鋼管RPC界面作用試驗(yàn)研究.pdf

1、鋼管活性粉末混凝土（簡(jiǎn)稱鋼管RPC）是在鋼管中填充活性粉末混凝土（RPC）而形成的，具有比普通鋼管混凝土更高的強(qiáng)度、延性、韌性等優(yōu)點(diǎn)，是一種很有應(yīng)用前景的新型組合結(jié)構(gòu)。鋼管RPC組合結(jié)構(gòu)效應(yīng)取決于鋼管與RPC界面行為，但有關(guān)鋼管RPC界面行為方面的研究尚不夠深入。為了完善鋼管RPC受力性能理論，促進(jìn)工程應(yīng)用，本文進(jìn)行了鋼管與RPC界面之間的粘結(jié)-滑移性能研究。
　　本文試驗(yàn)研究了共27根鋼管RPC直接推出試驗(yàn)試件，試驗(yàn)參數(shù)包括鋼管

2、壁厚（1.41mm、2.01mm、2.50mm、2.98mm、3.45mm）、鋼纖維體積摻量（0％、1%、2%、3%）和養(yǎng)護(hù)溫度（20℃、90℃），取得了如下結(jié)果和結(jié)論：
　　1．獲得了鋼管RPC荷載-滑移全過程試驗(yàn)曲線。試驗(yàn)結(jié)果分析表明，鋼管RPC的荷載-滑移全過程曲線與普通鋼管混凝土的類似，也可分為三個(gè)階段：初始滑移段、摩阻滑移段、后滑移段。初始滑移段的界面作用主要由化學(xué)膠結(jié)力、機(jī)械咬合力和摩擦力組成；摩阻滑移段主要由摩擦力和

3、機(jī)械咬合力組成，此階段荷載-滑移曲線會(huì)產(chǎn)生上下波動(dòng)；后滑移段主要由摩擦力與新界面的機(jī)械咬合力組成。
　　2．獲得了鋼管縱、橫向應(yīng)變沿荷載方向的分布曲線。鋼管縱向應(yīng)變沿試件軸線方向呈三角形分布模式；橫向應(yīng)變沿試件軸線方向呈凸型曲線分布模式，鋼管中部的橫向應(yīng)變大于試件兩端的橫向應(yīng)變，鋼管對(duì)RPC產(chǎn)生被動(dòng)約束。
　　3．養(yǎng)護(hù)溫度、鋼管壁厚和鋼纖維體積摻量對(duì)鋼管-RPC界面初始粘結(jié)強(qiáng)度和極限粘結(jié)強(qiáng)度的影響規(guī)律不同。對(duì)于初始粘結(jié)強(qiáng)度，

4、養(yǎng)護(hù)溫度影響最大，鋼纖維體積摻量次之，而鋼管壁厚最小；對(duì)于極限粘結(jié)強(qiáng)度，鋼管壁厚影響最大，養(yǎng)護(hù)溫度次之，而鋼纖維體積摻量最小。三個(gè)參數(shù)的影響規(guī)律具體如下：
　?。?）養(yǎng)護(hù)溫度有助于促進(jìn)RPC中活性成分的充分反應(yīng)，產(chǎn)生的水化硅酸鈣更容易與鋼管內(nèi)表面緊密黏結(jié)，能有效提高界面化學(xué)膠結(jié)力。當(dāng)養(yǎng)護(hù)溫度從20℃提高到90℃時(shí)，界面初始粘結(jié)強(qiáng)度和極限粘結(jié)強(qiáng)度分別提高了36%和11%。
　?。?）鋼管約束軸向推力作用下RPC的徑向變形，鋼管

5、壁厚越大，約束效應(yīng)越大，界面摩擦力越大。鋼管壁厚的影響與荷載大小有關(guān)，荷載越大，RPC徑向變形越大，鋼管壁厚的影響越大。當(dāng)荷載較小時(shí)， RPC徑向變形不大，表現(xiàn)為鋼管壁厚對(duì)初始粘結(jié)強(qiáng)度的影響不明顯；當(dāng)荷載增大到峰值時(shí)，鋼管-RPC界面摩擦力顯著增大，表現(xiàn)為極限粘結(jié)強(qiáng)度隨鋼管壁厚線性增加。
　?。?）鋼纖維對(duì)極限粘結(jié)強(qiáng)度的影響不明顯，對(duì)初始粘結(jié)強(qiáng)度有一定影響，且這種影響較為復(fù)雜。當(dāng)鋼纖維摻量從0%增大到1%時(shí)，初始粘結(jié)強(qiáng)度降低了3%