在多根所述纵筋上。

优选地，上述技术方案中，所述铝合金管为al-si系铝合金或al-mg系铝合金；所述铝合金管的截面形状为圆形、矩形或正方形。

优选地，上述技术方案中，所述箍筋与水平方向的夹角层25-30°。

优选地，上述技术方案中，所述箍筋间距为40-80mm。

优选地，上述技术方案中，所述箍筋呈螺旋状的缠绕在所述纵筋的外侧上。

优选地，上述技术方案中，所述箍筋和纵筋为gfrp材料制成。

优选地，上述技术方案中，所述珊瑚礁混凝土主要由以下原料制成：水泥、水、珊瑚石、珊瑚砂、添加剂；水泥、水、珊瑚石、珊瑚砂、添加剂混合的质量比为1：0.3-0.43：1-1.5：1-2.5：0.012-0.025。

优选地，上述技术方案中，所述珊瑚石为5-25mm连续级配的珊瑚石；所述珊瑚砂为粒径为0.25-5mm的珊瑚砂；所述添加剂包括减水剂、消泡剂和分散剂。

一种铝合金管gfrp筋珊瑚礁混凝土柱抗震结构的制备方法，包括以下步骤：

(1)将支撑框架置入铝合金钢管中，

(2)将水泥、珊瑚、珊瑚砂、外加剂原材料在搅拌机中干拌1-5min，再加水湿拌3-10min；

(3)出料后测定混凝土拌合物的坍落度，坍落度控制在30-70mm，之后浇筑，将混凝土浇筑至铝合金管内；

(4)构件浇筑制成后，待24h初凝强度达到后，进行养护。

优选地，上述技术方案中，步骤(3)中养护过程中加强其养护的湿度和温度控制，养护条件为温度20±2℃，湿度不小于95％，减少铝合金管两端表面混凝土的暴露时间。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明铝合金管gfrp筋珊瑚礁混凝土柱抗震结构，采用铝合金管和支撑框架的组合，再充填珊瑚礁混凝土，铝合金管对海水珊瑚礁混凝的套箍作用有利于两者在受力中的相互约束和相互作用，能大大提高其承载力，同时也能更好的发挥该材料的力学性能，同时具有良好的使用性能。

(2)铝合金管代替了钢管，gfpr筋代替了普通钢筋，使得构件在海洋环境中抵抗氯盐侵蚀的能力大幅度增强，大大地提高了该结构的耐久性，其抗震性能可得到保障。

(3)利用海水珊瑚礁混凝土代替普通淡水砂石混凝土，充分利用了海洋资源，便于就地取材，降低了经济成本，也对环境保护起了积极作用。且制备方法简单，取材便利。

附图说明

图1是根据本发明铝合金管gfrp筋珊瑚礁混凝土柱抗震结构中铝合金管为矩形的俯视图。

图2是根据本发明的铝合金管gfrp筋珊瑚礁混凝土柱抗震结构中铝合金管为矩形的主视图。

图3是根据本发明的铝合金管gfrp筋珊瑚礁混凝土柱抗震结构中铝合金管为圆形的俯视图。

图4是根据本发明的铝合金管gfrp筋珊瑚礁混凝土柱抗震结构中铝合金管为圆形的主视图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

如图1至图4所示，根据本发明具体实施方式的一种铝合金管gfrp筋珊瑚礁混凝土柱抗震结构，该结构包括铝合金管1和支撑框架2，所述支撑框架2设于所述铝合金管1内，所述铝合金管1内填充有珊瑚礁混凝土3。铝合金管选用al-mg系铝合金5a02型号材料。本实施例使用的铝合金管横截面形状为圆形、矩形或正方形。支撑框架2包括多根纵筋21和箍筋22，纵筋采用gfrp材料制成，多根所述纵筋21均匀分布在铝合金管内，自所述铝合金管1的顶部贯穿至底部。箍筋22采用gfrp材料制成，箍筋22呈螺旋状的缠绕在多根所述纵筋11上。箍筋呈螺旋状的缠绕在所述纵筋的外侧上。螺旋箍筋与水平方向夹角限制在25-30°左右，螺旋箍筋间距不应大于80mm及箍筋内表面核心截面直径的五分之一，且不宜小于40mm。

珊瑚礁混凝土的制拌采用p·ii42.5r硅酸盐水泥；采用我国南海沿海珊瑚礁，通过人工对珊瑚礁破型制备5-25mm连续级配的珊瑚石，细骨料采用粒径为0.25-5mm的珊瑚砂细骨料。混凝土中的添加剂包括减水剂、分散剂和消泡剂。减水剂为hsp-v型聚羧酸高效减水剂，分散剂为成分是烷基酚聚氧乙烯醚的分散剂，消泡剂为高浓缩有机硅聚醚消泡剂。减水剂用量先按照总水泥用量的1％来计算，分散剂按照总水泥用量的0.4％，消泡剂每立方用量0.8kg，以混凝土坍落度30～70mm为控制指标。净用水量为水泥用量与w/c的乘积(不包括预吸水)，每立方米珊瑚混凝土质量按照2250kg计算。c30-c45混凝土制拌配合比如表1所示。所述添加剂为hsp-v型聚羧酸高效减水剂。

表1不同实施例海水珊瑚礁混凝土配合比(kg/m²)

一种铝合金管gfrp筋珊瑚礁混凝土柱抗震结构的制备方法，包括以下步骤：

(1)将制作好的gfrp纵筋、箍筋组合成支撑框架，放置于铝合金钢管之中固定好；

(1)将水泥、珊瑚、珊瑚砂、外加剂原材料在搅拌机中干拌1-5min，再加水湿拌3-10min；

(2)出料后测定混凝土拌合物的坍落度，坍落度控制在30-70mm，之后浇筑，将混凝土浇筑至铝合金管内；本申请的构件不需要定制模板，外包的铝合金管可代替模板；

(3)将制拌的混凝土充入铝合金钢管之中并振捣密实，得到附图所示的铝合金管海水珊瑚混凝土柱，将其静置24h直至达到初凝后，可在自然环境下养护，重点加强其养护的湿度和温度控制，养护条件为温度20±2℃，湿度不小于95％，尽量减少铝合金管两端表面混凝土的暴露时间即可。

。前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。