專利名稱：型鋼混凝土復合構件握裹力冷凍破壞型鋼拔除技術的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一種型鋼混凝土復合構件握裹力冷凍破壞型鋼拔除技術，屬于土木工程技術。
背景技術：
一些由型鋼混凝土(或型鋼水泥土)復合構件構成的臨時結構服役時間很短，如在深基坑圍護中的型鋼混凝土擋墻、型鋼水泥土擋墻、土層錨桿等構件，他們的服役期僅需幾個月。服役期結束后，有些因環(huán)境因素必須拆除，如型鋼水泥土擋墻構筑在建筑紅線之外或土層錨桿延伸到建筑紅線以外，使用完畢后必須拔出；另外從節(jié)約成本和可持續(xù)發(fā)展考慮，這些臨時結構中的型鋼在使用完畢后也應該回收。
這些構件在服役時，型鋼與混凝土間界面必須具有足夠的粘結強度(握裹力)，以保證型鋼與混凝土能夠共同工作，一旦握裹力失效，則結構破壞；但在型鋼回收時，則希望不存在握裹力，以便以最小的力將型鋼拔除。這是一個十分尖銳的矛盾。目前，未見滿足這種要求的型鋼拔除技術。
與這種技術相近的型鋼回收技術是在型鋼表面涂抹隔離劑，即在服役時，型鋼與混凝土(水泥土)間也不存在握裹力的粘結作用，結構設計中不考慮型鋼與混凝土(水泥土)的共同工作。如勁性水泥土攪拌樁地下連續(xù)墻施工技術(又稱SMW工法)，為便于工程結束后型鋼拔除，一般在型鋼插入前在型鋼表面涂上減摩劑，工作時，水泥土僅用作止水帷幕，型鋼承受水土壓力，不考慮兩者間的共同作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種型鋼混凝土復合構件握裹力冷凍破壞型鋼拔除技術，該技術的目的是可以滿足以下要求在臨時結構的服役期內(nèi)，型鋼與基質(zhì)材料如(如混凝土或水泥土)間保持應有的握裹力，型鋼與混凝土能夠共同工作；服役期結束，型鋼拔除時，先以可控的方式破壞握裹力，然后可方便的拔除型鋼。回收工藝簡便易行，型鋼可重復使用。
本發(fā)明一種型鋼混凝土復合構件握裹力冷凍破壞型鋼拔除技術，該技術的工藝方法是在管狀型鋼外表面加上一層厚度為0～X mm的介質(zhì)層(X＝0.5～2mm)，該介質(zhì)層的特性能夠保證不因介質(zhì)層的存在改變型鋼混凝土在承受荷載時的共同工作能力(這意味著介質(zhì)層有足夠的強度，混凝土與介質(zhì)間、介質(zhì)與型鋼間的粘結力不小于混凝土與型鋼間的握裹力，介質(zhì)材料可為錫等)。利用鋼材與水泥土或混凝土的導熱系數(shù)、熱膨脹系數(shù)等材料性質(zhì)差異，或介質(zhì)在低溫條件下失效的特性，通過向型鋼管狀內(nèi)部注入冷源(如液氮、干冰等)對其迅速降溫，實現(xiàn)破壞型鋼與混凝土間的握裹力。然后用普通機械起拔型鋼，實現(xiàn)型鋼的順利拔除。
其中，鋼管外表面加上一層厚度為X mm的介質(zhì)層和向型鋼內(nèi)部注入冷源對其迅速降溫是必要的技術特征。(介質(zhì)層具備在常溫下有足夠的力學性質(zhì)，而在低溫條件下失效的特性，以金屬錫為例，它在常溫下為固態(tài)，具有足夠的力學性質(zhì)，而在零下33℃時呈粉末狀，強度喪失；該介質(zhì)層的特性能夠保證不因介質(zhì)層的存在改變型鋼混凝土在承受荷載時的共同工作能力，如金屬錫等)。
本型鋼混凝土復合構件握裹力冷凍破壞型鋼拔除技術，其優(yōu)點是該技術方法可實現(xiàn)型鋼的100％回收，并可重復使用，工序簡單，操作方便，可控性強，對環(huán)境無污染。


圖1.構件剖面中標號如下1型鋼 2介質(zhì)層 3構件基質(zhì)材料(混凝土或水泥土)
具體實施例方式如圖1所示，型鋼1為加筋水泥土擋墻結構或錨桿以及其他一些臨時結構中的中空型鋼(鋼管或中空方鋼)，介質(zhì)層2的材料應具有在常溫下有足夠的力學性質(zhì)，且能夠保證不因介質(zhì)層的存在改變型鋼混凝土在承受荷載時的共同工作能力，在溫度驟降時突然喪失機械強度的特性(如金屬錫等)，構件基質(zhì)材料3為水泥土或混凝土。
實施例一，構件基質(zhì)材料3為強度較低的水泥土(抗壓強度為3MPa)時，介質(zhì)層2厚度取0mm，即沒有介質(zhì)層，型鋼1與水泥土直接接觸。型鋼拔除時，向型鋼1的中空內(nèi)部注入液氮，使型鋼與水泥土間的溫差陡增10℃以上，通過型鋼的徑向和軸向收縮在型鋼與水泥土間界面產(chǎn)生的剪切力和張拉力，以及水泥土的受凍損傷，破壞型鋼與水泥土間的握裹力，然后即可起拔型鋼。
實施例二，構件基質(zhì)材料3為強度較高的混凝土(抗壓強度為20MPa)時，型鋼長8m，介質(zhì)層2為厚度2mm的錫層，是用改性丙烯酸酯把2mm厚的錫板粘貼到型鋼外壁上形成。型鋼拔除時，向型鋼1中空內(nèi)部注入液氮使型鋼溫度降至負33℃以下，達到破壞型鋼與混凝土間的握裹力的目的，然后即可起拔型鋼。
權利要求
1.一種型鋼混凝土復合構件握裹力冷凍破壞型鋼拔除技術，其特征在于該技術的工藝方法是在管狀型鋼外表面加上一層厚度為0～Xmm的介質(zhì)層，該介質(zhì)層的特性能夠保證不因介質(zhì)層的存在改變型鋼混凝土在承受荷載時的共同工作能力，該介質(zhì)層有足夠的強度，混凝土與介質(zhì)間、介質(zhì)與型鋼間的粘結力不小于混凝土與型鋼間的握裹力，利用鋼材與水泥土或混凝土的導熱系數(shù)、熱膨脹系數(shù)的材料性質(zhì)差異，及介質(zhì)在低溫條件下失效的特性，通過向型鋼內(nèi)部注入冷源對其迅速降溫，實現(xiàn)破壞型鋼與混凝土間的握裹力，然后用普通機械起拔型鋼，實現(xiàn)將型鋼拔除。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種型鋼混凝土復合構件握裹力冷凍破壞型鋼拔除技術，其特征在于該介質(zhì)材料為錫。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種型鋼混凝土復合構件握裹力冷凍破壞型鋼拔除技術，其特征在于該介質(zhì)層的厚度X＝0.5～2mm。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種型鋼混凝土復合構件握裹力冷凍破壞型鋼拔除技術，其特征在于該冷源為液氮。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種型鋼混凝土復合構件握裹力冷凍破壞型鋼拔除技術，其特征在于該冷源為干冰。
全文摘要
一種型鋼混凝土復合構件握裹力冷凍破壞型鋼拔除技術，該技術的工藝方法是在管狀型鋼外表面加上一層厚度為0～Xmm的介質(zhì)層(X＝0.5～2)，該介質(zhì)層的特性能夠保證不因介質(zhì)層的存在改變型鋼混凝土在承受荷載時的共同工作能力，該介質(zhì)層有足夠的強度，混凝土與介質(zhì)間、介質(zhì)與型鋼間的粘結力不小于混凝土與型鋼間的握裹力，介質(zhì)材料可為錫等，利用鋼材與水泥土或混凝土的導熱系數(shù)、熱膨脹系數(shù)等材料性質(zhì)差異，或介質(zhì)在低溫條件下失效的特性，通過向型鋼內(nèi)部注入冷源(如液氮、干冰等)對其迅速降溫，實現(xiàn)破壞型鋼與混凝土間的握裹力，然后用普通機械起拔型鋼，實現(xiàn)順利拔除型鋼。
文檔編號E02D5/02GK101086161SQ200610012099
公開日2007年12月12日 申請日期2006年6月5日 優(yōu)先權日2006年6月5日
發(fā)明者范一鍇, 黃新 申請人:北京航空航天大學