微膨脹無(wú)機(jī)聚合物鋼管混凝土短柱軸壓性能試驗(yàn)研究.pdf

1、以工業(yè)廢棄物為主要原材料的無(wú)機(jī)聚合物混凝土近年來(lái)已成為工程界研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。無(wú)機(jī)聚合物混凝土在快凝早強(qiáng)、耐腐蝕等方面具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。但它的碳化問(wèn)題一直困擾著其在實(shí)際工程中的應(yīng)用。在研究如何通過(guò)技術(shù)手段合理解決無(wú)機(jī)聚合物混凝土的碳化問(wèn)題，充分挖掘和發(fā)揮其在土木工程領(lǐng)域應(yīng)用的潛力，課題組前期研究提出了無(wú)機(jī)聚合物鋼管混凝土的構(gòu)件體系。該體系借助鋼管提供的密封環(huán)境，有效解決了無(wú)機(jī)聚合物混凝土在空氣中易碳化的缺點(diǎn)。但前期試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，無(wú)機(jī)聚合物混

2、凝土的干縮率遠(yuǎn)大于普通混凝土，導(dǎo)致無(wú)機(jī)聚合物鋼管混凝土相比普通鋼管混凝土的結(jié)構(gòu)緊箍力出現(xiàn)太遲的缺陷更為明顯。因此本文提出了微膨脹無(wú)機(jī)聚合物鋼管混凝土這一新的結(jié)構(gòu)體系并進(jìn)行了如下研究。
　?。?）微膨脹無(wú)機(jī)聚合物混凝土立方體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果表明：在HCSA(高性能混凝土膨脹劑，High Performance Calcium Sulpho Aluminate，簡(jiǎn)稱(chēng)HCSA）膨脹劑摻量不同的條件下，無(wú)機(jī)聚合物混凝土立方體抗壓強(qiáng)度呈現(xiàn)不

3、同程度的下降的結(jié)論。其強(qiáng)度增長(zhǎng)主要在前3天，且水膠比越大，試件的立方體抗壓強(qiáng)度越低。
　　（2）微膨脹無(wú)機(jī)聚合物混凝土抗折強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果表明：HCSA膨脹劑摻量在摻量較少時(shí)，無(wú)機(jī)聚合物混凝土抗折強(qiáng)度幾乎沒(méi)有影響；而在摻量較大時(shí)，其抗折強(qiáng)度急劇下降。
　?。?）微膨脹無(wú)機(jī)聚合物混凝土干縮試驗(yàn)結(jié)果表明：HCSA膨脹劑雖不能使無(wú)機(jī)聚合物混凝土產(chǎn)生膨脹，但能夠有效補(bǔ)償其產(chǎn)生的干縮。在膨脹劑摻量不同的條件下，無(wú)機(jī)聚合物混凝土干縮率的差異

4、主要體現(xiàn)在前3天。當(dāng)膨脹劑摻量在3％~6％時(shí)，其對(duì)干縮率的影響較其他情況的大。
　?。?）微膨脹無(wú)機(jī)聚合物鋼管混凝土短柱的軸壓試驗(yàn)結(jié)果表明：膨脹劑摻量3％、6％、10％的構(gòu)件極限承載力分別為1401kN、1518kN、1304kN。構(gòu)件破壞過(guò)程與不摻膨脹劑的相同，可分為彈性階段、彈塑性階段、塑性階段、破壞階段四個(gè)階段。膨脹劑摻量為3％和10％的構(gòu)件破壞特征與與不摻膨脹劑的相同，其鋼管先軸向屈服，后環(huán)向屈服。但膨脹劑摻量為6％的構(gòu)件

5、，其鋼管先環(huán)向屈服，后軸向屈服；且其緊箍力出現(xiàn)更及時(shí)，鋼管與混凝土協(xié)同作用發(fā)揮更好，試件整體性更好。比較試驗(yàn)數(shù)據(jù)可得最佳HCSA膨脹劑摻量應(yīng)略小于6％。
　?。?）應(yīng)用現(xiàn)行鋼管混凝土相關(guān)理論，對(duì)微膨脹無(wú)機(jī)聚合物鋼管混凝土短柱的理論計(jì)算結(jié)果表明：在HCSA膨脹劑摻量較少時(shí)，可近似看成是鋼管與混凝土分別受力，疊加理論比較適合其承載力的計(jì)算；在膨脹劑摻量適當(dāng)時(shí)，鋼管與混凝土協(xié)同作用發(fā)揮較強(qiáng)，套箍理論比較適合其承載力計(jì)算；在膨脹劑摻量較大