高钛重矿渣钢筋混凝土柱性能研究

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发布时间：2021-09-15

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高钛重矿渣钢筋混凝土柱性能研究
李悦。刘雄飞。丁庆军，吴淼可，李虹
(1．北京工业大学a．城市与工程安全减灾教育部重点实验室，b．工程抗震与结构诊治北京市重点实验室，北京100124；
2．武汉理工大学材料学院，湖北武汉630070)
摘要：将混凝土粗细集料全部取代为高钛重矿渣材料，分析高钛重矿渣钢筋混凝土的结构性能。试验设计出高钛重矿渣钢筋
混凝土柱，分析其轴压性能，并和普通钢筋混凝土柱进行对比。研究表明：高钛重矿渣昆凝土的力学性能指标高于普通混凝土，
具有较高的界面能；高钛重矿渣钢筋混凝土柱和普通钢筋混凝土柱的结构性能相似，但极限受压承载力比普通钢筋混凝土柱提
高了29．68％。认为高钛重矿渣钢筋混凝土结构满足结构设计的要求。
关键词：高钛重矿渣钢筋混凝土；结构性能；轴压性能
中图分类号：TU528．01 文献标志码：A 文章编号：1002—3550(2015)07—0049—03
Study on the colum n pe~ormance of high titanium heavy slag reinforced concrete
U Yue ，LIU Xiongfei ，DING Qingjun ，WUMiaoke ，LI Hong
(1a．The Key Laboratory of Urban Security and Disaster Engineering，MOE；b．Beijing Key Lab of Earthquake Engineering
and Structural Retrofit，Beijing University of Technology，Beijing 100124，China；
2．The School of Materials，Wuhan University of Technology，Wuhan 630070，China)
Abstract：A comparative study was conducted on the high titanium heavy slag concre~ ，which all the aggregates were replaced with the
high titanium heavy slag．The bearing capacity of high titanium heavy slag reinforced concre~ columns were analyzed．The test results
show the mechanical property and the interficial energy of high titanium heavy slag reinforced concrete is higher than common rein—
forced COflcre~，and the columns of high titanium heavy slag reinforced concre~ share the similar structural behavior with common rein—
forced concrete．Th e application of high titanium heavy slag reinforced concrete columns increases the axial bearing capacity by 29．68％．
Results reveal that the high titanium heavy slag reinforced concrete meets the requirements of the structural design completely．
Key words：high titanium heavy slag reinforced concrete；structural behavior；axial bearing capacity
0 引言
高钛重矿渣是指以钒钛矿石为原料冶炼生铁过程中
排出的熔渣，经淬冷或自然冷却得到一种TiO 含量达
20％以上的粒状或块状废渣。目前主要处理方式采用堆放
和掩埋，造成环境破坏、水土流失。研究表明将高钛重矿渣
用于混凝土材料中是解决其问题的重要途径之一。何奇、
A1一Negheimish AI等研究了高钛重矿渣混凝土的工
作性能，发现高钛重矿渣粗集料和细集料均为多孔材料，
在配制混凝土过程中会吸附大量的水泥砂浆，对混凝土的
工作性能产生诸多不利的影响，所以在配制高钛重矿渣混
凝土前需要对重矿渣的粗集料和细集料进行饱水处理；刘
应春认为对矿渣砂进行24h浸泡，粗集料进行12h浸
泡，高钛重矿渣混凝土的工作性能及体积稳定性性能最
好；渣粉含量在10％～l5％可以明显改善混凝土的工作性
能和包裹性能；C10~C65复合高钛重矿渣混凝土的耐久
性、劈裂强度等性能均优于普通混凝土，而且高钛重
矿渣混凝土比普通骨料混凝土的抗压强度一般提高5MPa
左右 ⋯，以及同条件下复高钛重矿渣混凝土与钢筋的极
限黏结强度比混凝土平均高出约27％ ll J；通过SEM、
XRD、DTA、TG—DSC等微观测试手段，研究分析了高钛
重矿渣在混凝土中的作用机理，发现ca(OH)，参与二次
水化反应使强度稳定增长，高钛矿渣微粉能够使混凝土形
成自紧密堆积体系，加速水泥熟料矿物水化，发挥了高钛
矿渣的潜在水硬性，明显改善骨料一浆体结构 ’ ；对于
高钛重矿渣的耐久性研究，配制了C20、C30混凝土，通过
碱集料活性、体积收缩变形、抗渗性、抗冻性、抗硫酸盐腐
蚀、抗钢筋锈蚀、抗碳化等一系列的耐久性测试，认为高钛
重矿渣混凝土的耐久性均优于或类似于矿渣粉煤灰高性
能混凝土；通过用高钛重矿渣砂取代普通河砂，并对
高钛重矿渣砂进行饱和处理和外加剂的调整，配制出高流
动度C65泵送混凝土；在实际重载公路路面应用中，现
场进行了压实度检测、弯沉值检测、耐磨性检测，以及强度
检测，均满足了工程质量要求，大大降低工程成本，经济效