钢管再生混凝土重复推出黏结滑移性能影响因素学习体会

文献概况与研究意义

孙冰等发表于《建筑材料学报》2023年第26卷第9期的论文，针对钢管再生混凝土（RACFST）构件在重复推出条件下的黏结-滑移性能开展了系统研究。再生混凝土是将回收骨料替代天然骨料制备的混凝土，在绿色建筑和可持续发展领域具有重要应用前景。钢管再生混凝土柱作为组合结构的一种形式，其钢管与核心再生混凝土之间的黏结性能直接影响构件的整体承载力和变形能力。作者通过重复推出试验，研究了原生混凝土强度等级、锈蚀率和膨胀剂掺量三个因素对RACFST黏结-滑移性能的影响，并建立了黏结强度计算模型。

核心观点与技术要点

重复推出下的耗能特性

研究的一个重要发现是：混凝土奇数次推出时的耗能能力和钢管表面应变分布大于偶数次推出时。这一现象的物理机制在于：奇数次推出时，钢管与再生混凝土之间的黏结界面处于初始破坏阶段，界面剪切应力和法向压应力的共同作用使得黏结强度较高；而偶数次推出时，界面已经历过一次破坏和恢复，黏结强度有所下降，导致耗能能力降低。这种交替变化的规律对评估RACFST构件在循环荷载作用下的耐久性具有重要参考价值。

各因素对峰值荷载的影响规律

黏结强度计算模型

作者基于Rational函数和Expdec1函数建立了黏结强度计算模型，具有较高的可靠性。这一模型为RACFST构件的设计提供了理论依据，但需注意模型参数的适用范围和边界条件，建议在工程应用中结合现场试验数据进行验证和修正。

工程实践启示

锈蚀对黏结性能的双重效应

从焊接和钢管制造的角度来看，钢管表面的锈蚀状态直接影响其与混凝土的黏结性能。适度的表面锈蚀可以增加钢管表面的粗糙度，提高机械咬合力，从而增强黏结强度。然而，当锈蚀率超过临界值时，钢管壁厚减薄、截面削弱，反而导致黏结性能下降。这一发现对钢管的防腐处理提出了新的思考：并非所有情况下都需要完全去除表面锈蚀，适度的表面状态可能更有利于黏结。

膨胀剂使用的注意事项

膨胀剂在钢管混凝土中常用于补偿混凝土收缩，防止钢管与混凝土之间产生脱空。但研究表明，膨胀剂掺量过大时，混凝土内部产生的膨胀应力可能导致界面微裂纹，反而降低黏结强度。建议在实际工程中，膨胀剂掺量应控制在0.5%至1.5%之间，并通过试验确定最佳掺量，同时注意膨胀剂与再生骨料的相容性。

学习心得与思考

这篇文献的研究方法值得借鉴：采用重复推出试验模拟循环荷载作用下的黏结性能退化过程，比单次推出试验更能反映实际工程中的受力情况。对于再生混凝土的应用推广，黏结性能是关键瓶颈之一。再生骨料表面附着的旧砂浆层降低了骨料与水泥浆体的界面黏结强度，进而影响钢管与混凝土之间的黏结性能。未来研究可进一步探讨再生骨料级配优化、表面预处理技术对黏结性能的影响，以及不同钢管表面状态（如镀锌、涂漆、热轧等）对黏结性能的差异化影响。在工程实践中，建议对钢管再生混凝土构件进行系统的黏结性能检测，建立数据库，为设计提供可靠依据。