低收缩抗裂混凝土外包钢管混凝土组合柱及其制备方法
技术领域
本发明涉及钢管领域，特别是涉及一种低收缩抗裂混凝土外包钢管混凝土组合柱
及其制备方法。
背景技术
随着生产技术的发展和人们生活水平的提高，钢管混凝土柱因克服了钢管易发生
局部屈曲及混凝土的抗压能力和抗变形能力差等缺点，对混凝土起着约束作用，充分发挥
了钢管和混凝土的优点，因而在各类高层和超高层建筑中的应用越来越多。
但随着钢管混凝土柱的使用越来越广泛，其缺点也逐渐显现。如在大跨度使用时，
其抗变形能力有限；混凝土的收缩率大，易开裂，影响钢管混凝土的耐久性和使用寿命。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种低收缩抗裂混凝土外包钢管混凝土组合
柱，能够解决现有钢管混凝土柱存在的上述缺点。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种低收缩抗裂混凝
土外包钢管混凝土组合柱，包括钢管、第一螺旋箍筋、第二螺旋箍筋和混凝土；所述第一螺
旋箍筋安装在所述钢管的内部，所述第二螺旋箍筋套置在所述钢管的外部；所述混凝土分
别灌注在所述钢管的内部和外部，并掩埋所述第一螺旋箍筋和第二螺旋箍筋；所述混凝土
为每1m3混凝土按水泥、粉煤灰、减水剂、粗骨料、混合纤维和减缩剂的重量比为1：0.1~
0.15：0.015~0.020：2.5~3.0：1.5～1.8：0.15～0.20的比例混合后，按常规方法搅拌均匀而
成的水灰比为0.15~0.18的混凝土。
在本发明一个较佳实施例中，所述第一螺旋箍筋内还套置有十字骨钢。
在本发明一个较佳实施例中，所述钢管的四周自上向下均匀开设有通气孔，所述
钢管内部的混凝土和外部的混凝土贯通所述通气孔并连为一体。
在本发明一个较佳实施例中，所述钢管为方钢管或圆钢管。
在本发明一个较佳实施例中，所述混合纤维为丙烯腈纤维和锦纶纤维按3～5：1的
质量比混合的纤维。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种低收缩抗裂混
凝土外包钢管混凝土组合柱的制备方法，包括如下步骤：
（1）根据工程需要制作钢管，并在其四周均匀开设通气孔；
（2）根据步骤（1）中制备的钢管尺寸，制备第一螺旋箍筋和第二螺旋箍筋，并使第一螺
旋箍筋的直径小于等于钢管的直径，使第二螺旋箍筋的直径大于钢管的直径；
（3）将步骤（2）中制备的第一螺旋箍筋放置在步骤（1）中制备的钢管内，并将第二螺旋
箍筋套置在所述钢管外；
（4）在步骤（3）中组装后的第一螺旋箍筋内放置十字骨钢；
（5）按配方量调制混凝土，并将其灌注到步骤（4）中组装后的钢管内外，形成所述低收
缩抗裂混凝土外包钢管混凝土组合柱。
在本发明一个较佳实施例中，所述第二螺旋箍筋的直径为所述钢管直径的1.1～
1.3倍。
本发明的有益效果是：本发明一种低收缩抗裂混凝土外包钢管混凝土组合柱的结
构设计合理，制备工艺简单，其通过钢管内外两个螺旋箍筋的设计及混凝土的配方设计，一
方面提高了钢管对混凝土的约束力；另一方面，降低混凝土的收缩率，并改善开裂特性。本
发明的钢管混凝土组合柱的结构强度高，抗压变性能和耐久性好，综合性能优异，是高层和
超高层建筑的理想材料。
附图说明
图1是本发明一种低收缩抗裂混凝土外包钢管混凝土组合柱实施例1的截面结构
示意图；
图2是本发明一种低收缩抗裂混凝土外包钢管混凝土组合柱实施例2的截面结构示意
图；
图3是所示钢管的侧视图；
附图中各部件的标记如下：1.钢管，2.第一螺旋箍筋，3.第二螺旋箍筋，4.混凝土，5.通
气孔，6.十字骨钢。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能
更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1和图2，本发明实施例包括：
实施例1
一种低收缩抗裂混凝土外包钢管混凝土组合柱，包括钢管1、第一螺旋箍筋2、第二螺旋
箍筋3和混凝土4。其中，
第一螺旋箍筋2的直径小于等于钢管1的直径，并安装在钢管1的内部；第二螺旋箍筋3
的直径为钢管1直径的1.1～1.3倍，并套置在钢管1的外部。
混凝土4分别灌注在钢管1的内部和外部，并掩埋第一螺旋箍筋2和第二螺旋箍筋
3。该混凝土4为纤维增强的低收缩高强高效混凝土，每1m3混凝土按水泥、粉煤灰、减水剂、
粗骨料、混合纤维和减缩剂的重量比为1：0.1~0.15：0.015~0.020：2.5~3.0：1.5～1.8：0.15
～0.20的比例混合后，按常规方法搅拌均匀而成的水灰比为0.15~0.18的混凝土，其中，混
合纤维为丙烯腈纤维和锦纶纤维按3～5：1的质量比混合的纤维。加入纤维后，混凝土在受
外力破坏时，微小裂纹都是从混凝土内部产生，这时高弹性模量的纤维通过其与混凝土间
的黏结力和机械咬合力而发挥了更强的增强增韧作用，提高劈裂抗拉强度，从而有效降低
了混凝土的早期开裂现象。
钢管1为方钢管或圆钢管，其四周自上向下均匀开设有圆形或多边形的通气孔5，
钢管内部的混凝土和外部的混凝土贯通通气孔5并连为一体。
实施例2
与实施例1的区别在于，所述第一螺旋箍筋2内还套置有十字骨钢6，以进一步增强钢管
混凝土柱的机构强度和抗损性能
上述实施例中的低收缩抗裂混凝土外包钢管混凝土组合柱的制备方法，包括如下步
骤：
（1）根据工程需要制作钢管1，并在其四周均匀开设通气孔5；
（2）根据步骤（1）中制备的钢管尺寸，制备第一螺旋箍筋2和第二螺旋箍筋3，并使第一
螺旋箍筋的直径小于等于钢管的直径，使第二螺旋箍筋的直径大于钢管的直径；
（3）将步骤（2）中制备的第一螺旋箍筋2放置在步骤（1）中制备的钢管1内，并将第二螺
旋箍筋3套置在所述钢管1外；
（4）在步骤（3）中组装后的第一螺旋箍筋2内放置十字骨钢6；该步骤为可选步骤；
（5）按配方量调制混凝土4，并将其灌注到步骤（4）中组装后的钢管1内外，形成所述低
收缩抗裂混凝土外包钢管混凝土组合柱。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发
明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技
术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。