自燃煤矸石集料混凝土叠合梁结构形式及制作方法

本发明涉及一种装配整体式结构中的一种预制混凝土水平构件，特别涉及一种自燃煤矸石集料混凝土叠合梁结构形式及制作方法。

背景技术：

1、当前，国内外装配式混凝土建筑采用的预制构件主要由普通混凝土制作，但其自重较大，导致装配式构件运输、吊装成本增加，并极大限制了其在高层、大跨度建筑物中的应用。这种情况下，寻找更轻质、更具可持续性的建筑材料变得至关重要。

2、煤矸石长期堆放不仅占用大片土地资源，还会导致内部含有的有毒有害物质逸出，严重污染周边大气与水源；随着全球资源的减少和环境问题的日益突出，固废资源化利用工作变得十分迫切；尽管已经开始对煤矸石进行资源化利用，但现有技术主要侧重于制备传统烧结制品，缺乏高效率低成本的绿色、节能建材开发利用技术。因此，进一步探索自燃煤矸石的应用场景，以发挥其性能优势，成为解决当前挑战的重要方向。

技术实现思路

1、针对上述情况，本发明的目的在于研发一种自然煤矸石集料混凝土叠合梁，实现自燃煤矸石在装配式建筑中的规模化利用，煤矸石建材资源化是实现其彻底化和规模化应用的最好归宿。该叠合梁在制备过程中利用自燃煤矸石粗、细集料取代了天然砂、石。

2、为实现上述目的，本发明采取的主要技术方案是：提供一种自燃煤矸石集料混凝土叠合梁，该自燃煤矸石集料混凝土叠合梁包括预制部分和位于所述预制部分上的后浇部分，该预制部分和/或该后浇部分采用自燃煤矸石粗、细集料混凝土制作。

3、叠合梁的配筋包括纵向受拉钢筋、抗震构造钢筋及环形箍筋；优选地，纵向受拉钢筋与抗震构造钢筋伸出梁侧，便于整体式装配；优选地，预制部分环形箍筋的上部分伸出该叠合梁的预制部分上表面，埋入后浇部分中。

4、该自燃煤矸石集料混凝土的原材料包括：水泥、自燃煤矸石、天然砂或机制砂、水、复合添加剂及矿物外加剂；该复合添加剂包括减水剂、早强剂、引气剂、防冻剂、缓凝剂及防水剂等，该矿物外加剂包括粉煤灰、矿粉及自燃煤矸石粉等。

5、减水剂是指一种在保持混凝土坍落度基本不变的条件下，能减少拌合用水量的混凝土外加剂，大多属于阴离子表面活性剂，有木质素系、奈系、树脂类和聚羧酸盐等系列；早强剂是指能提高混凝土早期强度，并且对后期强度无显著影响的外加剂，到目前为止，人们已先后开发除氯盐和硫酸盐以外的多种早强型外加剂，如亚硝酸盐，铬酸盐等，以及有机物早强剂，如三乙醇胺、甲酸钙、尿素等；引气剂是一种憎水性表面活性剂，溶于水后加入混凝土拌合物内，在搅拌过程中能产生大量微小气泡。

6、本发明自燃煤矸石集料混凝土叠合梁预制底部分的制备方法如下：

7、步骤一，集料加工：自燃煤矸石通过分类、破碎、筛分等工艺进行加工处理，其中粒径为4.75mm～19mm的自燃煤矸石作为自燃煤矸石粗集料，粒径为75μm～4.75mm的自燃煤矸石作；

8、步骤二，材料准备：准备水泥、自燃煤矸石集料、天然砂或机制砂、复合添加剂、矿物外加剂以及钢筋；

9、步骤三，安装模板：根据施工图叠合梁尺寸，制作钢模板，连接底模与侧模固定后，模板内表面涂刷脱模剂；

10、步骤四，钢筋加工：制作钢筋笼，将所述纵向受拉钢筋、抗震构造筋及环形箍筋按施工图要求绑扎成整体，放置于模板内，并通过钢筋保护层垫块进行定位；

11、步骤五，集料预处理：基于自燃煤矸石集料的吸水特性，拌和前提前1小时对其进行预湿处理，实测自燃煤矸石集料吸水率，根据施工季节与施工天气按其吸水率的60～80％计算出集料所需附加用水量，并在拌制混凝土前1～1.5小时均匀掺入自燃煤矸石集料中，所述自燃煤矸石集料包括自燃煤矸石粗集料、自燃煤矸石细集料；

12、步骤六，混凝土拌和：采用预拌混凝土搅拌工艺，投料顺序依次为：预湿的自燃煤矸石粗集料或天然碎石；水泥和矿物外加剂；天然砂或机制砂或预湿的自燃煤矸石细集料；水和符合添加剂。其中，使用所述自燃煤矸石粗集料和所述自燃煤矸石细集料中至少一种；

13、步骤七，浇筑：搅拌完成后，在15分钟内将新拌自燃煤矸石集料混凝土装入模板内，材料布料机布料，振动台振捣密实；

14、步骤八，拉毛：浇筑完成后，静止10～20分钟，采用拉毛机对预制部分面层进行拉毛处理，拉毛沟槽深度大于4mm，有拉毛机拉不到的部分，进行人工拉毛处理，确保面层表面有足够的粗糙度；

15、步骤九，养护：预制部分混凝土如采用蒸汽养护，经历预热、升温、恒温、降温四个阶段，养护湿度保持在95％以上，预热时间控制在3～4小时，升温速率为10℃～20℃/小时，蒸汽养护室最高温度为60℃，恒温持续养护时间不低于4小时，降温速率不大于10℃/小时，叠合梁预制部分生产周期为12～15小时；

16、步骤十，拆模：当混凝土强度达到设计强度的80％时，可拆除模板。

17、该自燃煤矸石轻集料混凝土叠合梁后浇部分的制备方法如下：

18、步骤一，吊装运输：当自燃煤矸石集料混凝土叠合梁的预制部分混凝土强度达到设计强度的80％时起吊，起吊采用双吊点起吊，保证各吊点受力均匀；采用平板车运输，运输加装托架或桁架及橡胶垫层，码放层数不得超过3层；

19、步骤二，定位：按图纸设计位置，吊放所述预制部分就位；

20、步骤三，支模板：按所述后浇部分混凝土厚度，边缘安装侧模；

21、步骤四，绑扎钢筋：绑扎在所述预制部分之间的连接钢筋；

22、步骤五，预埋：安装所述后浇叠合层内水、电管线及各种预埋件；

23、步骤六，润面：清理所述预制部分上部杂物，并充分喷水湿润；

24、步骤七，浇筑混凝土：浇筑所述后浇部分混凝土，将普通混凝土或自燃煤矸石集料混凝土浇入模板内，采用振捣棒对所述后浇部分混凝土进行振捣；

25、步骤八，养护：所述后浇部分混凝土浇筑后，进行保温保湿养护，达到设计强度。

26、本发明的自燃煤矸石集料混凝土叠合梁的制备方法，包括自燃煤矸石集料混凝土叠合梁预制部分的制备方法和自燃煤矸石集料混凝土叠合梁的后浇部分的制备方法。

27、本发明研制出造价低、自重轻、整体性好、抗硫酸盐侵蚀性能好、抗氯离子渗透和抗冻性皆满足规范要求的装配整体式叠合梁，符合节能、装配式绿色建筑及建筑工业化的要求，该自燃煤矸石集料混凝土构件集造价低、自重轻、施工快捷、维护简单、整体性好，具有轻质、高强、保温隔热、抗震和耐久等特性，并且变形协调性能较好、抗裂性能较好，能有效吸收地震能，提高建筑抗震能力，适用于有抗震要求的建筑，在同类产品中具有较强的竞争优势。

技术特征：

1.一种自燃煤矸石集料混凝土叠合梁，其特征在于，所述自燃煤矸石轻集料混凝土叠合梁包括预制部分和位于所述预制部分上的后浇部分，所述预制部分采用自燃煤矸石粗集料混凝土或自燃煤矸石粗、细集料混凝土制备，所述后浇部分采用自燃煤矸石粗、细集料混凝土或普通混凝土制备。

2.根据权利要求1所述的叠合梁，预制部分混凝土自燃煤矸石混凝土的强度等级不小于c30。

3.根据权利要求1所述的叠合梁，其特征在于，叠合梁的钢筋配置包括纵向受拉钢筋，抗震构造钢筋及环形箍筋。

4.根据权利要求3所述的叠合梁，其特征在于，所述纵向受拉钢筋配筋率满足受弯承载力配筋要求，抗震构造筋配筋率满足抗震设防烈度要求，箍筋配筋率满足受剪承载力配筋要求。

5.一种自燃煤矸石轻集料混凝土叠合梁的制备方法，其特征在于，所述自燃煤矸石轻集料混凝土叠合梁的预制部分制备方法包括：

技术总结本发明属于装配整体式预制混凝土构件，涉及一种自燃煤矸石集料混凝土叠合梁结构形式及制作方法。该自燃煤矸石集料混凝土叠合梁由预制部分和位于其上的后浇部分组成，通过使用自燃煤矸石粗、细集料，拌制混凝土制备而成。预制部分的制备方法包括：集料加工，材料准备，安装模板，钢筋加工，集料预处理，混凝土拌和，浇筑，拉毛，养护及拆模等过程。后浇部分可采用自燃煤矸石集料混凝土或普通混凝土与施工现场浇筑完成。本发明实现了煤矸石在装配整体式预制混凝土构件中的资源化利用，且叠合梁造价低、自重轻、整体性好、保温隔热性好，符合绿色、节能建筑要求，具有广阔的市场应用前景。技术研发人员：周梅,于彦夫,李超,韩杨,张凯,廖悦,张森林,王忻怡受保护的技术使用者：辽宁工程技术大学技术研发日：技术公布日：2024/6/13