一种中空内置方形钢管混凝土构件

本发明涉及建筑施工结构构件领域，具体为一种中空内置方形钢管混凝土构件。

背景技术：

1、随着社会不断的发展，建筑物向着更大的跨度和更高的高度发展，承载构件所承受的荷载增加，自重也随之增加，这就对建筑物的构件形式提出了更高的要求，在钢筋混凝土内部加入型钢形成的中空内置方形钢管混凝土可以减轻混凝土构件自重，提高混凝土构件的抗震性能，而且混凝土对于钢材的侧向约束，也保证了钢材力学性能的发挥，不会因失稳提前退出工作，但如何进一步提高钢管混凝土构件的力学性能成为目前的研究热点。

技术实现思路

1、发明目的：针对上述技术问题，本发明提出了一种中空内置方形钢管混凝土构件。

2、所采用的技术方案如下：

3、一种中空内置方形钢管混凝土构件，包括方形钢管、钢筋笼以及混凝土；

4、所述方形钢管包括管体以及设置在所述管体四周的钢栓；

5、以重量份数计，所述混凝土由以下原料制成：

6、水泥80-100份、硅烷改性钢纤维10-20份、石英砂100-120份、粉煤灰20-30份、水性聚氨酯乳液5-10份、环氧树脂乳液10-20份、苯丙乳液1-5份、聚羧酸减水剂0.5-1份、有机醇胺0.1-1份、消泡剂0.1-1份、水20-40份。

7、进一步地，所述硅烷改性钢纤维的制备方法如下：

8、将钢纤维浸没在氢氧化钠溶液中1h以上，取出用水洗涤后再加入硅烷水解液中搅拌改性处理1h以上，取出并放置于温度为100℃以上的烘箱中热处理1-10h。

9、进一步地，所述硅烷水解液的配置方法如下：

10、将甲醇和水按比例混匀后加入硅烷并搅拌10-60min，用乙酸调节ph至3-5，密封水解24h以上即可。

11、进一步地，所述硅烷为kh-560。

12、进一步地，所述环氧树脂乳液的制备方法如下：

13、将环氧树脂e-44，用乙醇和乙二醇单甲醚组成的混合溶剂溶解，在氮气保护下升温至75-85℃，滴加溶解有自由基引发剂的丙酮溶液，滴毕后搅拌升温至100-110℃，加入由2-甲基-2-丙烯酰胺基-丙磺酸、丙烯酸和丙烯酸甲酯组成的混合单体，继续反应3-6h后蒸除溶剂，加入乳化剂并调整搅拌转速至1500-2500r/min，加水经过强剪切搅拌后即可得到环氧树脂乳液。

14、进一步地，所述2-甲基-2-丙烯酰胺基-丙磺酸、丙烯酸和丙烯酸甲酯的重量比为1：0.3-0.5：0.1-0.2。

15、进一步地，所述环氧树脂e-44与混合单体的重量比为1：0.8-1。

16、进一步地，所述乳化剂由op-10和十二烷基磺酸钠以重量比1-5：1-5组成。

17、进一步地，所述有机醇胺为单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的任意一种或多种组合。

18、进一步地，所述消泡剂由有机硅消泡剂和聚醚消泡剂以重量比1-5：1-5组成。

19、本发明的有益效果：

20、本发明提供了一种中空内置方形钢管混凝土构件，由于内置方形钢管被混凝土包裹，隔绝了空气和水分，对方形钢管起到了很好的保护作用，不仅有效的避免了方形钢管的锈蚀，而且对结构抗火性能的改善也是非常明显的，省去了对方形钢管的防火、防锈的措施，也节省混凝土用量，四周带有钢栓的管体可以提高方形钢管与混凝土的结合性能，避免在强外力作用发生滑移；

21、硅烷改性钢纤维表面所带活性基团可与水泥建立化学键连接，使得钢纤维与水泥基体界面粘结性能增强，混凝土的力学性能得到了提升，水性聚氨酯乳液、环氧树脂乳液和苯丙乳液改善了混凝土和易性，使混凝土在振捣作用下更易于密实，孔隙更小，而且聚合物乳液失水成膜后，有助于封堵、填塞混凝土中大孔及连通孔，改善了混凝土微观孔结构，有助于提高混凝土的力学强度，自制的环氧树脂乳液引入了极性基团磺酸基，水溶性更好，而且含磺酸基的支链可以提供桥接作用增大水泥颗粒之间的相互作用，改善混凝土的工作性能，提高混凝土的力学强度；

22、有机醇胺既可以作为环氧树脂乳液的固化剂，又可以提高混凝土的强度、改善混凝土的耐久性和防止混凝土的龟裂和脱落，有机硅消泡剂和聚醚消泡剂复配可以实现对聚合物乳液在混凝土砂浆中引入气泡的消除作用，既有效提高混凝土的力学性能，又降低其收缩率。

23、本发明所制备的混凝土砂浆具有良好的力学强度，作为混凝土构件的制备材料对于进一步提升其结构强度起到了关键作用。

技术特征：

1.一种中空内置方形钢管混凝土构件，其特征在于，包括方形钢管、钢筋笼以及混凝土；

2.如权利要求1所述的中空内置方形钢管混凝土构件，其特征在于，所述硅烷改性钢纤维的制备方法如下：

3.如权利要求2所述的中空内置方形钢管混凝土构件，其特征在于，所述硅烷水解液的配置方法如下：

4.如权利要求3所述的中空内置方形钢管混凝土构件，其特征在于，所述硅烷为kh-560。

5.如权利要求1所述的中空内置方形钢管混凝土构件，其特征在于，所述环氧树脂乳液的制备方法如下：

6.如权利要求5所述的中空内置方形钢管混凝土构件，其特征在于，所述2-甲基-2-丙烯酰胺基-丙磺酸、丙烯酸和丙烯酸甲酯的重量比为1：0.3-0.5：0.1-0.2。

7.如权利要求5所述的中空内置方形钢管混凝土构件，其特征在于，所述环氧树脂e-44与混合单体的重量比为1：0.8-1。

8.如权利要求5所述的中空内置方形钢管混凝土构件，其特征在于，所述乳化剂由op-10和十二烷基磺酸钠以重量比1-5：1-5组成。

9.如权利要求1所述的中空内置方形钢管混凝土构件，其特征在于，所述有机醇胺为单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的任意一种或多种组合。

10.如权利要求1所述的中空内置方形钢管混凝土构件，其特征在于，所述消泡剂由有机硅消泡剂和聚醚消泡剂以重量比1-5：1-5组成。

技术总结本发明涉及建筑施工结构构件领域，具体为一种中空内置方形钢管混凝土构件，包括方形钢管、钢筋笼以及混凝土；所述方形钢管包括管体以及设置在所述管体四周的钢栓；以重量份数计，所述混凝土由以下原料制成：水泥80‑100份、硅烷改性钢纤维10‑20份、石英砂100‑120份、粉煤灰20‑30份、水性聚氨酯乳液5‑10份、环氧树脂乳液10‑20份、苯丙乳液1‑5份、聚羧酸减水剂0.5‑1份、有机醇胺0.1‑1份、消泡剂0.1‑1份、水20‑40份，本发明所制备的混凝土砂浆具有良好的力学强度，作为混凝土构件的制备材料对于提进一步升其结构强度起到了关键作用。技术研发人员：邓新,段绍伟,方辉,邹岱珒,龚泽权,郭松彪,李文勇,罗群,兰宇晖,王银,刘颖琪受保护的技术使用者：中南林业科技大学技术研发日：技术公布日：2024/6/11