本實(shí)用新型提供了一種雙層鋁合金管與海砂活性粉末混凝土的組合構(gòu)件，屬于工程結(jié)構(gòu)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

土木工程作為高能耗的行業(yè)一直是我國(guó)乃至世界上消耗天然資源極大的行業(yè)。作為混凝土細(xì)骨料的河砂資源目前在我國(guó)已經(jīng)日益匱乏，而在沿海地區(qū)使用天然海砂作為河砂的替代方案可以緩解河砂資源不足的問(wèn)題，有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)土木行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。但是，由于海砂中的氯離子會(huì)對(duì)鋼材有所腐蝕，海砂混凝土在實(shí)際工程中的應(yīng)用仍受到極大制約。

鋁合金是一種抗腐蝕能力強(qiáng)和高耐久性的材料，特別具有優(yōu)越的抵抗氯離子侵蝕的能力。但是鋁合金材料的強(qiáng)度普遍較低，以5A50型防腐鋁合金為例其屈服強(qiáng)度為265MPa，相較于建筑用鋼的屈服強(qiáng)度普遍在345MPa以上，鋁合金材料存在著強(qiáng)度不足的缺陷。

活性粉末混凝土是一種新型的高強(qiáng)高耐久性混凝土。由于添加了硅灰（SiO2）和石英粉等活性粉末，其抗壓強(qiáng)度能達(dá)到200-800MPa，相較于抗壓強(qiáng)度一般為40-100MPa的普通混凝土其強(qiáng)度提高了數(shù)倍。同時(shí)，由于其骨料粒徑小，內(nèi)部孔隙率低，使得活性粉末混凝土具有很好的密實(shí)性和耐久性，其氯離子的滲透性僅為普通高強(qiáng)混凝土的1/25。但是活性粉末混凝土在破壞時(shí)具有很顯著的脆性破壞特征，破壞時(shí)十分突然，對(duì)整體結(jié)構(gòu)的安全性十分不利。而對(duì)活性粉末混凝土施加強(qiáng)約束作用（如鋼管約束）是改善其脆性破壞特征，提高其塑形性能的有效途徑。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是針對(duì)以上不足之處，提供了一種雙層鋁合金管與海砂活性粉末混凝土的組合構(gòu)件。

本實(shí)用新型解決技術(shù)問(wèn)題所采用的方案是一種雙層鋁合金管與海砂活性粉末混凝土的組合構(gòu)件，包括外鋁合金管，所述外鋁合金管內(nèi)部同軸心設(shè)置有內(nèi)鋁合金管，所述內(nèi)鋁合金管與外鋁合金管之間形成環(huán)形腔，所述環(huán)形腔中設(shè)有用以將內(nèi)鋁合金管與外鋁合金管焊接為一體的加勁鋁合金板，所述內(nèi)鋁合金管與環(huán)形腔中均澆筑有海砂活性粉末混凝土。

進(jìn)一步的，所述外鋁合金管與內(nèi)鋁合金管的抗拉強(qiáng)度大于200MPa。

進(jìn)一步的，所述海砂活性粉末混凝土的強(qiáng)度為200-800Mpa，其細(xì)骨料采用未經(jīng)淡化處理的天然海砂。

進(jìn)一步的，所述內(nèi)鋁合金管與外鋁合金管的截面形狀均為圓形。

進(jìn)一步的，所述內(nèi)鋁合金管與外鋁合金管的截面形狀均為方形。

進(jìn)一步的，所述內(nèi)鋁合金管的截面形狀為圓形，所述外鋁合金管的截面形狀為方形。

進(jìn)一步的，所述加勁鋁合金板環(huán)形均布在環(huán)形腔內(nèi)。

進(jìn)一步的，所述加勁鋁合金板的數(shù)量為四個(gè)，所述環(huán)形腔由四個(gè)加勁鋁合金板分隔成四個(gè)區(qū)格。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果：鋁合金優(yōu)越的抗腐蝕性能可以防止海砂中的氯離子侵蝕，本實(shí)用新型可不需要對(duì)海砂進(jìn)行淡化處理，使海砂混凝土可以直接使用，有利于推廣海砂混凝土的大規(guī)模應(yīng)用，以達(dá)到節(jié)約河砂資源，保護(hù)生態(tài)環(huán)境的有利效益，同時(shí)，由于添加的活性粉末大大降低了混凝土內(nèi)部的孔隙率，可顯著減少海砂中氯離子的滲透，從而使本實(shí)用新型具有卓越的耐久性；此外，本實(shí)用新型利用海砂活性粉末混凝土的超高強(qiáng)度來(lái)彌補(bǔ)鋁合金應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)中強(qiáng)度不足的缺陷，使該組合構(gòu)件具有高強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)，利用鋁合金管對(duì)海砂活性粉末混凝土的約束作用來(lái)提高其塑形性能，改善其原有的脆性破壞特征，提高結(jié)構(gòu)物的安全性；更重要的是，在內(nèi)鋁合金管與外鋁合金管之間焊接加勁鋁合金板進(jìn)一步強(qiáng)化了其對(duì)海砂活性粉末混凝土的約束作用，這是由于鋁合金管在受壓時(shí)易發(fā)生局部屈曲，這會(huì)降低對(duì)其包裹的核心混凝土的約束作用，在本實(shí)用新型中的內(nèi)鋁合金管由于管內(nèi)、外均有混凝土支撐，因此不易發(fā)生局部屈曲現(xiàn)象，但外鋁合金管則容易發(fā)生向外的局部屈曲。因此在內(nèi)鋁合金管與外鋁合金管之間焊接加勁鋁合金板使其成為整體，可以為外鋁合金管提供有效的支撐從而抑制其局部屈曲的產(chǎn)生，大大加強(qiáng)了其對(duì)海砂活性粉末混凝土的約束作用。此外，四個(gè)加勁鋁合金板也將內(nèi)鋁合金管與外鋁合金管之間的混凝土劃分成四個(gè)區(qū)格，這會(huì)大大增強(qiáng)區(qū)格內(nèi)混凝土所受到的約束作用，從而大大提高其塑形性能，防止結(jié)構(gòu)發(fā)生脆性破壞；本實(shí)用新型兼具高強(qiáng)、高耐久性和高延性等優(yōu)勢(shì)，并有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境；本實(shí)用新型可以作為主要承重構(gòu)件應(yīng)用于建筑中的柱子、橋梁中的橋墩以及地下工程結(jié)構(gòu)等，特別適合應(yīng)用于沿海地區(qū)的重要結(jié)構(gòu)物。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型專利進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1為該實(shí)用新型第一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為該實(shí)用新型第二種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為該實(shí)用新型第三種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：

1-外鋁合金管；2-內(nèi)鋁合金管；3-環(huán)形腔；4-加勁鋁合金板；5-海砂活性粉末混凝土。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1-3所示，一種雙層鋁合金管與海砂活性粉末混凝土的組合構(gòu)件，包括外鋁合金管1，所述外鋁合金管內(nèi)部同軸心設(shè)置有內(nèi)鋁合金管2，所述內(nèi)鋁合金管與外鋁合金管之間形成環(huán)形腔3，所述環(huán)形腔中設(shè)有用以將內(nèi)鋁合金管與外鋁合金管焊接為一體的加勁鋁合金板4，所述內(nèi)鋁合金管與環(huán)形腔中均澆筑有海砂活性粉末混凝土5。

在本實(shí)施例中，所述外鋁合金管與內(nèi)鋁合金管的抗拉強(qiáng)度大于200MPa。

在本實(shí)施例中，所述海砂活性粉末混凝土的強(qiáng)度為200-800Mpa，其細(xì)骨料采用未經(jīng)淡化處理的天然海砂。

在本實(shí)施例中，所述內(nèi)鋁合金管與外鋁合金管的截面形狀均為圓形。

在本實(shí)施例中，所述內(nèi)鋁合金管與外鋁合金管的截面形狀均為方形。

在本實(shí)施例中，所述內(nèi)鋁合金管的截面形狀為圓形，所述外鋁合金管的截面形狀為方形。

在本實(shí)施例中，所述加勁鋁合金板環(huán)形均布在環(huán)形腔內(nèi)。

在本實(shí)施例中，所述加勁鋁合金板的數(shù)量為四個(gè)，所述環(huán)形腔由四個(gè)加勁鋁合金板分隔成四個(gè)區(qū)格，對(duì)于方形的內(nèi)鋁合金管或外鋁合金管，加勁鋁合金板焊接在每個(gè)邊長(zhǎng)的中部。

在本實(shí)施例中，所述海砂活性粉末混凝土為以不經(jīng)淡化處理的海砂為原料的活性粉末混凝土。

在本實(shí)施例中，該雙層鋁合金管與海砂活性粉末混凝土的組合構(gòu)件的制作方法包括以下步驟：

（1）先采用5A50型等屈服強(qiáng)度大于200MPa的鋁合金材料制作內(nèi)鋁合金管與外鋁合金管，加工時(shí)保證內(nèi)鋁合金管與外鋁合金管同軸心設(shè)置；

（2）在內(nèi)鋁合金管與外鋁合金管之間形成的環(huán)形腔中焊接多個(gè)環(huán)形均布的加勁鋁合金板，內(nèi)鋁合金管與外鋁合金管經(jīng)加勁鋁合金板焊接為一體；

（3）在內(nèi)鋁合金管與環(huán)形腔中澆筑海砂活性粉末混凝土，澆筑時(shí)嚴(yán)格控制骨料規(guī)格，確?；炷聊軌蚓鶆颉⒚軐?shí)地灌注在內(nèi)鋁合金管與環(huán)形腔中，采用未經(jīng)處理的天然海砂作為細(xì)骨料，并按預(yù)定配合比值要求添加硅灰（SiO2）和石英粉等活性粉末使其強(qiáng)度達(dá)到200-800MPa。

上列較佳實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。