[实用新型]一种混凝土柱

说明书

本实用新型公开了一种混凝土柱，属于建筑结构技术领域，其包括复合外壳以及浇注在复合外壳内部的普通混凝土，复合外壳为封闭的多层复合结构，复合外壳从外往内依次为外侧包裹层和内侧包裹层，外侧包裹层和内侧包裹层构成内腔，内腔中浇注有超高性能混凝土，超高性能混凝土内嵌有纵向的支撑筋；外侧包裹层和内侧包裹层的材质为纤维增强复合材料。本实用新型混凝土柱的复合结构得到优化，能延长使用时间和节约成本。

技术领域

本实用新型属于建筑结构技术领域，尤其涉及一种混凝土柱。

背景技术

混凝土柱是一种常见的结构构件形式，一般作为桥墩或桩基应用在桥梁结构中，是主要的承重构件。由于大部分桥墩和桩基处于潮湿环境下，普通混凝土柱会受到严重的侵蚀，尤其在海上或滨海区，这会对桥梁结构的安全产生了严重的威胁。

超高性能混凝土是一种新型材料，其具有延性好、强度高、抗渗能力强的特性；以超高性能混凝土作为外壳，内部浇筑普通混凝土，通过形成复合混凝土柱的方式，来提高桥墩或桩基抵抗外部环境侵蚀的能力。然而，超高性能混凝土收缩性较大，这导致超高性能混凝土外壳易产生细微的裂缝，降低了超高性能混凝土外壳对内部混凝土的保护性能。另外，由于超高性能混凝土外壳层较薄，较难配置箍筋，致使混凝土柱在承受压力时，超高性能混凝土外壳也会因受压而横向扩张、产生细微裂缝；这同样也降低了超高性能混凝土外壳的保护性能。

因此，有必要设计出一种新型构造的混凝土柱，其能提高普通混凝土柱和超高性能混凝土外壳柱的耐久性。

实用新型内容

本实用新型目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种混凝土柱，其复合结构得到优化，能延长使用时间和节约成本。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种混凝土柱，其包括复合外壳以及浇注在所述复合外壳内部的普通混凝土，所述复合外壳为封闭的多层复合结构，所述复合外壳从外往内依次为外侧包裹层和内侧包裹层，所述外侧包裹层和所述内侧包裹层构成内腔，所述内腔中浇注有超高性能混凝土，所述超高性能混凝土内嵌有纵向的支撑筋；所述外侧包裹层和所述内侧包裹层的材质为纤维增强复合材料。

优选地，超高性能混凝土是以硅酸盐水泥为基础胶凝体系，掺加多种工业废渣为活性辅料，以高强度的粗集料和短细、高强度的钢纤维为增强相，采用常温养护、普通搅拌等常规工艺进行制备；所述超高性能混凝土同时具有良好工作性能，硬化后的抗压强度大于150MPa，并且具备优异的耐久性能。

本实用新型的混凝土柱具有耐久性好、承载能力强、延性好和经济性能优越的优点：

1)由于纤维增强复合材料(FRP)是一种抗拉强度高、耐腐蚀的新型材料 (尤其是对氯离子的抗侵蚀能力强)，采用FRP对超高性能混凝土进行内外包裹约束，不仅可以有效防止超高性能混凝土的收缩变形，还可以对超高性能混凝土外壳的横向膨胀变形进行有效约束，阻止其开裂，提高超高性能混凝土的使用效力；

2)外侧包裹层和内侧包裹层也对抵抗外部环境侵蚀提供了额外保护，将原有普通混凝土中纵向支撑筋放置于超高性能混凝土中，不仅增大了普通混凝土核心面积，提高了普通混凝土承载能力；并且由于增加了普通混凝土的利用率，还减少支撑筋的用量，节省了筋材；

3)由于外侧包裹层和内侧包裹层对超高性能混凝土的约束，以及复合外壳对内部普通混凝土的约束，该新型混凝土柱中可以不必要配置箍筋，同样节省了筋材。

作为上述技术方案的改进，所述外侧包裹层为织物或管材，所述内侧包裹层为织物或管材。

优选地，当外侧包裹层为织物，或所述内侧包裹层为织物时，外侧包裹层或内侧包裹层通过环氧树脂等粘结剂与所述超高性能混凝土进行粘结。

作为上述技术方案的改进，所述纤维增强复合材料为碳纤维、玻璃纤维或玄武岩纤维。