鋼管RPC界面作用試驗研究.pdf

1、鋼管活性粉末混凝土（簡稱鋼管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度、延性、韌性等優(yōu)點，是一種很有應用前景的新型組合結構。鋼管RPC組合結構效應取決于鋼管與RPC界面行為，但有關鋼管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，促進工程應用，本文進行了鋼管與RPC界面之間的粘結-滑移性能研究。
　　本文試驗研究了共27根鋼管RPC直接推出試驗試件，試驗參數包括鋼管

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)護溫度（20℃、90℃），取得了如下結果和結論：
　　1．獲得了鋼管RPC荷載-滑移全過程試驗曲線。試驗結果分析表明，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膠結力、機械咬合力和摩擦力組成；摩阻滑移段主要由摩擦力和

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

4、養(yǎng)護溫度影響最大，鋼纖維體積摻量次之，而鋼管壁厚最??；對于極限粘結強度，鋼管壁厚影響最大，養(yǎng)護溫度次之，而鋼纖維體積摻量最小。三個參數的影響規(guī)律具體如下：
　?。?）養(yǎng)護溫度有助于促進RPC中活性成分的充分反應，產生的水化硅酸鈣更容易與鋼管內表面緊密黏結，能有效提高界面化學膠結力。當養(yǎng)護溫度從20℃提高到90℃時，界面初始粘結強度和極限粘結強度分別提高了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，約束效應越大，界面摩擦力越大。鋼管壁厚的影響與荷載大小有關，荷載越大，RPC徑向變形越大，鋼管壁厚的影響越大。當荷載較小時， RPC徑向變形不大，表現為鋼管壁厚對初始粘結強度的影響不明顯；當荷載增大到峰值時，鋼管-RPC界面摩擦力顯著增大，表現為極限粘結強度隨鋼管壁厚線性增加。
　　（3）鋼纖維對極限粘結強度的影響不明顯，對初始粘結強度有一定影響，且這種影響較為復雜。當鋼纖維摻量從0%增大到1%時，初始粘結強度降低了3%