一种高延性地聚物再生混凝土组合钢梁及其制备方法与流程
本发明涉及建筑材料，尤其涉及一种高延性地聚物再生混凝土组合钢梁及其制备方法。
背景技术：
1、地聚物是一类由含有硅铝酸盐活性组分的在碱激发条件下制备的无机胶凝材料，其生产能耗低，二氧化碳排放少，比硅酸盐水泥更符合土木工程绿色发展的需求。研究表明：地聚物混凝土相对于普通混凝土表现出更高的早期强度，更好的耐高温性、更优的耐化学腐蚀性、抗渗性和抗冻融性。但gpc的弹性模量和抗拉强度较低，脆性远高于pcc。
2、高延性地聚物再生混凝土是地聚物混凝土的一种特殊类型，其在拥有地聚物混凝土早强、高强、耐腐蚀、耐高温优势的同时，通过在其基体中加入具有较高延伸率的短切纤维，克服了其高脆性、抗拉性能较差的问题，具有较高的延性和韧性。与传统混凝土相比，高延性地聚物混凝土在承受外部荷载时能够产生较大变形而不破坏，因此在地震、爆炸等极端条件下表现出更好的抗震和抗爆性能，能广泛应用于地下结构、桥梁、道路等工程中，以提高结构的抗震性能和耐久性。
3、单一材料组成的结构很难同时满足受力性能、耐久性、经济性、适用性和施工性能的综合要求，将高延性地聚物再生混凝土用于钢-混组合结构，可实现材料优势互补，满足快速施工、节能环保的工程需求。现有组合结构技术中采用高延性地聚物再生混凝土的记载很少，将高延性地聚物再生混凝土应用于组合结构中，对实现大宗固废消纳、提高建材绿色低碳化有重要意义。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种高延性地聚物再生混凝土组合钢梁及其制备方法，解决钢结构相较于钢筋混凝土结构刚度较小，很难同时满足受力性能、耐久性、经济性、适用性和施工性能的综合要求的问题。
2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
3、本发明一种高延性地聚物再生混凝土组合钢梁，包括型钢，所述型钢的内部设置有高延性地聚物再生混凝土，所述型钢的两端设置有钢槽，所述钢槽远离所述型钢的一侧设置有连接板，所述连接板设置在框架柱上。
4、进一步的，所述型钢的内壁上设置有栓钉。
5、再进一步的，所述型钢包括第一底板，所述第一底板的前后两侧设置有第一侧板。
6、再进一步的，所述钢槽包括第二底板，所述第二底板的前后两侧设置有第二侧板，所述第二侧板的顶面外侧设置有顶板。
7、再进一步的，所述钢槽的截面尺寸大于所述型钢的截面尺寸。
8、再进一步的，所述连接板的中心设置有通孔。
9、一种高延性地聚物再生混凝土，包括以下质量份原料：矿渣粉200-250份，粉煤灰900-950份，再生砂350-420份，pva纤维15-30份，碱激发剂400-450份，减水剂5-10份，水80-90份。
10、一种高延性地聚物再生混凝土的制备方法，利用该制备方法制备如上所述的高延性地聚物再生混凝土，包括以下步骤：
11、步骤一，配料：使用电子秤测量所需的各种材料，提前混合氢氧化钠溶液和硅酸钠溶液，将部分水与减水剂混合，用玻璃棒搅拌均匀；手动将结团的pva纤维撕开分散；
12、步骤二，搅拌混合：首先将粉煤灰、矿渣粉和再生砂倒入搅拌机中，低速搅拌两分钟至均匀后，将先前配置好的碱激发剂缓慢地倒入，低速搅拌一分钟，接着倒入添加减水剂的水，高速搅拌两分钟，最后将pva纤维沿着搅拌机的旋转方向缓慢均匀地撒入，高速搅拌四到六分钟后将混合料入模；
13、步骤三，入模成型：首先将浆体倒入模具中，在高速振动台上振捣两分钟，期间用捣棒沿模具边振捣以消除气泡，抹平表面，然后在试样表面覆盖塑料薄膜；
14、步骤四，拆模养护：在成型24h后拆模，拆模后放入60℃烘箱内进行高温养护，24h后取出放入温度（20±2）℃，湿度（95±2）%的恒温恒湿养护室中养护至龄期。
15、进一步的，在所述步骤二中，其中粉煤灰为f类一级粉煤灰，比表面积513m²/kg，密度2620kg/m³；矿渣粉为s95级粒化高炉矿渣，比表面积459m²/kg，密度2930kg/m³；选用的再生砂其表观密度为2600kg/m³，主要粒径范围是70-140μm。
16、一种高延性地聚物再生混凝土组合钢梁的制备方法，包括以下步骤：
17、步骤一，将梁段的型钢、钢槽均各自在工厂一次加工成型，在所述型钢的内壁上焊接栓钉，所述钢槽的外侧焊接连接板；
18、步骤二，将所述连接板与两侧的框架柱连接到位，在所述钢槽的内部放入所述型钢，并对所述型钢和所述钢槽的连接边缘进行焊接；
19、步骤三，在所述型钢的内部浇筑高延性地聚物再生混凝土成型。
20、与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
21、本发明所述的组合钢梁具有更好的刚度，将型钢与钢槽焊接于一体，且内部焊接栓钉，施工方便，组合性能更好，成本低，建筑使用性能更好，相比于混凝土梁，具有更好的耗能性能；所用混凝土为自制高延性地聚物再生混凝土，通过掺加pva纤维对地聚物混凝土进行增韧处理，利用基体与聚乙烯纤维的界面粘结作用，材料拉伸应变能力增大，解决了地聚物混凝土高脆性的问题。
技术特征：
1.一种高延性地聚物再生混凝土组合钢梁，其特征在于：包括型钢（1），所述型钢（1）的内部设置有高延性地聚物再生混凝土（3），所述型钢（1）的两端设置有钢槽（2），所述钢槽（2）远离所述型钢（1）的一侧设置有连接板（6），所述连接板（6）设置在框架柱（4）上。
2.根据权利要求1所述的高延性地聚物再生混凝土组合钢梁，其特征在于：所述型钢（1）的内壁上设置有栓钉（5）。
3.根据权利要求1所述的高延性地聚物再生混凝土组合钢梁，其特征在于：所述型钢（1）包括第一底板（1-1），所述第一底板（1-1）的前后两侧设置有第一侧板（1-2）。
4.根据权利要求1所述的高延性地聚物再生混凝土组合钢梁，其特征在于：所述钢槽（2）包括第二底板（2-1），所述第二底板（2-1）的前后两侧设置有第二侧板（2-2），所述第二侧板（2-2）的顶面外侧设置有顶板（2-3）。
5.根据权利要求1所述的高延性地聚物再生混凝土组合钢梁，其特征在于：所述钢槽（2）的截面尺寸大于所述型钢（1）的截面尺寸。
6.根据权利要求1所述的高延性地聚物再生混凝土组合钢梁，其特征在于：所述连接板（6）的中心设置有通孔（6-1）。
7.一种高延性地聚物再生混凝土，其特征在于：包括以下质量份原料：矿渣粉200-250份，粉煤灰900-950份，再生砂350-420份，pva纤维15-30份，碱激发剂400-450份，减水剂5-10份，水80-90份。
8.一种高延性地聚物再生混凝土的制备方法，利用该制备方法制备如权利要求7所述的高延性地聚物再生混凝土，其特征在于：包括以下步骤：
9.根据权利要求7所述的高延性地聚物再生混凝土的制备方法，其特征在于：在所述步骤二中，其中粉煤灰为f类一级粉煤灰，比表面积513m²/kg，密度2620kg/m³；矿渣粉为s95级粒化高炉矿渣，比表面积459m²/kg，密度2930kg/m³；选用的再生砂其表观密度为2600kg/m³，主要粒径范围是70-140μm。
10.一种高延性地聚物再生混凝土组合钢梁的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
技术总结
本发明公开了一种高延性地聚物再生混凝土组合钢梁及其制备方法，属于建筑材料技术领域，包括型钢，型钢的内部设置有高延性地聚物再生混凝土，型钢的两端设置有钢槽，钢槽远离型钢的一侧设置有连接板，连接板设置在框架柱上。本发明所述的组合钢梁具有更好的刚度，将型钢与钢槽焊接于一体，且内部焊接栓钉，施工方便，组合性能更好，成本低，建筑使用性能更好，相比于混凝土梁，具有更好的耗能性能；所用混凝土为自制高延性地聚物再生混凝土，通过掺加PVA纤维对地聚物混凝土进行增韧处理，利用基体与聚乙烯纤维的界面粘结作用，材料拉伸应变能力增大，解决了地聚物混凝土高脆性的问题。
技术研发人员：王玮,何敏玉,张海鹏,盛旭东,曹瑞雪,郭建兵,王春荣,陈佳楠,张书满,瞿伏川,巩剑龙,侯硕,朱新忠,姚东方,詹涛涛,储成青,叶鑫,刘喜,汪明磊,杨振
受保护的技术使用者：中铁四局集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5