鋼管再生混凝土組合結構粘結
——滑移性能研究概況

李顯輝 于曉東

（山西建筑職業技術學院，山西 太原 030006）

1 鋼管再生混凝土組合結構界面研究背景

組合結構在我國建筑中的運用愈來愈廣泛，鋼管再生混凝土結構作為新興的組合結構，可以有效利用廢棄混凝土，減少建筑垃圾；另一方面，鋼管和再生混凝土組合，提升了再生混凝土性能，具有良好的應用前景。而再生混凝土與鋼管之間的粘結滑移性能成為影響該構件應用的一個阻礙，本文通過分析國內外學者對鋼管再生混凝土結構之間粘結滑移能力，為鋼管再生混凝土界面力的研究提供方向。

2 鋼管再生混凝土組合結構界面研究現狀

國內李衛寧[1]研究了方形鋼管再生混凝土的粘結、滑移性能，制作了10 個方形鋼管再生混凝土柱進行推出試驗，該試驗研究了埋置長度、混凝土強度、再生粗骨料取代率等參數的影響,得到了鋼管和再生混凝土之間的荷載-滑移曲線，研究了各參數變化對粘結強度的影響。研究結果表明：界面荷載-滑移曲線經歷了四個階段，無滑移、應力上升、應力突變及應力下降階段，取代率對界面力影響較小，混凝土強度影響較大。趙強[2]對8 根鋼管再生混凝土構件界面性能進行試驗研究，研究再生混凝土強度和再生骨料取代率對構件界面性能的影響。研究結果表明：不同取代率的鋼管再生混凝土荷載滑移曲線具有相似性。再生骨料取代率越高，界面粘結強度越低；再生混凝土強度提升，粘結強度增加，但增加幅度逐漸降低。薛曉楠[3]對8 根鋼管再生大骨料混凝土構件進行了推出試驗研究，研究了界面黏結長度和取代率對初始和極限黏結強度的關系，得到了相應粘結滑移曲線。研究結果表明：再生鋼管大骨料混凝土構件經歷了三個階段：無滑移階段、上升階段及下降階段，并且加載端、中部和自由端的應力-滑移曲線相似，取代率在(0～40%)，極限黏結強度變化隨著取代率的增加而增加，并且在取代率為40%時強度最大，初始粘結強度變化較小，得出最優取代率為40%。黏結界面長度在400～700 mm 內，初滑移黏結強度隨著黏結界面長度的增加而增加，增幅不大，約為增加0.001 MPa，而極限黏結強度隨著黏結界面長度的增加有下降的趨勢。對再生集料混凝土(RAC) 與鋼管的粘結性能進行了試驗研究。Wan-QingLyu[4]對56 個RAC- FST 試件進行了斷面型式、斷面尺寸、RAC 強度、再生粗骨料置換率、界面處理(含油、拋光) 等參數的推出試驗。在試驗結果的基礎上，探討了化學粘結、微聯鎖和宏觀聯鎖對粘結強度影響的機理。分析結果表明，截面類型和截面尺寸是影響鋼管與RAC 型心粘結強度的兩個主要參數。結果表明，在鋼管混凝土結構中，鋼-混凝土表面的粘結性能與鋼-混凝土表面的粘結性能基本一致。最后，提出了計算核心混凝土與外鋼管粘結強度的經驗公式。MinshengGuan[5]采用人工砂(MS-CFT)對鋼管混凝土柱的粘結強度和粘結性能進行了試驗研究。在MS-CFT 柱上進行了54 次推出試驗。試驗參數為：用于制砂的石材類型、鋼管徑厚比、混凝土抗壓強度、石粉含量。試驗結果表明：MS-CFT 柱的粘結強度高于CFT 柱；該柱的粘結強度隨鋼管徑厚比的減小而增大。

3 鋼管再生混凝土組合結構界面進展及展望

經大量文獻研究發現，再生混凝土強度、再生混凝土骨料取代率、埋置長度等因素對鋼管再生混凝土構件界面力影響較大，制作該構件時，應綜合考慮性價比，選取合適的混凝土及再生骨料取代率，另外亦可以在構件兩端增加端板，構件內部增加加勁肋等措施增強其界面力，保證鋼管再生混凝土構件良好的工作，使該構件逐步替代傳統混凝土柱，使建筑更加綠色環保化。