外包frp再生混凝土組合管樁的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑基礎(chǔ)工程中的粧基工程領(lǐng)域，尤其涉及一種外包FRP再生混凝土組合管粧。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著世界經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進入了高速發(fā)展的時期，新建建筑物的施工和舊建筑物的拆除都會產(chǎn)生大量的廢棄混凝土。2014年，我國建筑垃圾生產(chǎn)量超過15億噸。2020年左右，我國建筑垃圾產(chǎn)生量可能將達到峰值。再生利用廢棄混凝土，不僅可以減少對自然資源的開發(fā)，還可以減少向自然排放垃圾的數(shù)量，具有顯著的社會、經(jīng)濟和環(huán)境效益。然而，由于老砂漿的存在，再生粗骨料的性能和天然粗骨料相比有很大差異，如表觀密度低、壓碎指標(biāo)高、孔隙率高、吸水率高。再生混凝土與普通混凝土相比，在物理、力學(xué)和耐久性能等方面存在差異，將再生骨料應(yīng)用到粧基礎(chǔ)中，必須采用新的施工工藝來提高粧體的承載力和耐久性。
[0003]型鋼混凝土結(jié)構(gòu)能充分發(fā)揮鋼材和混凝土各自優(yōu)點，是一種承載力高、延性好、抗震性能好的結(jié)構(gòu)，目前已廣泛應(yīng)用到國內(nèi)外建筑結(jié)構(gòu)中，但是在粧基礎(chǔ)中應(yīng)用較少，尤其是預(yù)制粧?；炷凉芑捯云浠捝碣|(zhì)量可靠、適應(yīng)性強、造價經(jīng)濟等優(yōu)點，可廣泛應(yīng)用到房屋建筑工程、道路橋梁、海港碼頭、海洋工程中。對于服役于海洋、港口、鹽堿地區(qū)、地下水或者土壤中侵蝕性介質(zhì)濃度較高的內(nèi)陸地區(qū)的鋼筋混凝土粧而言，粧體將長期遭受腐蝕性物質(zhì)的侵蝕，如氯離子滲透、硫酸鹽腐蝕、凍融循環(huán)等，粧基耐久性問題非常突出。粧體在侵蝕性介質(zhì)的作用下，鋼筋銹蝕，混凝土成分變化、體積膨脹，最終開裂剝落，粧體喪失承載力，嚴重縮短了鋼筋混凝土粧的使用壽命。因此，迫切需要改進鋼筋混凝土粧的施工工藝，采取有效措施提尚粧基耐久性。
[0004]目前，國家倡導(dǎo)“以塑代鋼”政策，鼓勵使用并積極推廣塑料制品等新型化學(xué)建材。纖維增強復(fù)合材料(FRP)因其優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性、電絕緣性、阻燃性、幾何穩(wěn)定性、質(zhì)輕、強度高且易于加工的優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于建筑、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、電子、醫(yī)療、汽車等領(lǐng)域。盡管如此，按照當(dāng)前預(yù)制混凝土粧的施工工藝，制作過程需要支模、拆模等多種工序，耗費大量的鋼模或者木模，增加了工作量和施工成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種粧基耐久性好、單粧承載力和抗變形能力強的外包FRP再生混凝土組合管粧。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:外包FRP再生混凝土組合管粧，主要由FRP管、圓形鋼筋籠骨架、十字形鋼骨和再生混凝土制成，圓形鋼筋籠骨架和十字形鋼骨置于FRP管內(nèi)，在管內(nèi)澆筑再生混凝土，采用離心工藝使再生混凝土沿FRP管四周均勻密實，使再生混凝土在FRP管內(nèi)形成圓形內(nèi)腔。
[0007]FRP管由上下兩個半圓形的FRP管拼接而成，并用FRP粘結(jié)劑將接口密封粘牢。
[0008]圓形鋼筋籠骨架由縱向鋼筋和螺旋箍筋焊接而成；縱向鋼筋沿圓周均勻布置，縱向鋼筋間距不小于6cm ;螺旋箍筋采用低碳鋼熱乳圓盤條或混凝土制品用冷拔低碳鋼絲，直徑為4mm?8mm。
[0009]十字形鋼骨由兩個“工”字型的型鋼在中心點交叉，布置成“十”字形，或由四塊型鋼翼緣板焊接到截面呈“十”字形的型鋼腹板端部組成。
[0010]再生混凝土由新砂漿和再生粗骨料組成，再生粗骨料粒徑范圍為5mm?25mm，強度等級為C35?C50。
[0011]上述外包FRP再生混凝土組合管粧，還包括端板和粧套箍，十字形鋼骨與螺旋箍筋和端板焊接，三者同心布置。
[0012]針對目前混凝土管粧存在的問題，發(fā)明人充分發(fā)揮FRP管的優(yōu)點，將FRP管和再生混凝土相結(jié)合，設(shè)計制作了一種全新的組合構(gòu)件一一外包FRP再生混凝土組合管粧，主要由FRP管、圓形鋼筋籠骨架、十字形鋼骨和再生混凝土制成，圓形鋼筋籠骨架和十字形鋼骨置于FRP管內(nèi)，再生混凝土在FRP管內(nèi)形成圓形內(nèi)腔。其中，耐腐蝕、輕質(zhì)高強的FRP管外包粧體，能有效防止粧體遭受腐蝕，解決了管粧的腐蝕性問題，提高粧基耐久性；內(nèi)撐的十字形鋼骨則可充分發(fā)揮鋼材、鋼筋和混凝土各自的優(yōu)勢，改善再生混凝土受力性能，提高單粧承載力和穩(wěn)定性；充分利用廢棄混凝土作為再生骨料，有利于再生混凝土在建筑基礎(chǔ)工程中推廣應(yīng)用。
[0013]相對于傳統(tǒng)混凝土管粧，本發(fā)明具有以下突出優(yōu)點:
[0014]1.粧體外包耐腐蝕、輕質(zhì)高強的FRP管，可有效阻隔腐蝕性介質(zhì)侵蝕粧體，防止粧體劣化，解決了腐蝕環(huán)境下粧基的耐久性問題；
[0015]2.內(nèi)撐十字形鋼骨，可充分發(fā)揮鋼材、鋼筋和混凝土各自的優(yōu)勢，改善再生混凝土受力性能，提高單粧承載力和穩(wěn)定性，增大粧體抗水平力剛度，減小橫向變形，減小截面尺寸。
[0016]3.FRP管可以作為澆筑混凝土的施工模板，節(jié)約了傳統(tǒng)施工工藝所用的鋼模，且免除了拆模工序，加快了施工速度，提高了經(jīng)濟效益；
[0017]4.外包FRP管有效保護內(nèi)在混凝土，可以減小保護層厚度，在滿足承載力要求的前提下，可以減少管粧尺寸，節(jié)省材料，降低造價；
[0018]5.充分利用建筑垃圾作為再生骨料，有利于再生混凝土在建筑基礎(chǔ)工程中推廣應(yīng)用和建筑垃圾資源化，起到保護環(huán)境的作用。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明外包FRP再生混凝土組合管粧的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2是圖1再生混凝土組合管粧沿A-A切割線的粧體橫截面圖。
[0021]圖3是圖1再生混凝土組合管粧沿B-B切割線的粧體橫截面圖。
[0022]圖4為圖1再生混凝土組合管粧中再生混凝土的示意圖。
[0023]圖中:1FRP管；2加密區(qū)螺旋箍筋；3再生混凝土 ；4縱向鋼筋；5非加密區(qū)螺旋箍筋；6十字形鋼骨；7粧套箍；8端板；9原始天然骨料；10附著老砂漿；11新砂漿。
【具體實施方式】
[0024]如圖1至4所示，本發(fā)明外包FRP再生混凝土組合管粧(外徑為400mm，壁厚95mm，長度為9m)，主要由FRP管1、圓形鋼筋籠骨架、十字形鋼骨6和再生混凝土制成，圓形鋼筋籠骨架和十字形鋼骨置于FRP管內(nèi)(即:FRP管外包縱向鋼筋、螺旋箍筋、十字形鋼骨)，在管內(nèi)澆筑再生混凝土 3，采用離心工藝使再生混凝土沿FRP管四周均勻密實，使再生混凝土在FRP管內(nèi)形成圓形內(nèi)腔。其中，
[0025]FRP管由上下兩個半圓形的FRP管拼接而成，外徑為400mm，壁厚為5mm，并用FRP粘結(jié)劑將接口密封粘牢。
[0026]圓形鋼筋籠骨架由縱向鋼筋和螺旋箍筋焊接而成；縱向鋼筋4 (鋼材為8C18)沿圓周均勻布置，縱向鋼筋間距不小于6cm ;螺旋箍筋采用混凝土制品用冷拔低碳鋼絲，直徑為4mm，加密區(qū)螺旋箍筋(印2間距45mm，非加密區(qū)螺旋箍筋(L2) 5間距為80mm，保護層厚度20mmo
[0027]十字形鋼骨由四塊型鋼翼緣板焊接到截面呈“十”字形的型鋼腹板端部組成，型鋼為Q345，厚度為50mm，翼緣板寬度為150mm。
[0028]再生混凝土由新砂漿和再生粗骨料組成，再生粗骨料粒徑范圍為5mm?25mm，強度等級為C35。
[0029]再生混凝土組合管粧還包括端板8和粧套箍7，十字形鋼骨與螺旋箍筋和端板焊接，三者同心布置。端板由某廠商生產(chǎn)，所用鋼材為Q235B ;粧套箍采用Q235B鋼，由鋼板卷壓成圓柱狀，接縫處焊接，并整圓。
[0030]制作方法
[0031 ] 1、根據(jù)圓粧尺寸、縱筋直徑制作端板和粧套箍。
[0032]2、焊接圓形鋼筋籠。根據(jù)圓粧尺寸和保護層厚度，采用滑動焊接機將箍筋按螺旋形式焊接至縱向鋼筋上，縱向鋼筋應(yīng)沿圓周均勻布置。
[0033]3、安裝圓形鋼筋籠骨架。將焊接好的鋼筋籠骨架、十字形鋼骨、端板和粧套箍放入下半FRP管中，粧端板與粧套箍應(yīng)均勻連續(xù)焊牢，鋼筋籠骨架、十字形鋼骨和FRP管同心放置。
[0034]4、混凝土澆筑。采用喂料機向下半FRP管內(nèi)澆筑混凝土，按先中間、后兩端、再中間的喂料方法，沿FRP管長度方向均勻布料將再生混凝土均勻填滿下半FRP管。
[0035]5、合模。將上半FRP管放至下半FRP管上方，并用套箍將上下FRP管套緊固定，防止FRP管在離心作業(yè)時松動和漏漿。
[0036]6、離心成型工藝。將上述合模后的管粧吊至離心機上，按低速、低中速、中速、高速的離心速度逐級加速，離心15?20分鐘，使再生混凝土沿FRP管四周均勻密實，管內(nèi)形成圓形內(nèi)腔。
[0037]7、養(yǎng)護。將離心成型后的管粧吊至常壓蒸汽養(yǎng)護池進行初級蒸汽養(yǎng)護，靜置lh?2h，緩慢升溫至90°C?100°C，養(yǎng)護4h?8h。初級養(yǎng)護后，用FRP粘結(jié)劑將FRP接口密封，自然養(yǎng)護達到出廠強度后即可出廠。
【主權(quán)項】
1.一種外包FRP再生混凝土組合管粧，其特征在于主要由FRP管、圓形鋼筋籠骨架、十字形鋼骨和再生混凝土制成，圓形鋼筋籠骨架和十字形鋼骨置于FRP管內(nèi)，再生混凝土在FRP管內(nèi)形成圓形內(nèi)腔。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外包FRP再生混凝土組合管粧，其特征在于:所述FRP管由上下兩個半圓形的FRP管拼接而成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外包FRP再生混凝土組合管粧，其特征在于:所述圓形鋼筋籠骨架由縱向鋼筋和螺旋箍筋焊接而成；所述縱向鋼筋沿圓周均勻布置，縱向鋼筋間距不小于6cm ;所述螺旋箍筋采用低碳鋼熱乳圓盤條或混凝土制品用冷拔低碳鋼絲，直徑為4mm ?8mm ο4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外包FRP再生混凝土組合管粧，其特征在于:所述十字形鋼骨由兩個“工”字型的型鋼在中心點交叉，布置成“十”字形，或由四塊型鋼翼緣板焊接到截面呈“十”字形的型鋼腹板端部組成。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外包FRP再生混凝土組合管粧，其特征在于:所述再生混凝土由新砂漿和再生粗骨料組成，再生粗骨料粒徑范圍為5mm?25mm，強度等級為C35?C50。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外包FRP再生混凝土組合管粧，其特征在于還包括端板和粧套箍，所述十字形鋼骨與螺旋箍筋和端板焊接，三者同心布置。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種外包FRP再生混凝土組合管樁，主要由FRP管、圓形鋼筋籠骨架、十字形鋼骨和再生混凝土制成，圓形鋼筋籠骨架和十字形鋼骨置于FRP管內(nèi)，再生混凝土在FRP管內(nèi)形成圓形內(nèi)腔。其中，耐腐蝕、輕質(zhì)高強的FRP管外包樁體，能有效防止樁體遭受腐蝕，解決了管樁的腐蝕性問題，提高樁基耐久性；內(nèi)撐的十字形鋼骨則可充分發(fā)揮鋼材、鋼筋和混凝土各自的優(yōu)勢，改善再生混凝土受力性能，提高單樁承載力和穩(wěn)定性；充分利用廢棄混凝土作為再生骨料，有利于再生混凝土在建筑基礎(chǔ)工程中推廣應(yīng)用。
【IPC分類】E02D5/30
【公開號】CN105386437
【申請?zhí)枴緾N201510680992
【發(fā)明人】應(yīng)敬偉, 周彬, 潘曉冰, 溫小艷, 秦建團, 寥成文, 田錦尚, 史金華, 蒙秋江, 周芾瑤, 陳煒, 丁銳, 葉增鑫, 董宏源, 宋智成
【申請人】廣西大學(xué)
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年10月19日