[發(fā)明專利]一種可控膨脹率的鋼管鋼渣混凝土柱的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410820787.6
• 申請(qǐng)日: 2014-12-25
• 公開（公告）號(hào): CN104591643B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于峰;徐琳;張揚(yáng);王旭良
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B28/04
• 分類號(hào): C04B28/04;C04B18/14
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所32207
• 代理人: 蔣海軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于土木工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可控膨脹率的鋼管鋼渣混凝土柱的制備方法，該組合柱適用于民用建筑、工業(yè)廠房及橋梁結(jié)構(gòu)中的柱結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

鋼管混凝土柱具有承載力高、抗震性能好、施工方便等優(yōu)點(diǎn)，在土木工程領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。然而，在鋼管混凝土柱中，由于核心混凝土在凝結(jié)硬化過程中會(huì)產(chǎn)生體積收縮，將導(dǎo)致鋼管和核心混凝土之間的粘結(jié)力下降，嚴(yán)重影響鋼管混凝土柱的各項(xiàng)力學(xué)性能。

目前，常用的解決方法主要有兩種：一是在核心混凝土中摻入膨脹劑，膨脹劑的摻入僅有利于核心混凝土的早期膨脹，后期核心混凝土中由于缺少水分，將導(dǎo)致鋼管與核心混凝土之間發(fā)生粘結(jié)脫離。二是在核心混凝土中摻入保證后期膨脹的外加劑和摻合料，一方面，外加劑的摻入，增加施工成本和難度；另一方面，摻合料的加入，使混凝土的硬化和水化過程更加復(fù)雜，很難達(dá)到預(yù)期的最佳效果。

鋼渣是煉鋼時(shí)產(chǎn)生的一種工業(yè)廢渣，它既具有一定的硬度和細(xì)度，又具有一定的活性。因此，可用鋼渣代替混凝土中的細(xì)骨料，形成鋼管鋼渣膨脹混凝土，不僅解決天然骨料的供需矛盾問題，降低工程造價(jià)，節(jié)約自然資源，又保證鋼管內(nèi)核心混凝土的膨脹，使核心混凝土提前進(jìn)入三向受壓狀態(tài)，顯著提高鋼管混凝土的承載力和延性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有鋼管混凝土柱膨脹技術(shù)方法存在的缺點(diǎn)與不足，提供一種可控膨脹率的鋼管鋼渣混凝土柱的制備方法。本發(fā)明充分利用鋼渣的潛在活性，克服已有技術(shù)方法為產(chǎn)生膨脹而摻加膨脹劑、外加劑或摻合料等不足，顯著降低工程造價(jià)和施工難度，滿足鋼管膨脹混凝土的各項(xiàng)性能指標(biāo)要求。

本發(fā)明一種可控膨脹率的鋼管鋼渣混凝土柱的制備方法，其利用鋼渣砂代替全部細(xì)骨料，采用普通硅酸鹽水泥、鋼渣砂、碎石和水制備可控膨脹率的鋼管鋼渣混凝土柱，具體包括以下步驟：

(1)根據(jù)鋼管鋼渣混凝土柱承載力要求，選擇一定強(qiáng)度等級(jí)的鋼管和鋼渣混凝土，按照公式(1)計(jì)算出由于鋼渣混凝土膨脹而產(chǎn)生的鋼管自應(yīng)力σ_e。

N=(1+3σefco)Acfco(1+1.5θ)---(1)]]>

其中：N為鋼管鋼渣混凝土柱承載力；

A_c為核心混凝土截面面積；

f_co為鋼渣混凝土抗壓強(qiáng)度；

θ為鋼管對(duì)核心混凝土的約束效應(yīng)系數(shù)，A_s和f_y分別為鋼管的截面面積和屈服強(qiáng)度。

(2)根據(jù)步驟(1)確定的鋼管的自應(yīng)力σ_e，依據(jù)公式(2)計(jì)算出鋼渣混凝土的自由膨脹率ε_c。