钢管微膨胀混凝土界面粘结性能的试验研究

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发布时间：2021-09-12

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钢管微膨胀混凝土界面粘结性能的试验研究
陈学嘉，袁方，陈梦成，许开成
(1．南昌工程学院土木与建筑工程学院，江西南昌330099；
2．华东交通大学土木建筑学院，江西南昌330013)
摘要：对4根钢管微膨胀混凝土短柱和3根普通钢管混凝土短柱先后进行了收缩／膨胀性能和推出试验的研究。试验结果
表明，由于膨胀剂的掺入，核心混凝土在钢管的限制作用下产生了一定的预压应力，膨胀剂掺量和水灰比对钢管微膨胀混凝
土的限制膨胀性能有重要影响，核心混凝土中的预压应力能有效提高钢管混凝土短柱的界面粘结强度。根据推出试验结果，
分析了粘结破坏的发展过程；给出了试件的荷载一滑移曲线；最后建议了一种新的改善组合结构界面粘结性能的方法。
关键词：收缩／膨胀性能；粘结强度；推出试验；微膨胀
中图分类号：TU528．59 文献标识码：A 文章编号：1008—1933(2011)04一OO9—04
Push—out test on bond property of micro-expansive concrete-filled steel
tube colum ns
CHEN Xuejia ，YUAN Fang ，CHEN Mengcheng ，XU Kaicheng
(1．School of Ci61 Engineering and Architecture，Nanchang Institute of Technology，Nanchang 330099，China；
2．Schol of Ci61 Engineering and Architecture，East China Jiaotong University，Nanchang 330013，China)
Abstract：The shrinkage／expansion behaviors and b0nd carrying capacities of 4 sh0rt．micro-expansive concrete·filed steel tube
columns and 3 short．conventional concrete-filled steel tube columns were experimentally investigated．The results indicate that pre—
stress is produced in the COre concrete under the confined by the steel tube．Both expansive agent and water cement ratio have important
influence on expansive behaviors of micro·expansive concrete-fiUed steel tube specimens．The pre—stress in concrete COre call improve
the bond strength effectively．Based on the push-out test results，the developing process of bond breakage Was analyzed and the load-slip
cut'wes of each specimen were obtained．Finally，a IIew method to improve the be nd strength of composite stmctures was recommended．
Key words：shrinkage／expansion behavior；bond strength；push-out test；micro-expansive
0 前言
在建筑结构中，作用在梁上的竖向荷载通过梁
柱节点传递给柱，若采用钢管混凝土柱，梁端的剪力
首先传递给钢管，再通过钢管与混凝土的粘结力经
过一定距离逐渐传人管内混凝土。因此，钢管与混
凝土之间的粘结力是保证钢管混凝土构件中钢管与
混凝土整体共同工作的基础¨J。然而，结构在加工
成型的过程中，必然会在结构内部或表面产生微小
的缺陷，即初始损伤。这些初始损伤在外部因素的
作用下会不断积累合并，使材料性能不断劣化，结构
出现宏观裂缝，最终导致结构破坏。
收稿日期：2010-06-22
作者简介：陈学嘉(1972一)，女，江西南昌人，工程师，主要从事建筑
工程与管理方面的研究。
基金项目：国家自然科学基金(50968006)；江西省自然科学基金
(2009GZC0021)；江西省教育厅项目(GJJ08501)
E—mall：xkc~@163．toni
Charles 指出：混凝土的收缩是影响钢管混凝
土界面粘结强度的重要因素，收缩不仅会导致结构
缺陷，而且会影响混凝土的耐久性。对于普通钢管
}昆凝土，核心混凝土的收缩会导致界面粘结劣化甚
至两者分离。在核心混凝土中添加膨胀剂形成的微
膨胀混凝土能够有效地克服这个缺陷，微膨胀混凝
土不仅能补偿混凝土的收缩，而且在钢管的限制作
用下能产生一定的预压应力 J，这将有助于改善钢
管与混凝土之间的粘结性能。
以往有不少学者对钢管混凝土界面粘结性能方
面的研究做了不少工作；国内外已经进行了比较多
的试验研究，但均以钢管普通混凝土为基础，对
钢管微膨胀混凝土界面性能的研究较少。
因此，本文尝试了一种新的通过添加膨胀剂形
成的微膨胀混凝土来改善界面粘结性能的方法。本
工作先对钢管微膨胀混凝土的限制膨胀性能进行了
分析，随后对3根普通钢管混凝土构件和4根钢管