一种半预制圆钢管再生混合混凝土柱及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及废旧混凝土循环利用和钢管混凝土柱构件，尤其涉及一种半预制圆钢管再生混合混凝土柱及其制备方法。
【背景技术】
[0002]圆钢管混凝土柱是一种非常合理的组合构件，具有承载能力高、刚度大、延性好、抗震性能优等特点，在土木建筑领域被广泛使用。随着城市化进程的加快，我国建筑产业正逐步朝着建筑工业化方向迈进，其特点之一就是大力发展预制构件，以实现构件精度和质量提高、人力消耗降低、施工速度加快等目的。若对圆钢管混凝土柱采取整体预制的做法，因柱子自重很大，不便于运输和吊装；若对圆钢管混凝土柱采取分段预制然后现场拼接组装的做法，则因拼缝较多且各分段混凝土之间缺乏有效连接，柱子整体性降低同时潜在缺陷部位增加。
[0003]由于天然砂、石的开采破坏环境且储量日渐减少，废旧混凝土作为一种宝贵的“特殊资源”，其循环再生利用已越来越引起国内外广泛关注。与再生粗骨料和再生细骨料相比，采用尺度更大的(废旧)混凝土块体能大大简化废旧混凝土的循环利用过程。但是，当废旧混凝土块体应用于圆钢管混凝土柱时，由于施工现场的钢管处于竖直状态且高度较大，为保证废旧混凝土块体与新混凝土之间的混合浇筑质量，必须采用新混凝土和废旧混凝土块体多次交替投放并充分振捣的做法，不仅要花费大量人力用于废旧混凝土块体的间断性投放，而且大大拖慢了现场施工进度。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种结构简单，运输、施工方便快捷的半预制圆钢管再生混合混凝土柱及其制备方法，其具有承载能力高、刚度大、延性好、抗震性能优等特点。
[0005]本发明通过下述技术方案实现:
[0006]—种半预制圆钢管再生混合混凝土柱，包括钢管1、在钢管1的内部轴向依次放置的多根相互间隔的再生混合混凝土节段3，以及填充在钢管1与各再生混合混凝土节段3之间空隙内的后浇的新混凝土 2 ;在每根再生混合混凝土节段3内，分别预埋有伸出其顶部的吊装弯钩6和伸出其底部的短钢筋7。
[0007]所述再生混合混凝土节段3由废旧混凝土块体4和混凝土 5浇筑而成；所述短钢筋7的端部均与其相邻的再生混合混凝土节段3的顶部相抵，使各相邻的再生混合混凝土节段3之间形成用于浇筑后浇的新混凝土 2的预留空隙。
[0008]所述废旧混凝土块体4为旧有建筑物、构筑物、道路、桥梁或堤坝拆除并去除保护层和全部或部分钢筋之后的尺寸不小于100mm的废旧混凝土块体。
[0009]所述后浇的新混凝土 2和混凝土 5为天然骨料混凝土或再生骨料混凝土，且抗压强度不小于30MPa。
[0010]所述废旧混凝土块体4与混凝土 5的质量比为1:4?1:1 ;所述再生混合混凝土节段3单根高度不小于800mm。
[0011]所述短钢筋7的数量为4根，各短钢筋7的直径相同且不小于20mm，每根短钢筋7的外露部分长度为60mm?100mm。
[0012]上述半预制圆钢管再生混合混凝土柱的制备方法如下:
[0013](1)预制再生混合混凝土节段3时，以再生混合混凝土节段3的横躺方式制好成型模板，并分别预埋好四根短钢筋7和吊装弯钩6，提前将废旧混凝土块体4充分浇水湿润；浇筑时，采用在成型模板内一次性投放表面湿润的废旧混凝土块体4然后再浇筑混凝土 5充分振捣，待其凝固后得到预制再生混合混凝土节段3 ;
[0014](2)将预制好的再生混合混凝土节段3运输至施工现场，并对其充分浇水湿润，采用吊机通过吊装弯钩6将表面湿润的再生混合混凝土节段3依次吊入事先已安装好的钢管1内部，并使各再生混合混凝土节段3沿轴向对齐，然后沿着再生混合混凝土节段3的侧面与钢管1内壁之间的空隙灌入后浇的新混凝土 2并插入振动棒充分振捣，直至整个钢管1内部的空隙被灌满，待其凝固后得到半预制圆钢管再生混合混凝土柱。
[0015]本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果:
[0016]本发明对钢管混凝土柱采取半预制的做法，即将圆钢管内部的混凝土分为预制和后浇两部分:预制部分为多根再生混合混凝土节段，其相邻之间以短钢筋隔开，各再生混合混凝土节段的侧面与圆钢管内壁之间留有足够插入振动棒的空隙；后浇部分为现场施工时充填于节段侧面与圆钢管内壁之间，以及相邻再生混合混凝土节段之间的后浇新混凝土。由于每根再生混合混凝土节段高度有限，使得堆叠、运输、吊装较为方便，同时由于后浇新混凝土可以很好地填充再生混合混凝土节段侧面与圆钢管内壁之间的空隙，以及各再生混合混凝土节段之间的空隙，使得柱子的整体性得以保障。
[0017]本发明对圆钢管内部的再生混合混凝土采取分段预制的做法，由于每根再生混合混凝土节段预制时采用横躺方式支模，这样就只需在成型模板内一次性投放废旧混凝土块体然后再浇筑新混凝土并充分振捣即可，浇筑速度明显加快。再生混合混凝土节段的提前预制，不仅可更好地保证节段的施工质量、更有效地提高废旧混凝土块体的取代率，而且还使施工现场避免了再生混合混凝土的浇筑问题，现场施工效率明显提升，符合建筑工业化的发展方向。
[0018]综上所述，现有技术存在圆钢管混凝土柱的常规预制做法不便于运输吊装以及柱子整体性降低等问题，同时大尺度废旧混凝土块体在圆钢管内部的间断性投放存在人力花费大、现场施工进度慢等问题；本发明再生混合混凝土节段可利用废旧混凝土块体浇筑，大大简化了废旧混凝土循环利用时的破碎、筛分、净化等处理过程，可实现废旧混凝土的高效循环利用；本发明预制的每根再生混合混凝土节段高度有限，使得堆叠、运输、吊装较为方便，同时由于后浇新混凝土可以很好地填充再生混合混凝土节段侧面与圆钢管内壁之间的空隙，以及各再生混合混凝土节段之间的空隙，使得柱子的整体性得以保障；本发明再生混合混凝土节段的提前预制，不仅可更好地保证节段的施工质量、更有效地提高废旧混凝土块体的取代率，而且还使施工现场避免了再生混合混凝土的浇筑问题，现场施工效率明显提升，符合建筑工业化的发展方向。
【附图说明】
[0019]图1为本发明半预制圆钢管再生混合混凝土柱横向剖面示意图。
[0020]图2为本发明半预制圆钢管再生混合混凝土柱纵向剖面示意图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。
[0022]实施例1
[0023]如图1、2所示。本发明一种半预制圆钢管再生混合混凝土柱，包括钢管1、在钢管1的内部轴向依次放置的多根相互间隔的再生混合混凝土节段3，以及填充在钢管1与各再生混合混凝土节段3之间空隙内的后浇的新混凝土 2。
[0024]在每根再生混合混凝土节段3内，分别预埋有伸出其顶部的吊装弯钩6和伸出其底部的短钢筋7。
[0025]所述再生混合混凝土节段3由废旧混凝土块体4和混凝土 5浇筑而成；所述短钢筋7的端部均与其相邻的再生混合混凝土节段3的顶部相抵，使各相邻的再生混合混凝土节段3之间形成用于浇筑后浇的新混凝土 2的预留空隙。
[0026]所述钢管1外径500mm，壁厚6mm，钢管长度4000mm，再生混合混凝土节段3底面边长为345mm，高1200mm，短钢筋7伸出底面100mm，吊装弯钩6伸出顶面50mm。钢材牌号Q235，实测屈服强度265MPa，抗拉强度361.2MPa。
[0027]再生混合混凝土节段3由立方体抗压强度30MPa的废旧混凝土块体4和立方体抗压强度40MPa的混凝土 5混合而成，混合后立方体抗压强度为36MPa，后浇的新混凝土 2的立方体抗压强度为40MPa。废旧混凝土块体4为旧有建筑物拆除并去除保护层和全部钢筋之后的废旧混凝土块体，混凝土 5和后浇的新混凝土 2均为天然骨料混凝土。废旧混凝土块体4的特征尺寸为100?200mm，且再生混合混凝土节段3中废旧混凝土块体4与混凝土5的质量比为1:1.5，钢管内部全部混凝土中废旧混凝土块体4与其他所有混凝土的质量比为 1:3。