[实用新型]钢管混凝土组合柱

说明书

本实用新型涉及一种钢管混凝土组合柱，其特征在于：包括不锈钢外钢管和同心设在不锈钢外钢管内部的碳素钢内钢管，所述碳素钢内钢管的管径小于不锈钢外钢管的管径，所述碳素钢内钢管体内所形成的内腔浇筑有钢第一混凝土，所述碳素钢内钢管与不锈钢外钢之间所形成的环隔腔浇筑有钢渣轻骨料混凝土；所述不锈钢外钢管和碳素钢内钢管的下部从不锈钢外钢管外伸入内腔有混凝土灌注管，所述混凝土灌注管上开设有至少一个出料口。本实用新型不锈钢管混凝土组合柱延性好，耗能能力强，适合用在抗震设防要求较高的地区。

技术领域：

本实用新型涉及新型填充钢渣废玻璃混凝土的钢管混凝土组合柱。

背景技术：

我国正大力研发“绿色混凝土”以推动建筑业转型升级，所谓“绿色混凝土”它主要是将混凝土与环境保护、生态保护和可持续发展结合起来考虑的一种新型的节能型混凝土；而发展绿色混凝土的一系列途径中，大力发展人造骨料，特别是利用工业固体废弃料、生产制造轻骨料、城市固体垃圾以及旧建筑物和构筑物的废弃混凝土、砖、瓦等废物来替代混凝土制备中所需天然骨料甚至水泥，以减少天然砂石料及水泥的消耗从而降低能耗保护环境。

钢渣作为钢铁产业的主要废渣之一，随着钢铁产量的逐渐增长其排放也逐年递增，虽然研究发现钢渣用作混凝土的粗细骨料可达到甚至要优于天然骨料混凝土的力学性能，但钢渣中的游离氧化钙/镁若控制不当会导致混凝土产生体积膨胀的不安定性问题；虽然这类问题可通过诸如温水养护法、钢渣陈放法、热闷渣处理法和磨细骨料等进行降低，但潜在的不稳定性风险阻碍了钢渣混凝土在实际工程中的推广。

玻璃广泛应用于工程建设和人民的日常生活之中，但近50%的玻璃无法回收再利用产生大量的玻璃废弃物；由于废玻璃不可生物降解，若能合理有效建筑资源化利用不仅可降低成本还对环境起到保护作用；研究发现废玻璃可以替代普通混凝土中的天然粗细集料，其相关力学性能在控制废玻璃替代量的前提下可与普通混凝土相当；然而废玻璃骨料的在混凝土中易产生碱硅酸反应(Alkali-Silica Reaction (ASR))从而使得混凝土产生体积膨胀问题，也使其在工程应用中推广埋下不安全隐患。

火灾作为一种威胁建筑公共安全的主要形式之一，每年都会给人民生命财产安全带来重大的损失，火灾下的高温环境会使得建筑结构的材料发生不同程度的损伤进而影响其结构受力，最终影响建筑结构安全；混凝土材料高温下的力学性能取决于其所用骨料、掺合料和胶凝材料的材质及其配比，而普通混凝土中使用的天然碎石和河砂骨料在高温下易发生破坏进而影响混凝土的耐火性能；上面提及的钢渣作为炼钢的产物之一，其高温下性能稳定不易发生破坏，而废玻璃若作为混凝土的骨料在高温下易软化并在外力作用下填充混凝土中的微裂缝，进而提高混凝土在高温下的稳定性提升其强度。

不锈钢具有出色的耐腐蚀性能和优良的机械性能并兼具极具视觉冲击力的美观表面被逐渐用于工程结构中，目前工程结构中使用的不锈钢主要为奥氏体型、铁素体型与奥氏体-铁素体双相型不锈钢，奥氏体不锈钢具有优秀的耐腐蚀、抗氧化和焊接性能，虽然是目前应用最为广泛的不锈钢但是其强度偏低，铁素体不锈钢强度较高，但延性、冷成型性、可焊性、耐腐蚀等性能等均不如奥氏体不锈钢，奥氏体-铁素体双相型不锈钢其耐腐蚀性能和强度均较奥氏体不锈钢更好并同时拥有良好的延展性、可焊性，是目前工程结构应用最广泛的不锈钢，但其相对高昂的价格也限制了其广泛应用；2018年市场推出一类新型QN系列高氮节镍奥氏体不锈钢，其耐腐蚀性与普通奥氏体不锈钢相当，但具有更高的强度和更低的造价，可广泛推广应用于工程结构。

钢管混凝土结构是目前发展前景最广阔的一种结构形式，其符合现代施工技术要求并可满足大跨、高耸、重载及承受恶劣条件的需要，钢管混凝土可利用外钢管与核心混凝土两类材料在受力过程中的相互作用发挥其独特的组合作用，即钢管约束核心混凝土以提高其强度并改善其塑性和韧性，同时混凝土也可延缓钢管过早的局部屈曲；此外施工过程中钢管亦可作为浇筑核心混凝土的模板以节约造价提高施工速度，但由于钢管外露，在以往的实际工程应用中需对外钢管进行必要的防腐和防火保护以满足相关的设计要求。

发明内容：