一种内置灌浆管的预填集料钢管混凝土柱及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种内置灌浆管的预填集料钢管混凝土柱及其制备方法，包括外钢管、内置灌浆管、粗集料和浆体材料；所述内置灌浆管周身开孔，内置灌浆管垂直设在外钢管内中心位置，外钢管与内置灌浆管之间填充粗集料；浆体材料由内置灌浆管的孔洞渗透到粗集料空隙中。将粗集料混合均匀后置于外钢管与灌浆管之间空隙内，采用振捣棒振捣粗集料达到密实，从而形成粗集料尖对尖接触，相互嵌锁，然后补足粗集料填平至外钢管高度。将浆体材料注入灌浆管，并通过振捣棒振捣内置灌浆管内的灌浆料，直到浆体材料透过灌浆管孔洞填充完粗集料空隙并溢满外钢管。本发明专利技术制备的预填集料钢管混凝土柱具有操作简单、抗压强度高、自重轻、延性和抗震性能好、耐腐蚀性能好等优点。耐腐蚀性能好等优点。耐腐蚀性能好等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种内置灌浆管的预填集料钢管混凝土柱及其制备方法


[0001]本专利技术涉及钢管混凝土柱
，特别涉及了一种内置灌浆管的预填集料钢管混凝土柱及其制备方法。

技术介绍

[0002]钢管混凝土组合结构具有承载力高、抗震性能好、施工简便、经济效益显著等优点，在复杂山区桥梁建设中具有广阔应用前景。钢管混凝土良好力学性能的关键在于钢管与管内混凝土紧密结合，由于管内混凝土的收缩特性以及现有灌注工艺原因，管内混凝土与钢管之间往往存在脱粘问题。
[0003]另一方面，双壁空心柱是由外钢管、内钢管以及二者之间填充的混凝土共同构成的空心钢管混凝土柱，具有自重轻、抗弯刚度大、强度高、耐久性能好、延性和抗震性能好以及施工便捷等优点。双壁空心柱的空心率(空心面积/外钢管内径截面面积)越小，其延性和承载能力越大。已有文献表明，当双壁空心柱的空心率不超过0.2时，空心部分对柱的承载力无影响，即此时内钢管中是否有填充材料对双壁空心柱的承载力影响可忽略。因此，可以利用空心率不超过0.2的带孔内钢管作为预填集料的灌浆管，形成一种内置灌浆管的预填集料钢管混凝土柱。
[0004]众所周知，预填集料混凝土是先预填粗集料，再灌注高流动性浆体而形成的混凝土。其粗集料体积含量高，骨料尖对尖接触，相互嵌锁，可充分发挥粗集料的骨架作用，体积稳定性能较常规混凝土有显著改善。且胶材用量少，收缩量少，减少和避免了传统钢管混凝土柱存在的钢管与混凝土脱粘问题。以预填集料混凝土代替钢管管内混凝土，极大的提高了混凝土的体积稳定性，保障钢管与管内混凝土共同工作，充分发挥钢管混凝土与预填集料混凝土的优势，促进了钢管混凝土组合结构的发展与应用。

技术实现思路

[0005]基于上述技术问题，本专利技术提出一种内置灌浆管的预填集料钢管混凝土柱及其制备方法。
[0006]一种内置灌浆管的预填集料钢管混凝土柱，主要由外钢管、内置灌浆管、粗集料和浆体材料构成。
[0007]优选的内置灌浆管周身开孔，且布置于外钢管的中心位置，有利于浆体材料经内置灌浆管孔洞渗出，在自身重力作用下均匀填充集料空隙；
[0008]优选的内置灌浆管孔径小于粗集料最小粒径，防止集料卡在孔洞内造成堵塞；
[0009]优选的内置灌浆管比外钢管高，防止集料落入内置灌浆管中，施工完成后可切割除去；
[0010]优选的所述粗集料是一定间断级配的粗集料，所述浆体材料为高性能净浆。
[0011]一种内置灌浆管的预填集料钢管混凝土柱的制备方法，包括如下步骤：
[0012]将粗集料混合均匀后置于外钢管与内置灌浆管之间空隙内，采用振捣棒振捣粗集
料达到密实，补足粗集料填平至外钢管高度，将浆体材料注入内置灌浆管，并通过振捣棒振捣内置灌浆管内的灌浆料，直到浆体材料通过内置灌浆管孔洞渗透到集料空隙中并溢满外钢管。
[0013]综上所述，本专利技术的技术效果和优点是：
[0014]1、本专利技术采用周身开孔的内置灌浆管进行灌浆，直接将搅拌好的浆体材料注入布置于钢管中心位置的内置灌浆管，随着浆体材料从内置灌浆管底部升起，并通过振捣棒振捣内置灌浆管内的灌浆料，浆体材料在自重作用和振捣作用下经内置灌浆管孔洞渗出，均匀填充粗集料空隙。所有步骤无需使用灌浆机及其它特殊机器工具，且操作简单。
[0015]2、当双壁空心管的空心率不超过0.2时，空心部分对柱的承载力影响可忽略，即此时内钢管中是否有填充材料对双壁空心柱的承载力影响甚微。本专利技术利用该技术要点，控制内置灌浆管内径截面面积与外钢管内径截面面积的比值不超过0.2，此时内置灌浆管中的浆体材料对柱的承载能力影响可忽略，内置灌浆管与外钢管、粗集料和浆体材料形成双壁钢管混凝土柱，具有自重轻、抗弯刚度大、强度高、耐久性能好、延性和抗震性能好以及施工便捷等优点。
[0016]3、本专利技术采用高性能的浆体材料，使粗集料与浆体材料较好的形成整体，共同承担外荷载，从而更好地发挥粗集料的相互嵌锁作用，避免了普通钢管混凝土因内部混凝土收缩造成的脱空脱粘缺陷，显著提高预填集料混凝土的抗压强度。
附图说明
[0017]图1为实施例的内圆外方形钢管混凝土柱；
[0018]图2为实施例的内圆外圆形钢管混凝土柱。
具体实施方式
[0019]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0020]如图1所示，一种内置灌浆管的预填集料钢管混凝土柱，包括外钢管1、内置灌浆管2、粗集料3和浆体材料4；所述内置灌浆管2周身开孔，所述内置灌浆管2开孔的孔径小于粗集料3最小粒径。内置灌浆管2垂直设在外钢管1内中心位置，外钢管1内填充粗集料3；浆体材料4由内置灌浆管2的孔洞渗透到粗集料3空隙中。
[0021]所述内置灌浆管2施工时，顶部比外钢管1高，施工完成后切割除去高处的部分。所述粗集料3为间断级配的粗集料3，所述浆体材料4为高性能净浆。
[0022]一种内置灌浆管的预填集料钢管混凝土柱的制备方法，包括如下步骤：
[0023]内置灌浆管2垂直设在外钢管1内；
[0024]将粗集料3混合均匀后置于外钢管1与内置灌浆管2之间空隙内，采用振捣棒振捣粗集料3达到密实，补足粗集料3填平外钢管1；
[0025]将浆体材料4注入内置灌浆管2，并通过振捣棒振捣内置灌浆管2内的浆体材料4，直到浆体材料4通过内置灌浆管2孔洞渗透到集料空隙中并溢满外钢管1。
[0026]如图1，外钢管1为方形、内置灌浆管2为圆形，形成内圆外方形钢管混凝土柱；如图2所示，外钢管1、内置灌浆管2均为圆形，形成内圆外圆形钢管混凝土柱。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种内置灌浆管的预填集料钢管混凝土柱，其特征在于：包括外钢管(1)、内置灌浆管(2)、粗集料(3)和浆体材料(4)；所述内置灌浆管(2)周身开孔，内置灌浆管(2)垂直设在外钢管(1)内中心位置，外钢管(1)内填充粗集料(3)；浆体材料(4)由内置灌浆管(2)的孔洞渗透到粗集料(3)空隙中。2.根据权利要求1所述的一种内置灌浆管的预填集料钢管混凝土柱，其特征在于：所述内置灌浆管(2)开孔的孔径小于粗集料(3)最小粒径。3.根据权利要求1所述的一种内置灌浆管的预填集料钢管混凝土柱，其特征在于：所述内置灌浆管(2)施工时，顶部比外钢管(1)高，施工完成后切割除去高处的部分。4.权利要求1到3任...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐红元，闵魏江，洪端，
申请(专利权)人：西华大学，
类型：发明
国别省市：