【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及建筑结构，具体涉及一种预置粗骨料注浆式高性能钢管混凝土柱及其施工方法。
技术介绍
1、近年来随着现代工程技术的不断发展，建筑物、构筑物等逐渐向超高层、超大跨及重载方向发展。传统混凝土材料已无法满足当前重大土木工程的需要，各类有特殊功能需求的结构要求混凝土向高强化、高性能化、多功能化方向不断发展。尽管高性能混凝土的应用潜力非常大，但其仍具有诸多劣势导致在实际工程中尚未大规模普及应用。一方面高性能混凝土配合比设计中通常会剔除粗骨料，导致水泥等胶凝材料用量相对较高，通常是普通混凝土用量的3～4倍。这不仅增加了高性能混凝土的生产成本，还显著增加了碳排放量，不利于建筑领域的可持续化发展。另一方面，高性能混凝土的收缩较为显著，将其应用于钢管混凝土柱中易发生内部高性能混凝土脱空、脱粘现象。将粗骨料引入高性能混凝土体系能够有效解决胶凝材料用量高、水化热及收缩较大等问题。然而受搅拌成型方式的限制，粗骨料在高性能混凝土中的应用存在一定局限性。为保证混凝土的力学性能和工作性能，大体积、大粒径的粗骨料不适用于粗骨料高性能混凝土的制备，同时高性能混凝土中加入高密度的粗骨料极易产生分层离析现象。这些局限性导致粗骨料高性能混凝土的胶凝材料使用量仍相对较高。将预置粗骨料注浆成型方式引入粗骨料高性能钢管混凝土柱的制备中，可以在提高粗骨料利用率的同时降低高性能混凝土的收缩，提高高性能钢管混凝土柱的轴压性能及推出性能。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术目的在于提出一种预置粗骨料注
2、为实现上述目的，本专利技术通过下述技术方案实现：
3、本专利技术提供一种预置粗骨料注浆式高性能钢管混凝土柱，包括钢管，所述钢管内部填充有高性能混凝土，所述高性能混凝土按照重量份数计包括以下原料：高性能注浆料1210～1370份，粗骨料1310～1460份。
4、上述方案中，通过采用预置粗骨料注浆式高性能钢管混凝土柱，能够在提高粗骨料利用率的同时降低高性能混凝土的收缩，进而减少胶凝材料的使用量，降低成本并提高环境可持续性。此外，这种方法还可以改善钢管混凝土柱的轴压性能及推出性能，降低脱空和脱粘的风险。
5、作为本专利技术的进一步优化方案，所述粗骨料的粒径为15～20mm。
6、上述方案中，限定粗骨料粒径为15～20mm可以确保混凝土具有较高的强度，同时这种粒径较大的骨料便于施工浇筑。
7、作为本专利技术的进一步优化方案，所述高性能混凝土的28d抗压强度为90～110mpa。
8、上述方案中，高性能混凝土的28天抗压强度范围为90～110mpa，这表明所制备的高性能混凝土具有优异的机械性能，能够满足高强度结构的要求。
9、作为本专利技术的进一步优化方案，所述高性能注浆料按照重量份数计包括以下原料：水泥774份，硅灰60份，超细矿粉357份，膨胀剂119份，石英砂953份，水250份，减水剂22份。
10、上述方案中，详细说明了高性能注浆料的组成，通过合理的配方设计可以进一步提高混凝土的流动性和耐久性，同时保持较高的强度。
11、作为本专利技术的进一步优化方案，所述石英砂的粒径范围为0～0.2mm。
12、上述方案中，限定石英砂粒径范围为0～0.2mm有助于改善注浆料的流动性和填充性能，减少空隙，提高混凝土的致密性。
13、作为本专利技术的进一步优化方案，所述膨胀剂为cao型膨胀剂和hcsa型膨胀剂的复合物。
14、上述方案中，采用cao型膨胀剂和hcsa型膨胀剂的复合物可以有效地补偿混凝土的收缩，减少开裂风险，提高结构的整体性和耐久性。
15、作为本专利技术的进一步优化方案，所述cao型膨胀剂和所述hcsa型膨胀剂的质量比为7:3。
16、上述方案中，通过设定cao型膨胀剂和hcsa型膨胀剂的质量比为7:3，可以达到最佳的补偿收缩效果，进一步增强混凝土的结构性能。
17、作为本专利技术的进一步优化方案，所述高性能注浆料的流动度为33cm。
18、上述方案中，高性能注浆料的流动度为33cm，这表明注浆料具有良好的流动性，易于施工，能够有效地填充钢管内部空间以及粗骨料之间的空隙。
19、本专利技术还提供一种预置粗骨料注浆式高性能钢管混凝土柱的施工方法，所述施工方法采用a方式、b方式、c方式中的任意一种注浆方式：
20、a方式：
21、在钢管内部预先放置粗骨料，并在模具中插入注浆管，将预制好的高性能注浆料通过注浆管注入钢管内，一边注浆一边将注浆管拔出，直至钢管内部被完全填充；
22、b方式：
23、在钢管内部预先放置粗骨料，使用压力注浆机在模具底部泵送预制好的高性能注浆料，直至钢管内部被完全填充；
24、c方式：
25、预先在钢管内部均匀铺置一层粗骨料，浇筑一层预制好的高性能注浆料；当高性能注浆料填充粗骨料间隙后继续铺置一层粗骨料，再浇筑一层预制好的高性能注浆料，重复上述操作直至钢管内部被完全填充。
26、作为本专利技术的进一步优化方案，所述高性能注浆料的制备方法包括：
27、按照设计配比称取材料，将水泥、硅灰、超细矿粉、膨胀剂、石英砂、减水剂加入搅拌锅低速搅拌，搅拌均匀后加入水先高速搅拌再中速搅拌，得到高性能注浆料。
28、与现有技术相比，本专利技术提供的技术方案具有如下优点及有益效果：
29、1、采用预置粗骨料注浆成型方式制备的高性能混凝土中粗骨料利用率提升显著，体积掺量可达50％以上，而采用普通搅拌成型的粗骨料高性能混凝土的粗骨料最高体积掺量仅为30％左右。相比水泥等胶凝材料，粗骨料的碳排放量和经济成本较低，因此采用预置粗骨料注浆式高性能混凝土制备的钢管混凝土柱具有更高的环境可持续性和更低的生产成本。
30、2、掺加膨胀剂及高体积掺量的粗骨料均能有效降低高性能混凝土的收缩，如图4所示。通过推出试验结果可知预置粗骨料注浆式高性能钢管混凝土柱的核心高性能混凝土被推出需更大的荷载，证明预置粗骨料注浆式高性能混凝土和钢管直接具有较好的粘结性能。因此预置粗骨料注浆式钢管混凝土柱的核心高性能混凝土脱空脱粘风险降低。
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1.一种预置粗骨料注浆式高性能钢管混凝土柱，包括钢管，所述钢管内部填充有高性能混凝土，其特征在于，所述高性能混凝土按照重量份数计包括以下原料：高性能注浆料1210～1370份，粗骨料1310～1460份。
2.根据权利要求1所述的预置粗骨料注浆式高性能钢管混凝土柱，其特征在于，所述粗骨料的粒径为15～20mm。
3.根据权利要求1所述的预置粗骨料注浆式高性能钢管混凝土柱，其特征在于，所述高性能混凝土的28d抗压强度为90～110MPa。
4.根据权利要求1所述的预置粗骨料注浆式高性能钢管混凝土柱，其特征在于，所述高性能注浆料按照重量份数计包括以下原料：水泥774份，硅灰60份，超细矿粉357份，膨胀剂119份，石英砂953份，水250份，减水剂22份。
5.根据权利要求4所述的预置粗骨料注浆式高性能钢管混凝土柱，其特征在于，所述石英砂的粒径范围为0～0.2mm。
6.根据权利要求4所述的预置粗骨料注浆式高性能钢管混凝土柱，其特征在于，所述膨胀剂为CaO型膨胀剂和HCSA型膨胀剂的复合物。
7.根据权利要求6所
8.根据权利要求4所述的预置粗骨料注浆式高性能钢管混凝土柱，其特征在于，所述高性能注浆料的流动度为33cm。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的预置粗骨料注浆式高性能钢管混凝土柱的施工方法，其特征在于，所述施工方法采用A方式、B方式、C方式中的任意一种注浆方式：
10.根据权利要求9所述的预置粗骨料注浆式高性能钢管混凝土柱的施工方法，其特征在于，所述高性能注浆料的制备方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种预置粗骨料注浆式高性能钢管混凝土柱，包括钢管，所述钢管内部填充有高性能混凝土，其特征在于，所述高性能混凝土按照重量份数计包括以下原料：高性能注浆料1210～1370份，粗骨料1310～1460份。
2.根据权利要求1所述的预置粗骨料注浆式高性能钢管混凝土柱，其特征在于，所述粗骨料的粒径为15～20mm。
3.根据权利要求1所述的预置粗骨料注浆式高性能钢管混凝土柱，其特征在于，所述高性能混凝土的28d抗压强度为90～110mpa。
4.根据权利要求1所述的预置粗骨料注浆式高性能钢管混凝土柱，其特征在于，所述高性能注浆料按照重量份数计包括以下原料：水泥774份，硅灰60份，超细矿粉357份，膨胀剂119份，石英砂953份，水250份，减水剂22份。
5.根据权利要求4所述的预置粗骨料注浆式高性能钢管混...
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