高温后喷水冷却圆钢管再生混凝土界面黏结性能试验研究

摘要：

为了研究高温喷水冷却后圆钢管再生混凝土的界面黏结性能变化规律,以历经最高恒温温度、再生粗骨料取代率、界面锚固长度为3个变化参数,进行了27个高温喷水冷却后圆钢管再生混凝土试件和2个自然冷却试件(对照组)的静力推出试验,以位移控制的加载方式为主,使自由端的钢管单独受力(核心混凝土不受力),圆钢管内的混凝土从下向上推出.通过试验观察了圆钢管再生混凝土试件破坏的全过程和形态,获取了加载端和自由端的荷载-滑移曲线,分析了各个变化参数对黏结性能的影响规律.试验结果表明:经过高温喷水冷却后,圆钢管再生混凝土试件加载端和自由端的荷载-滑移曲线形态相似,且和自然冷却试件的曲线相似,同时也和前期做的钢管普通混凝土的曲线具有相似性;加载端和自由端的荷载-滑移曲线大致分为上升段、缓慢下降段和平缓段;并且自由端的初始滑移晚于加载端.定义了极限黏结强度τu和残余黏结强度τr.圆钢管再生混凝土试件表面上应变沿试件高度方向大致呈指数分布.经历消防喷水冷却后,随历经最高温度的升高,黏结强度先增大后减小,在400℃时,黏结强度达到最大值,当大于400℃时,黏结强度降低.历经高温后试件的平均残余黏结强度分别是常温下试件的1.25倍、1.75倍、1.38倍和1.50倍.再生粗骨料取代率的变化对黏结强度的影响不明显,常温下γ=50％时,黏结强度达到最大值;温度为200℃且γ=75％时,黏结强度也为最大.这和自然冷却下钢管再生混凝土的结论类似.锚固长度的增大也使圆钢管再生混凝土试件平均极限黏结强度和残余黏结强度均有不同程度增大.提出了高温喷水冷却后圆钢管再生混凝土极限黏结强度和残余黏结强度的计算公式,用此公式所得计算结果均比较理想.今后对界面黏结性能的研究,可以从增加钢管内壁的粗糙度、钢管内部加入加劲肋和钢管内增设不同长度的螺栓角度进行探讨,进而进一步丰富界面黏结性能的理论研究,以期为消防喷水后建筑结构构件的其他力学性能提供理论基础,同时为现实生活中火灾后钢-混凝土组合结构的灾后评估和加固提供参考.

关键词：圆钢管、再生混凝土、高温喷水冷却、极限黏结强度、残余黏结强度、黏结滑移本构方程

所属期刊栏目：41

分类号：X932;TU375.3(安全工程)

在线出版日期：2022-07-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：609-615