本發(fā)明屬于建筑工程結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，尤其是指一種海砂混凝土核心橡膠混凝土柱。

背景技術(shù)：

混凝土作為建筑結(jié)構(gòu)的組成部分，對工程的建設(shè)起著不可或缺的作用，而河砂作為制備混凝土的骨料成分之一，其主要來源于陸地的河床和山體的開挖。近年來，大量地開采河砂已給河床及其周邊的生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞。河砂的資源在日漸匱乏，我們亟需要找到一種綠色的替代材料來改善我們賴以生存的自然環(huán)境。而海砂具有儲量大、含泥量低、細(xì)度模數(shù)均勻和分布廣等優(yōu)點，但也因其自身含有氯離子等可腐蝕鋼筋鈍化薄膜的有害雜質(zhì)，嚴(yán)重影響了結(jié)構(gòu)的使用壽命。因此，海砂的使用常需淡水進(jìn)行淡化處理，使其達(dá)到建筑用砂的標(biāo)準(zhǔn)。但對海砂淡化去鹽的傳統(tǒng)方法極為繁瑣，且淡化處理的時間長，效率低，浪費了大量的淡水資源及人力和財力，這極大地阻礙了海砂在淡水缺乏地區(qū)的推廣。

橡膠混凝土是以混凝土為基材，摻入橡膠粉(包括粒徑較大的膠粒)制成的土木工程復(fù)合材料。與傳統(tǒng)普通混凝土相比，橡膠混凝土具有重量輕，抗老化，抗?jié)B透，抗凍性能優(yōu)越等特點。并且橡膠粉作為彈性體，在混凝土的受力過程中會形成結(jié)構(gòu)變形中心吸收應(yīng)變能消耗能量，這大大提高了混凝土的抗震性能與抗沖擊性能。我國是世界廢舊輪胎第一生產(chǎn)大國，橡膠混凝土建筑工程可以消耗大量的膠粉，實現(xiàn)廢舊輪胎的無害化、有效化和資源化的循環(huán)利用。但是混凝土摻入橡膠后抗壓強度會降低，且在氣溫升高或者陽光直射的情況下會釋放異味，這大大降低了橡膠混凝土的工程適用性，極大地影響了橡膠混凝土的應(yīng)用范圍。

frp(fiberreinforcedpolymer)管約束混凝土因其可使混凝土處于三向約束狀態(tài)，具有承載力高、延性較高和可設(shè)計性好等優(yōu)點，可用于腐蝕環(huán)境中的工業(yè)廠房建筑、近海潮濕的海洋環(huán)境建筑、橋梁工程和海上平臺工程等。但傳統(tǒng)frp管約束混凝土仍存在以下缺點，嚴(yán)重影響其在工程中的推廣。首先，frp材料的破壞呈脆性，使得frp管混凝土在達(dá)到極限承載力狀態(tài)下會突然破壞，而導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)的直接崩塌。另外，在frp管混凝土澆筑初期，其剛度及承載力均較低，在混凝土自重下可能發(fā)生過大變形或失穩(wěn)的情況，而導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)達(dá)不到理想的強度和承載性能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對上述問題，提供一種無需對海砂進(jìn)行淡化處理，抗震性能、抗壓強度和承載性能高的海砂混凝土核心橡膠混凝土柱。

本發(fā)明的目的可采用以下技術(shù)方案來達(dá)到：

一種海砂混凝土核心橡膠混凝土柱，包括外層frp管、frp-鋼復(fù)合管、海砂混凝土和橡膠混凝土，所述frp-鋼復(fù)合管設(shè)于所述外層frp管內(nèi)，且frp-鋼復(fù)合管與外層frp管之間填充有所述海砂混凝土而將frp-鋼復(fù)合管與外層frp管固定連接在一起；所述橡膠混凝土填充于所述frp-鋼復(fù)合管內(nèi)；所述frp-鋼復(fù)合管包括鋼管和包覆于鋼管外表面上的frp纖維布。

作為一種優(yōu)選的方案，所述frp纖維布通過膠黏劑包覆于鋼管外表面上而粘貼固定在一起。

作為一種優(yōu)選的方案，所述膠黏劑為環(huán)氧樹脂或聚酯樹脂。

進(jìn)一步地，所述海砂混凝土包括淡水或海水、水泥、粗骨料和未經(jīng)淡化處理的海砂，所述淡水或海水、水泥、粗骨料和未經(jīng)淡化處理的海砂均勻攪拌形成海砂混凝土。

更進(jìn)一步地，所述橡膠混凝土為以普通混凝土為基材，摻入橡膠粉或橡膠顆粒制成的橡膠混凝土。

作為一種優(yōu)選的方案，所述外層frp管的截面為圓形，或橢圓形，或正方形，或長方形。

作為一種優(yōu)選的方案，所述frp-鋼復(fù)合管的截面為圓形。

作為一種優(yōu)選的方案，所述外層frp管的截面為橢圓形，所述frp-鋼復(fù)合管的截面為圓形，所述frp-鋼復(fù)合管設(shè)于外層frp管內(nèi)的偏心位置上。

作為一種優(yōu)選的方案，所述外層frp管的截面為長方形，所述frp-鋼復(fù)合管的截面為圓形，所述frp-鋼復(fù)合管設(shè)于外層frp管內(nèi)的偏心位置上。

實施本發(fā)明，具有如下有益效果：

1、本發(fā)明在海砂混凝土中設(shè)置frp-鋼復(fù)合管，并在frp-鋼復(fù)合管內(nèi)填充橡膠混凝土，減輕了混凝土柱的整體重量且提高了其抗震吸能的能力，并且在frp-鋼復(fù)合管的支撐和限制作用下，既解決了采用單純橡膠混凝土柱存在的抗壓強度低的問題，又有效防止了陽光直射以及外界高溫使橡膠混凝土向外釋放異味，極大地拓展橡膠混凝土的工程適用領(lǐng)域，提高廢舊橡膠的利用率。本結(jié)構(gòu)具有高承載力、延性好和抗沖擊性能好的特點，尤其是在地震下能有效吸收震動荷載應(yīng)變能，具有良好的抗震性能。

2、本發(fā)明采用frr管內(nèi)設(shè)置frp-鋼復(fù)合管的雙管結(jié)構(gòu)，并在frp管與frp鋼復(fù)合管之間填充海砂混凝土。通過在鋼管外表面包覆frp纖維布，由于frp材料具有耐腐蝕性，frp管與frp纖維布既對鋼管起到隔離保護(hù)的作用，使得海砂混凝土中的氯離子等有害物質(zhì)無法擴(kuò)散到frp-鋼復(fù)合管內(nèi)層的鋼管上，有效地防止有害物質(zhì)對鋼管的腐蝕；又對海砂混凝土起到加強作用，進(jìn)而提高柱體的整體強度和承載性能。即本結(jié)構(gòu)可直接使用原始海砂，無需對原始海砂進(jìn)行淡化處理，即可被用于制成海砂混凝土而進(jìn)行柱體澆筑，極大地提高了柱體的耐用性，節(jié)約了淡水資源，省略淡化的工序，極大地提高了海砂的利用率。

3、本發(fā)明的frp-鋼復(fù)合管為利用frp纖維布包裹鋼管而成的復(fù)合管體。隨著柱體所受荷載的增加，在整個混凝土柱橫向形變增大而引起frp管的纖維斷裂后，frp-鋼復(fù)合管仍可承載壓力，使結(jié)構(gòu)應(yīng)力重新分布，進(jìn)而使整個混凝土柱進(jìn)入軟化階段，防止脆性破壞的發(fā)生而導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)的直接崩塌。并且frp-鋼復(fù)合管提高了土柱的抗壓彎性能，避免混凝土柱在施工階段發(fā)生失穩(wěn)的情況，解決了現(xiàn)有frp管混凝土在澆筑初期，其剛度及承載力均較低，在混凝土自重下可能產(chǎn)生過大變形或失穩(wěn)的問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明一種海砂混凝土核心橡膠混凝土柱的第一結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明一種海砂混凝土核心橡膠混凝土柱的第二結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明一種海砂混凝土核心橡膠混凝土柱的第三結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明一種海砂混凝土核心橡膠混凝土柱的第四結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實施例1

參照圖1，本實施例涉及一種海砂混凝土核心橡膠混凝土柱，包括外層frp管1、frp-鋼復(fù)合管2、海砂混凝土3和橡膠混凝土4，所述frp-鋼復(fù)合管2設(shè)于所述外層frp管1內(nèi)，且frp-鋼復(fù)合管2與外層frp管1之間填充有所述海砂混凝土3而將frp-鋼復(fù)合管2與外層frp管1固定連接在一起；所述橡膠混凝土4填充于所述frp-鋼復(fù)合管2內(nèi)；所述frp-鋼復(fù)合管2包括鋼管和包覆于鋼管外表面上的frp纖維布。

本結(jié)構(gòu)在海砂混凝土3中設(shè)置frp-鋼復(fù)合管2，并在frp-鋼復(fù)合管2內(nèi)填橡膠混凝土4，減輕了混凝土柱的整體重量且提高了其抗震吸能的能力，并且在frp-鋼復(fù)合管2的支撐和限制作用下，既解決了采用單純橡膠混凝土4柱存在的抗壓強度低的問題，又有效防止了陽光直射以及外界高溫使橡膠混凝土4向外釋放異味，能極大地拓展橡膠混凝土4的工程適用領(lǐng)域，提高廢舊橡膠的利用率。本結(jié)構(gòu)具有高承載力、延性好和抗沖擊性能好的特點，尤其是在地震下能有效吸收震動荷載應(yīng)變能，具有良好的抗震性能。

本結(jié)構(gòu)采用frr管1內(nèi)設(shè)置frp-鋼復(fù)合管2的雙管結(jié)構(gòu)，并在frp管1與frp-鋼復(fù)合管2之間填充海砂混凝土3。通過在鋼管外表面包覆frp纖維布，由于frp材料具有耐腐蝕性，frp管與frp纖維布既對鋼管起到隔離保護(hù)的作用，使得海砂混凝土3中的氯離子等有害物質(zhì)無法擴(kuò)散到frp-鋼復(fù)合管2內(nèi)層的鋼管上，有效地防止有害物質(zhì)對鋼管的腐蝕；又對海砂混凝土3起到加強作用，進(jìn)而提高柱體的整體強度和承載性能。即本結(jié)構(gòu)可直接使用原始海砂，無需對原始海砂進(jìn)行淡化處理，即可被用于制成海砂混凝土3而進(jìn)行柱體澆筑，極大地提高了柱體的耐用性，節(jié)約了淡水資源，省略淡化的工序，極大地提高了海砂的利用率。

所述的frp-鋼復(fù)合管2為利用frp纖維布包裹鋼管而成的復(fù)合管體。隨著所受荷載的增加，在整個混凝土柱的橫向形變增大而引起frp管的纖維斷裂后，frp-鋼復(fù)合管2仍可承載壓力，使結(jié)構(gòu)應(yīng)力重新分布，進(jìn)而使整個土柱進(jìn)入軟化階段，防止脆性破壞的發(fā)生而導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)的直接崩塌。并且frp-鋼復(fù)合管2提高了混凝土柱的抗壓彎性能，避免柱體在施工階段發(fā)生失穩(wěn)的情況，解決了現(xiàn)有frp管混凝土在澆筑初期，其剛度及承載力均較低，在混凝土自重下可能產(chǎn)生過大變形或失穩(wěn)的問題。

所述frp-鋼復(fù)合管2外層的frp纖維布通過膠黏劑包覆于鋼管外表面上而粘貼固定在一起。所述frp-鋼復(fù)合管2中的鋼管通過膠黏劑與frp纖維布緊密連接，鋼管被frp纖維布徹底隔絕，使得海砂混凝土3中的氯離子無法對鋼管進(jìn)行腐蝕，極大地提高了柱體的安全性和使用壽命。

所述膠黏劑為環(huán)氧樹脂或聚酯樹脂。當(dāng)然，其它具有耐腐蝕性樹脂的膠黏劑也適用于本發(fā)明。采用具有耐腐蝕性的膠黏劑可進(jìn)一步保護(hù)鋼管不被海砂混凝土3中的氯離子所腐蝕。

所述海砂混凝土3包括淡水(或海水)、水泥、粗骨料和未經(jīng)淡化處理的海砂，所述淡水(或海水)、水泥、粗骨料和未經(jīng)淡水處理的海砂均勻攪拌形成海砂混凝土3。所述海砂混凝土3配制過程中可以完全使用海砂，可完全使用海水，極大地節(jié)約了河砂的使用和淡水的用量，特別是可用于缺少河砂建筑材料和淡水資源的沿海地區(qū)或周圍島礁地區(qū)，具有使用范圍廣和適用性高的特點。

所述外層frp管1的截面為圓形，或橢圓形，或正方形，或長方形。當(dāng)然，其它形狀也適用于該外層frp管1。所述frp-鋼復(fù)合管2的截面為圓形。當(dāng)然，其它形狀也適用于該frp-鋼復(fù)合管2。例如，如圖4所示，外層frp管1的截面為正方形，所述frp-鋼復(fù)合管2的截面為圓形。

外層frp管1也可以根據(jù)建筑外觀、使用功能、所需的承載力和剛度等要求，可以選擇圓形、橢圓形、帶圓倒角的方形和矩形的截面等。最優(yōu)的，外層frp管1的截面為圓形對海砂混凝土3的約束效果最好，且承載力最優(yōu)。

實施例2

本實施例在實施例1的基礎(chǔ)上，作為對frp-鋼復(fù)合管2設(shè)置位置的改進(jìn)，本實施例的混凝土柱適用于偏心受壓的情況,如圖2所示，所述外層frp管1的截面為橢圓形，所述frp-鋼復(fù)合管2的截面為圓形，所述frp-鋼復(fù)合管2設(shè)于外層frp管1內(nèi)的偏心位置上。該結(jié)構(gòu)的外層frp管1采用橢圓形截面，frp-鋼復(fù)合管2內(nèi)置于外層frp管1的偏心位置上，由于混凝土柱偏心受壓,frp-鋼復(fù)合管2能更好地提高混凝土柱的承載力和剛度。

實施例3

本實施例在實施例2的基礎(chǔ)上，作為對外層frp管1的改進(jìn)，如圖3所示，所述外層frp管1的截面為長方形，所述frp-鋼復(fù)合管2的截面為圓形，所述frp-鋼復(fù)合管2設(shè)于外層frp管1內(nèi)的偏心位置上。該結(jié)構(gòu)的外層frp管1采用長方形截面，frp-鋼復(fù)合管2內(nèi)置于外層frp管1的偏心位置上，由于混凝土柱偏心受壓,frp-鋼復(fù)合管2能更好地提高混凝土柱的承載力和剛度。

以上所揭露的僅為本發(fā)明一種較佳實施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此依本發(fā)明權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。