中空夾層鋼管活性粉末混凝土組合構(gòu)件制造技術(shù)

本實(shí)用新型專(zhuān)利技術(shù)是中空夾層鋼管活性粉末混凝土組合構(gòu)件，尤其適用于輕質(zhì)、高強(qiáng)的鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域。本實(shí)用新型專(zhuān)利技術(shù)包括內(nèi)外兩層鋼管和填充在兩鋼管之間的活性粉末混凝土，內(nèi)鋼管和外鋼管同軸放置。該組合構(gòu)件提高了活性粉末混凝土的抗壓強(qiáng)度和承載能力，減小了構(gòu)件的變形，提高了延性，減小了構(gòu)件的徐變；與鋼管活性粉末混凝土組合構(gòu)件相比，利于活性粉末混凝土的養(yǎng)護(hù)，節(jié)省活性粉末混凝土材料用量，提高抗彎剛度和其穩(wěn)定性，減輕構(gòu)件的自重，提高抗震性能，并降低造價(jià)。（*該技術(shù)在2020年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)是中空夾層鋼管活性粉末混凝土組合構(gòu)件，尤其適用于輕質(zhì)、高強(qiáng)的鋼管混凝土結(jié)構(gòu)

技術(shù)介紹
活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete,簡(jiǎn)寫(xiě)為RPC)，又稱(chēng)超高性能混凝土 (Ultra High Performance Concrete，簡(jiǎn)寫(xiě)為UHPC)，由于其制備、施工工藝的不同，使其力學(xué)性能和變形能力都區(qū)別于普通混凝土和高強(qiáng)混凝土，包括無(wú)粗骨料，最大限度地減小缺陷尺寸；摻加鋼纖維，增加韌性；使用高效減水劑，降低水膠比和孔隙率；高溫養(yǎng)護(hù)，促進(jìn)膠凝材料的水化反應(yīng)。因此，與普通混凝土和高強(qiáng)混凝土相比，有超高強(qiáng)度、高韌性、高耐久性和體積穩(wěn)定性?xún)?yōu)良的優(yōu)點(diǎn)，適用于對(duì)結(jié)構(gòu)有高強(qiáng)、輕質(zhì)要求的工程領(lǐng)域。但是，未加鋼纖維的活性粉末混凝土變形性能較差，脆性大，破壞時(shí)幾乎沒(méi)有征兆，摻入鋼纖維雖有一定的阻裂性能，增加材料韌性，并可使活性粉末混凝土呈現(xiàn)一定的塑性，但效果有限，同時(shí)摻入鋼纖維也降低了活性粉末混凝土的和易性。鋼管活性粉末混凝土組合構(gòu)件，簡(jiǎn)稱(chēng)鋼管活性粉末混凝土或鋼管RPC，繼承了活性粉末混凝土和傳統(tǒng)鋼管混凝土性能上的各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)構(gòu)件的延性大大提高，有效地克服了活性粉末混凝土脆性大和破壞時(shí)無(wú)明顯征兆的問(wèn)題；在受壓過(guò)程中，由于鋼管對(duì)活性粉末混凝土的環(huán)向約束作用，使構(gòu)件的承載力大于活性粉末混凝土和鋼管承載力的簡(jiǎn)單相加，提高了活性粉末混凝土的抗壓強(qiáng)度和柱體的承載能力；免支模，施工方便、耐火性能良好。但鋼管活性粉末混凝土仍存在以下幾個(gè)問(wèn)題活性粉末混凝土對(duì)養(yǎng)護(hù)要求較高， 過(guò)厚的活性粉末混凝土不利于養(yǎng)護(hù)；鋼管活性粉末混凝土承載力的提高減少了對(duì)橫截面積的需求，在某些情況下需要提高抗彎剛度以增加其穩(wěn)定性；活性粉末混凝土用量多，造價(jià)尚ο中空夾層鋼管混凝土組合構(gòu)件，也稱(chēng)中空夾層鋼管混凝土或雙鋼管混凝土構(gòu)件， 除繼承了傳統(tǒng)的鋼管混凝土組合構(gòu)件的優(yōu)點(diǎn)，還具有抗彎剛度大，自重輕、抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)，但由于采用了普通混凝土和高強(qiáng)混凝土，該構(gòu)件形式的輕質(zhì)、高強(qiáng)性能還有待進(jìn)一步提尚ο
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的在于克服了現(xiàn)有活性粉末混凝土構(gòu)件的上述缺陷，提供了一種中空夾層鋼管活性粉末混凝土組合構(gòu)件，該組合構(gòu)件提高了活性粉末混凝土的抗壓強(qiáng)度和承載能力，減小了構(gòu)件的變形，提高了延性，減小了構(gòu)件的徐變；與鋼管活性粉末混凝土組合構(gòu)件相比，利于活性粉末混凝土的養(yǎng)護(hù)，節(jié)省活性粉末混凝土材料用量，提高抗彎剛度和其穩(wěn)定性，減輕構(gòu)件的自重，提高抗震性能，并降低造價(jià)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)采取了如下技術(shù)方案。本技術(shù)包括包括內(nèi)鋼管，外鋼管和澆筑在內(nèi)鋼管和外鋼管之間的活性粉末混凝土。所述的內(nèi)鋼管和外鋼管縱向中心軸線重合或平行。所述的活性粉末混凝土為摻入鋼纖維或不摻入鋼纖維的活性粉末混凝土。所述的內(nèi)鋼管和外鋼管均為直管或彎管。所述的內(nèi)鋼管和外鋼管沿長(zhǎng)度方向是等截面或變截面。本技術(shù)的制作步驟如下1)對(duì)內(nèi)鋼管/外鋼管進(jìn)行選型；2)將內(nèi)鋼管套入外鋼管并封固內(nèi)外鋼管的同一端；3)將活性粉末混凝土澆筑于內(nèi)鋼管與外鋼管之間，并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。中空夾層鋼管活性粉末混凝土繼承并整合了鋼管活性粉末混凝土和中空夾層鋼管混凝土的優(yōu)點(diǎn)，更利于活性粉末混凝土材料的工程應(yīng)用，主要有以下優(yōu)點(diǎn)延性效果和鋼管活性粉末混凝土相似，有效地克服了活性粉末混凝土脆性過(guò)大和破壞時(shí)無(wú)明顯征兆的問(wèn)題；在受壓過(guò)程中，由于鋼管對(duì)活性粉末混凝土的環(huán)向約束作用，使構(gòu)件的承載力大于活性粉末混凝土和鋼管承載力的簡(jiǎn)單相加；鋼管活性粉末混凝土承載力的提高減少了對(duì)橫截面積的需求，中空夾層鋼管活性粉末混凝土提高了抗彎剛度以增加其穩(wěn)定性；外鋼管尺寸不變的情況下，通過(guò)合理的設(shè)計(jì)，可在保證承載力不降低的保持力學(xué)性能，有利于減輕構(gòu)件的自重，提高抗震性能；活性粉末混凝土對(duì)養(yǎng)護(hù)要求較高，中空夾層鋼管活性粉末混凝土減小了活性粉末混凝土的厚度，更利于活性粉末混凝土的養(yǎng)護(hù)；活性粉末混凝土和鋼材價(jià)格較高，中空夾層鋼管活性粉末混凝土通過(guò)活性粉末混凝土和鋼材的合理搭配，增加了材料的利用率，有利于控制造價(jià)。免支模，施工方便、耐火性能好。附圖說(shuō)明圖1為圓形內(nèi)鋼管/外鋼管橫截面示意圖圖2為方形內(nèi)鋼管/外鋼管橫截面示意圖圖3為矩形內(nèi)鋼管/外鋼管橫截面示意圖圖4為橢圓內(nèi)鋼管/外鋼管橫截面示意圖圖5為八邊形內(nèi)鋼管/外鋼管橫截面示意圖；圖6為內(nèi)鋼管外鋼管均為圓形截面的軸心對(duì)稱(chēng)中空夾層鋼管活性粉末混凝土組合柱橫截面示意圖；圖7為內(nèi)鋼管為圓形截面，外鋼管為八邊形截面的軸心對(duì)稱(chēng)中空夾層鋼管活性粉末混凝土組合柱橫截面示意圖；圖8為內(nèi)鋼管為圓形截面，外鋼管為方形截面的軸心對(duì)稱(chēng)中空夾層鋼管活性粉末混凝土組合柱橫截面示意圖；圖9為內(nèi)鋼管外鋼管均為圓形截面的偏心中空夾層鋼管活性粉末混凝土組合柱橫截面示意圖；圖10為中空夾層鋼管活性粉末混凝土組合直柱縱向剖面圖；圖11為中空夾層鋼管活性粉末混凝土組合彎柱縱向剖面圖；圖12為變截面中空夾層鋼管活性粉末混凝土組合柱縱向剖面圖；圖中1a、內(nèi)鋼管，lb、外鋼管，2、活性粉末混凝土。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖對(duì)本技術(shù)作進(jìn)一步說(shuō)明首先內(nèi)鋼管Ia和外鋼管Ib進(jìn)行選型，內(nèi)鋼管Ia內(nèi)無(wú)填充物。將內(nèi)鋼管Ia同軸套入外鋼管Ib并封固內(nèi)鋼管Ia和外鋼管Ib的同一端，將活性粉末混凝土 2澆筑于內(nèi)鋼管 Ia和外鋼管Ib之間，并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。內(nèi)鋼管Ia和外鋼管Ib可用的典型截面形式如圖1 圖5所示，包括圓形、方形、 矩形、橢圓形、多邊形，內(nèi)鋼管Ia和外鋼管Ib可以在這些截面形式中進(jìn)行任意搭配，內(nèi)鋼管 Ia的外徑要小于外鋼管Ib的內(nèi)徑。內(nèi)鋼管Ia和外鋼管Ib的搭配應(yīng)考慮活性粉末混凝土 2的養(yǎng)護(hù)要求，在中空夾層鋼管活性粉末混凝土組合柱橫截面上活性粉末混凝土 2厚度較厚的情況下應(yīng)優(yōu)先選用活性粉末混凝土 2厚度均勻的截面形式，以?xún)?nèi)鋼管Ia為圓形鋼管的圖6 圖8為例，在中空夾層鋼管活性粉末混凝土組合柱橫截面上，活性粉末混凝土 2的不均勻性依次增強(qiáng)。一般應(yīng)采用軸心對(duì)稱(chēng)的中空夾層鋼管活性粉末混凝土組合柱橫截面，在特殊情況下，如大偏心受壓可考慮采用偏心中空夾層鋼管活性粉末混凝土組合柱橫截面，如圖9所示，并可通過(guò)在活性粉末混凝土 2厚度較薄的受拉區(qū)配置一定數(shù)量的縱向鋼筋提高構(gòu)件的抗拉性能。中空夾層鋼管活性粉末混凝土組合柱可以是直柱，如圖10所示，也可以是彎柱， 如圖11所示；橫截面在構(gòu)件縱向分布可以是等截面，如圖10、圖11所示，也可以是變截面， 如圖12所示，應(yīng)根據(jù)實(shí)際受力情況靈活選用?；钚苑勰┗炷?2可以加鋼纖維，也可以不加鋼纖維，在不加鋼纖維的情況下，構(gòu)件承載力略為下降，其它性能如延性性能仍有保證，同時(shí)活性粉末混凝土的和易性提高，更易于制備。最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本專(zhuān)利技術(shù)的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本專(zhuān)利技術(shù)技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本專(zhuān)利技術(shù)的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。權(quán)利要求1.一種中空夾層鋼管活性粉末混凝土組合構(gòu)件，其特征在于包括內(nèi)鋼管(la)，外鋼管(Ib)和澆筑在內(nèi)鋼管(Ia)和外鋼管之間的活性粉末混凝土 O)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中空夾層鋼管活性粉末混凝土組合構(gòu)件，其特征在于所述的內(nèi)鋼管(Ia)和外本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
１．一種中空夾層鋼管活性粉末混凝土組合構(gòu)件，其特征在于：包括內(nèi)鋼管（１ａ），外鋼管（１ｂ）和澆筑在內(nèi)鋼管（１ａ）和外鋼管之間的活性粉末混凝土（２）。

【技術(shù)特征摘要】

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：肖銳，鄧宗才，郭俊平，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：北京工業(yè)大學(xué)，
類(lèi)型：實(shí)用新型
國(guó)別省市：11