本发明涉及建筑材料技术领域，且特别涉及一种变质大理岩粉钢板混凝土柱及其制备方法。
背景技术：
水泥混凝土从问世以来，经历了低强度、中等强度、高强度乃至超高强度的发展历程，似乎人们总是乐于追求强度的不断提高。但是近四五十年以来，混凝土结构物因材质劣化，造成过早失效以致破坏崩塌的事故在国内外却屡见鲜，并有愈演愈烈之势。混凝土结构的加固一直以来都是一个很热门的话题，随着国民经济的高速发展，人民生活水平的日益提高，人们对建筑的需求也不断发展，许多已有建筑物无论是外观状况还是使用功能，均已无法满足现代生活的要求，继续进行加固和改造。然后在加固和改造过程中，适宜的材料以满足施工要求以及建筑物的使用功能和安全环保要求，是一项十分重要的内容。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种变质大理岩粉钢板混凝土柱，该钢板混凝土柱原料易得，成本低廉，具有强度高、抗冲击的特点，能承受不同的荷载。
本发明的另一目的在于提供一种变质大理岩粉钢板混凝土柱的制备方法，该方法制备工艺简单，增强钢板混凝土柱的荷载，适合规模化生产。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明提出一种变质大理岩粉钢板混凝土柱，包括钢板、预制柱和现浇柱，预制柱由质量比为1:2～3:2～4:0.5的水泥、沙、人造大理石废弃料和灰岩碎石及水制作而成。
本发明提出一种变质大理岩粉钢板混凝土柱的制备方法，包括：将钢板与预制柱通过连接件固定连接，将质量比为1:2～3:0.1～0.5:0.5:3～4的水泥、沙、中空聚合物微球、水及大理石废粉灌入钢板与预制柱间的空隙。
本发明实施例的一种变质大理岩粉钢板混凝土柱及其制备方法的有益效果是：
一种变质大理岩粉钢板混凝土柱，包括钢板、预制柱和现浇柱。预制柱由质量比为1:2～3:2～4:0.5的水泥、沙、人造大理石废弃料和灰岩碎石及水制作而成。采用废弃料和灰岩碎石代替天然砂、石，节约资料，循环利用再生废料，保护环境，降低成本。同时，人造大理石废弃料和灰岩碎石具有较好的力学强度，增强钢板混凝土柱的强度。一种变质大理岩粉钢板混凝土柱的制备方法，该方法制备工艺简单，增强钢板混凝土柱的荷载，适合规模化生产。
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，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的一种变质大理岩粉钢板混凝土柱及其制备方法进行具体说明。
本发明实施例提供的一种变质大理岩粉钢板混凝土柱，包括钢板、预制柱和现浇柱。本发明采用半预制的结构，将混凝土柱分为预制和后浇两部分，简化现场施工，节省时间和人力，方便运输和堆叠。
在本发明较优的实施例中，预制柱由质量比为1:2～3:2～4:0.5的水泥、沙、人造大理石废弃料和灰岩碎石及水制作而成。一般的混凝土采用砂、石作为原料，增强强度。由于天然砂、石的开采破环境且储量日渐减少，采用废弃料和灰岩碎石代替天然砂、石，节约资料，循环利用再生废料，保护环境，降低成本。同时，人造大理石废弃料和灰岩碎石具有较好的力学强度，增强钢板混凝土柱的强度。较优的，水泥、沙、人造大理石废弃料和灰岩碎石及水的质量比可以为1:2.2:3.1:0.5、1:2.7:2.4:0.5、1:2.3:3.8:0.5、1:2.9:2.3:0.5。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，现浇柱由水泥、沙、中空聚合物微球、水及大理石废粉制作而成。
一般的钢板混凝土柱是以高强度材料作为骨料，如砂，以水泥作为结合剂，辅以其他添加剂配制而成。在建造过程中会产生大量废弃材料，如大理石粉，这类废弃材料逐年积累，堆积占用浪费土地，对环境存在潜在威胁，大大制约了建筑行业的发展。在本发明中，采用大理石粉作为主要原料，提高钢板混凝土柱的力学强度，降低变形，提高抗温性，降低成本，废物利用，保护环境。
由于预制柱与钢板之间的空隙较小，若直接用灰岩碎石与人造大理石废料进行浇筑，会出现浇筑不均匀、灰岩碎石和人造大理石废料卡住等情况，影响钢板混凝土柱的强度和抗冲击性。相比而言，大理石粉的粒径细小，在钢板混凝土柱中分散更加均匀，增强钢板混凝土柱的力学均衡性。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，大理石粉包括变质大理岩粉、人造大理石废弃料以及灰岩碎石粉中的至少一种。变质大理岩相比人造大理石强度高，但人造大理石价格低，重量轻，易清洁。较优的，大理石粉包括质量比为1～5:1～2:3的变质大理岩粉、人造大理石废弃料以及灰岩碎石粉，该比例组成使得大理石粉的成本较低，同时具有较佳的强度。
中空聚合物微球是一种具有特殊形态结构功能的材料，其空心部分可以是气体，也可以封装一些小分子物质。在钢板混凝土柱凝固时，会有一定的收缩，中空聚合物微球可以在收缩过程中填补由于收缩而产生的缺陷，增强补强收缩能力。中空聚合物微球与大理石粉具有协同增效作用，使凝固后的钢板混凝土柱内部结构更加紧密，增强钢板混凝土柱的强度、抗冲击性。优选地，中空聚合物微球为中空聚甲基丙烯酸甲酯微球。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，中空聚合物微球的粒径为1～10μm，保证微球均匀分布在钢板混凝土柱中，能够填补细小空隙，实现增强强度、抗冲击性效果。
较优的，现浇柱中水泥、沙、中空聚合物微球、水及大理石废粉的质量比为1:2～3:0.1～0.5:0.5:3～4，在该比例下，现浇柱的强度及抗冲击性最佳。其中质量比可以为1:2.1:0.1:0.5:3.2、1:2.4:0.3:0.5:3.7、1:2.6:0.4:0.5:3.3、1:2:0.2:0.5:3.6。
本发明提供一种变质大理岩粉钢板混凝土柱的制备方法，包括：
按比例称取水泥、沙、人造大理石废弃料和灰岩碎石及水，在模具中浇筑预制柱，在浇筑过程中，在预制柱的一侧预埋连接件。为了增强预制柱与钢板连接后整体结构的稳固性，连接件以矩阵的形式预埋至预制柱。较优的，连接件为抗剪栓钉。
当预制柱与钢板连接后，将质量比为1:2～4:0.1～0.5:0.5:1～2的水泥、沙、中空聚合物微球、水及大理石废粉灌入钢板与预制柱间的空隙，待其凝固后，得到钢板混凝土柱。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供了一种变质大理岩粉钢板混凝土柱，主要由以下步骤制备而成：
按质量比为1:2:2:0.5称取水泥、沙、人造大理石废弃料和灰岩碎石及水，在模具中浇筑预制柱，在浇筑过程中，在预制柱的一侧预埋连接件。
当预制柱的连接件与钢板焊接后，将质量比为1:2:0.1:0.5:1的水泥、沙、中空聚合物微球、水及大理石废粉灌入钢板与预制柱间的空隙，待其凝固，得到钢板混凝土柱。
实施例2
本实施例提供了一种变质大理岩粉钢板混凝土柱，主要由以下步骤制备而成：
按质量比为1:3:4:0.5称取水泥、沙、人造大理石废弃料和灰岩碎石及水，在模具中浇筑预制柱，在浇筑过程中，在预制柱的一侧预埋连接件。
当预制柱的连接件与钢板焊接后，将质量比为1:4:0.5:0.5:2的水泥、沙、中空聚合物微球、水及大理石废粉灌入钢板与预制柱间的空隙，待其凝固，得到钢板混凝土柱。
实施例3
本实施例提供了一种变质大理岩粉钢板混凝土柱，主要由以下步骤制备而成：
按质量比为1:3:4:0.5称取水泥、沙、人造大理石废弃料和灰岩碎石及水，在模具中浇筑预制柱，在浇筑过程中，在预制柱的一侧预埋连接件。
当预制柱的连接件与钢板焊接后，将质量比为1:3:0.3:0.5:1.5的水泥、沙、中空聚合物微球、水及大理石废粉灌入钢板与预制柱间的空隙，待其凝固，得到钢板混凝土柱。
实施例4
本实施例提供了一种变质大理岩粉钢板混凝土柱，主要由以下步骤制备而成：
按质量比为1:2.5:2.5:0.5称取水泥、沙、人造大理石废弃料和灰岩碎石及水，在模具中浇筑预制柱，在浇筑过程中，在预制柱的一侧预埋连接件。
当预制柱的连接件与钢板焊接后，将质量比为1:1:1:0.5:1的水泥、沙、中空聚合物微球、水及大理石废粉灌入钢板与预制柱间的空隙，待其凝固，得到钢板混凝土柱。
实施例5
本实施例提供了一种变质大理岩粉钢板混凝土柱，主要由以下步骤制备而成：
按质量比为1:2.5:3:0.5称取水泥、沙、人造大理石废弃料和灰岩碎石及水，在模具中浇筑预制柱，在浇筑过程中，在预制柱的一侧预埋连接件。
当预制柱的连接件与钢板焊接后，将质量比为1:3:0.3:0.5:1.5的水泥、沙、中空聚合物微球、水及大理石废粉灌入钢板与预制柱间的空隙，待其凝固，得到钢板混凝土柱。
对比例1
本对比例提供了一种变质大理岩粉钢板混凝土柱，主要由以下步骤制备而成：
按质量比为1:2:4:0.5称取水泥、沙、石及水，在模具中浇筑预制柱，在浇筑过程中，在预制柱的一侧预埋连接件。
当预制柱与钢板通过连接件焊接后，将质量比为1:2:0.5:1的水泥、沙、水及大理石废粉灌入钢板与预制柱间的空隙，待其凝固，得到钢板混凝土柱。
对比例2
本对比例提供了一种变质大理岩粉钢板混凝土柱，主要由以下步骤制备而成：
按质量比为1:2.5:3:0.5称取水泥、沙、人造大理石废弃料和灰岩碎石及水，在模具中浇筑预制柱，在浇筑过程中，在预制柱的一侧预埋连接件。
当预制柱的连接件与钢板焊接后，将质量比为1:2:0.5:2的水泥、沙、水及大理石废粉灌入钢板与预制柱间的空隙，待其凝固，得到钢板混凝土柱。
对比例3
本对比例提供了一种变质大理岩粉钢板混凝土柱，主要由以下步骤制备而成：
按质量比为1:1:4:0.5称取水泥、沙、人造大理石废弃料和灰岩碎石及水，在模具中浇筑预制柱。
将预制柱与钢板通过钢筋连接，将质量比为1:2:0.2:0.5:1.8的水泥、沙、中空聚合物微球、水及大理石废粉灌入钢板与预制柱间的空隙，待其凝固，得到钢板混凝土柱。
对比例4
本对比例提供了一种在市面上的普通钢板混凝土柱。
试验例
选取实施例1～5、对比例1～4提供的钢板混凝土柱，依据gb/t50081-2002测试力学性能，结果如表1。
表1性能测试结果
由上表可知，相比于对比例1～4提供的变质大理岩粉钢板混凝土柱，实施例1～5提供的变质大理岩粉钢板混凝土柱力学性能更佳。由于实施例1～5提供的变质大理岩粉钢板混凝土柱的原料中添加了中空聚合物微球、人造大理石废弃料和灰岩碎石，因此得到的变质大理岩粉钢板混凝土柱比对比例1～4提供的变质大理岩粉钢板混凝土柱强度更高，抗折性能强。其中，实施例5提供的变质大理岩粉钢板混凝土柱的性能最佳，说明原料配比和制备方法更加科学合理。
综上所述，一种变质大理岩粉钢板混凝土柱，包括钢板、预制柱和现浇柱。预制柱由质量比为1:2～3:2～4:0.5的水泥、沙、人造大理石废弃料和灰岩碎石及水制作而成。采用废弃料和灰岩碎石代替天然砂、石，节约资料，循环利用再生废料，保护环境，降低成本。同时，人造大理石废弃料和灰岩碎石具有较好的力学强度，增强钢板混凝土柱的强度。一种变质大理岩粉钢板混凝土柱的制备方法，该方法制备工艺简单，增强钢板混凝土柱的荷载，适合规模化生产。
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。