一种混合纤维钢管混凝土组合结构的制备及应用制造技术

本发明专利技术公开了一种混合纤维钢管混凝土组合结构的制备及应用，涉及混凝土材料技术领域，其技术方案要点是：通过将钢纤维、玻璃纤维、椰丝纤维和粉煤灰按一定的比例添加至混凝土中制备混合纤维混凝土，确定了混合纤维混凝土的最佳比例。使得混合纤维混凝土的抗压和抗折强度相较于普通混凝土分别提高了23％和19％。此外由于钢管混凝土构件在受到偏心荷载作用时容易发生屈曲破坏，将混合纤维混凝土添加入钢管内，其在双向偏拉荷载作用时，强度较普通混凝土钢管提高了31％和19％。普通混凝土钢管提高了31％和19％。普通混凝土钢管提高了31％和19％。

【技术实现步骤摘要】
一种混合纤维钢管混凝土组合结构的制备及应用


[0001]本专利技术涉及混凝土材料
，更具体地说，它涉及一种混合纤维钢管混凝土组合结构的制备及应用。

技术介绍

[0002]混凝土是现如今建筑行业无法取代的土木工程材料之一，其具有施工方便、经济性好等优点，被广泛的应用于实际工程领域。随着经济的飞速发展和科学技术的进步，普通混凝土因其自重大、拉伸性能差、抗裂性能低等缺陷严重的制约了普通混凝土的应用。为了满足上述需求，国内外出现了各类性能优异的混凝土，混合纤维混凝土是其中最具代表性的一种材料。
[0003]混合纤维混凝土是一种高性能、高强度的混凝土材料，将短切的金属纤维、无机非金属纤维、有机纤维在混凝土拌合过程中按一定比例掺入混凝土中，在微观结构内部改变混凝土的形态，使其具有更加优秀的力学性能。在金属纤维的选择上，通常会加入钢纤维，钢纤维因其自身拥有高强度、高性能的优点被加入混凝土中，从而提高混凝土的抗压抗折强度。单一纤维的缺点会降低混凝土的力学性能，无法满足人们对于建筑材料性能的追求。其中，钢纤维自重大、易锈蚀等缺点，在一定程度上降低了纤维混凝土耐久性。混合多种纤维，使不同种类的纤维取长补短，发挥各自的优势，增加混凝土的强度。与钢纤维相比，玻璃纤维的自重低、耐久性良好，在混凝土内部均匀分布，与水泥砂浆粘结良好，能够增强混凝土的耐久性能。不过，玻璃纤维因其自身脆，容易被破坏。椰丝纤维韧性高、自重轻，能够改善混凝土的韧性，阻止混凝土内部的裂缝的扩展。将三种纤维混合制备混凝土，使得混合纤维混凝土的强度增强。钢管混凝土是一种新型的混凝土复合材料，具有高强度、工艺简单、耐久性能良好等优点，被广泛的应用与桥梁工程和高层建筑中。
[0004]钢管混凝土指的是将混凝土浇筑到钢管中，两者共同承担荷载的工程构件。普通传统的混凝土材料已经无法满足人们对于建筑材料性能的追求，将其加入钢管构件内，对于钢管构件性能的提升已经无法满足人们的需求。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种混合纤维钢管混凝土组合结构的制备及应用，通过将钢纤维、玻璃纤维、椰丝纤维按一定的比例添加至混凝土中制备混合纤维混凝土，使得混合纤维混凝土的抗压和抗折强度相较于普通混凝土分别提高了23％和19％。由于钢管混凝土构件在受到偏心荷载作用时容易发生屈曲破坏，将混合纤维混凝土添加入钢管内，其在双向偏拉荷载作用时，强度较普通混凝土钢管提高了31％和19％。
[0006]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种混合纤维钢管混凝土组合结构的制备，所述混合纤维钢管混凝土组合结构的制备方法如下所示：
[0007]将短切的金属纤维、无机非金属纤维、有机纤维和粉煤灰在混凝土拌合过程中按一定比例掺入混凝土中得到混合纤维混凝土，再将混合纤维混凝土填充入钢管构件内。
[0008]本专利技术进一步设置为：所述短切的金属纤维具体为钢纤维；所述无机非金属纤维具体为玻璃；所述有机纤维具体为椰丝纤维。
[0009]本专利技术进一步设置为：所述混合纤维混凝土的最佳比例为混凝土94.5％，粉煤灰1.5％,钢纤维2％，玻璃纤维1％，椰丝纤维1％；其中混凝土包括1份水泥，0.8份砂石，0.1份质量比为1:1的硅灰与纳米碳酸钙的混合物，1.1份水。
[0010]本专利技术进一步设置为：所述混合纤维混凝土的最佳比例还可以为混凝土96.5％，粉煤灰1.5％，钢纤维1％，玻璃纤维1％，椰丝纤维0；其中混凝土包括1份水泥，0.8份砂石，0.1份质量比为1:1的硅灰与纳米碳酸钙的混合物，1.1份水。
[0011]一种混合纤维钢管混凝土组合结构的应用：所述混合纤维钢管混凝土组合结构可用于桥梁工程和高层建筑中。
[0012]综上所述，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术通过将钢纤维、玻璃纤维、椰丝纤维按一定的比例添加至混凝土中制备混合纤维混凝土，使得混合纤维混凝土的抗压和抗折强度相较于普通混凝土分别提高了23％和19％。再将混合纤维混凝土添加在钢管内，使得原本在受到偏心荷载作用时容易发生屈曲破坏的钢管混凝土构件，在双向偏拉荷载作用时，强度较普通混凝土钢管分别提高了31％和19％。
附图说明
[0013]图1是本专利技术制作工艺流程图；
[0014]图2是本专利技术各因素与抗压强度关系图；其中图2a为粉煤灰
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抗压强度关系图，图2b为钢纤维
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抗压强度关系图，图2c为玻璃纤维
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抗压强度关系图，图2d为椰丝纤维
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抗压强度关系图；
[0015]图3是本专利技术各组试块抗压强度
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时间对比表；
[0016]图4是本专利技术各组抗压强度拟合曲线斜率图；
[0017]图5是本专利技术试块抗压破坏形态图；
[0018]图6是本专利技术抗折试块照片；
[0019]图7是本专利技术抗折强度表；
[0020]图8是本专利技术试块抗折破坏形态图；
[0021]图9是本专利技术试块破坏断口形态图；
[0022]图10是本专利技术钢管破坏情况图；其中图10a为空钢管，图10b为素混凝土钢管，图10c为第一组混合纤维混凝土钢管，图10d为第二组混合纤维混凝土钢管；
[0023]图11是本专利技术钢管混凝土构件的双向偏拉试验的结果图。
具体实施方式
[0024]以下结合附图1
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11对本专利技术作进一步详细说明。
[0025]实施例1：一种混合纤维钢管混凝土组合结构的制备及应用，所述混合纤维钢管混凝土组合结构的制备方法如下所示：
[0026]将短切的金属纤维、无机非金属纤维、有机纤维和粉煤灰在混凝土拌合过程中按一定比例掺入混凝土中得到混合纤维混凝土，再将混合纤维混凝土填充入钢管构件内。所述短切的金属纤维具体为钢纤维；所述无机非金属纤维具体为玻璃；所述有机纤维具体为
椰丝纤维。所述混合纤维混凝土的比例为混凝土94.5％，粉煤灰1.5％,钢纤维2％，玻璃纤维1％，椰丝纤维1％；其中混凝土包括1份水泥，0.8份砂石，0.1份质量比为1:1的硅灰与纳米碳酸钙的混合物，1.1份水。所述混合纤维钢管混凝土组合结构可用于桥梁工程和高层建筑中。
[0027]实施例2：将短切的金属纤维、无机非金属纤维、有机纤维和粉煤灰在混凝土拌合过程中按一定比例掺入混凝土中得到混合纤维混凝土，再将混合纤维混凝土填充入钢管构件内。所述短切的金属纤维具体为钢纤维；所述无机非金属纤维具体为玻璃；所述有机纤维具体为椰丝纤维。所述混合纤维混凝土的比例为混凝土96.5％，粉煤灰1.5％，钢纤维1％，玻璃纤维1％，椰丝纤维0；其中混凝土包括1份水泥，0.8份砂石，0.1份质量比为1:1的硅灰与纳米碳酸钙的混合物，1.1份水。所述混合纤维钢管混凝土组合结构可用于桥梁工程和高层建筑中。
[0028]试验过程：
[0029]混合纤维混凝土试块强度试验设计
[0030]试验材料：
[0031][0032]表1
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混合纤维钢管混凝土组合结构的制备，其特征是：所述混合纤维钢管混凝土组合结构的制备方法如下所示：将短切的金属纤维、无机非金属纤维、有机纤维和粉煤灰在混凝土拌合过程中按一定比例掺入混凝土中得到混合纤维混凝土，再将混合纤维混凝土填充入钢管构件内。2.根据权利要求1所述的一种混合纤维钢管混凝土组合结构的制备，其特征是：所述短切的金属纤维具体为钢纤维；所述无机非金属纤维具体为玻璃；所述有机纤维具体为椰丝纤维。3.根据权利要求1所述的一种混合纤维钢管混凝土组合结构的制备，其特征是：所述混合纤维混凝土的最佳比例为混凝土94.5％，粉煤灰1.5％...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭春雷，崔李三，张晓辉，蓝玉清，邓振华，程思贤，
申请(专利权)人：广西科技大学，
类型：发明
国别省市：