钢渣混凝土吸水率、耐磨性、自应力、构件截面组合弹性模量、耐火时间和防火保护层厚度.docx

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1、附录G钢渣混凝土吸水率测试方法G.1钢渣混凝土吸水率试验的试件应符合下列规定：1 .当试件采用试模成型或切割制作时，试模不应刷隔离剂，试件应采用立方体试件。标准试件应是边长为IOomm的立方体试件，其他尺寸的立方体试件是非标准试件；2 .当采用钻芯试件时，标准试件是IOOmmXl（X）mm的圆柱体试件，其他尺寸的圆柱体试件是非标准试件；3 .试件最小体积应大于500。，。为粗骨料的最大粒径；4 .每组试件应为3块。G.2试验仪器设备应符合下列规定：1 .游标卡尺或直尺应精确至0.5mm；2 .电子天平的最大量程不应小于5kg,感量不应大于0.1g；3 .水槽应根据试件尺寸选用，水槽尺寸应能保证

2、浸没试件，水温应保持在202；4 .鼓风干燥箱应能控制温度不低于110。（2,最小分度值不应大于2。（2；5 .干燥器尺寸应为A300mmA500mm。G.3钢渣混凝土吸水率试验应按下列步骤进行：1 .钢渣混凝土吸水率的试验龄期可按28d或实际需要进行确定。2 .称量饱水试件的表干质量。将试件浸没在（202）OC的水中，试件下部用直径IOmm的钢筋垫起，水面应至少高于试件顶面25mm,浸泡24h。将试件取出，用拧干的湿毛巾擦去表面水分，称量并记录试件质量；继续浸泡24h,将试件取出，用拧干的湿毛巾擦去表面水分，称量并记录试件质量；试件浸泡时间不应小于48h,直至两个连续的24h间隔的质量变化小

3、于较大值的0.2%时,停止浸泡，记录最后一次试件质量，试验结果应精确至0.1g,用以表示。3 .应称量烘干试件质量。试件达到养护龄期时，将试件从养护地点取出，随后将试件置于温度控制在（1055）OC的鼓风干燥箱中，烘干24h,将试件取出，置于干燥器中冷却至室温，当试件表面有油污时，可采用丙酮擦拭试件表面，除去油污，称量并记录试件质量；继续烘干24h,将试件取出，置于干燥器中冷却至室温，称量并记录试件质量；试件烘干时间不应小于48h,直至两个连续的24h间隔的质量变化小于较小值的0.2%,停止烘干。记录最后一次试件质量，试验结果应精确至0.1g,用SI表示。G.4试验结果计算及确定应按下列方法进

4、行。1 .钢渣混凝土吸水率应按下式计算：Wii=l()0%(G.4-1)恤式中：Wa钢渣混凝土吸水率(%)，计算结果应精确至0.1%；fns饱水试件的表干质量(g);Wd烘干试件质量(g)o2 .吸水率值的确定应符合下列规定：1)应以3个试件测值的算术平均值作为该组试件的吸水率值，应精确至0.1%；2)当3个测值中的最大值或最小值中如有一个与中间值的差值超过中间值的5%时，应把最大值及最小值一并剔除，应取中间值作为该组试件的吸水率值;3)当最大值和最小值与中间值的差值均超过中间值的5%时，该组试件的试验结果无效。3.用非标准试件测得的吸水率值均应乘以修正系数，修正系数应按下式计算：VCf=0.

5、06y(G.4-2)式中：Cf修正系数。V非标准试件的体积(mm?)。非标准试件的比表面积(mm?)。附录H钢渣混凝土耐磨性测试方法H.1磨耗量法1 .本方法适用于测定钢渣混凝土试件磨损面上单位面积的磨耗量。2 .磨耗量法应采用150mm150mm150mm立方体试件,每组3个试件。3 .试验仪器设备应符合下列规定：1）混凝土磨耗试验机由直立主轴、水平转盘、传动机构和控制系统组成。主轴和转盘不在同一轴线上，主轴和转盘应同时向相反方向转动，主轴下端配有磨头连接装置，可以装卸磨头。同时应符合下列技术要求：（1）主轴与水平转盘垂直度：测量长度80mm时偏离度不应大于0.04mm；（2）水平转盘转速为

6、17.5rmin0.5rmin,主轴与转盘转速比为35：1；（3）主轴与转盘的中心距应为40mm0.2mm；（4）负荷可分为200N、300N和400N三挡，误差不应大于1%；（5）主轴升降行程不应小于80mm,磨头最低点距水平转盘工作面不应大于25mm；（6）水平转盘上应配有能夹紧试件的卡具，卡头单向行程应为15Omm4mmO卡夹宽度不应小于50mm,应能卡进15OmmXl50mmx150mm立方体试件，夹紧试件后应保证试件不上浮或翘起；（7）花轮磨头（图H.1）由3组花轮组成，按星形排列成等分三角形，花轮与轴心最小距离应为16mm,最大距离应为25mm。每组花轮由两片花轮片装配而成，其间隔

7、宜为2.6mm2.3mm。花轮片直径应为25mm,厚度应为3mm。边缘上均匀分布12个矩形齿，齿宽应为3.3mm,齿高应为3mm,应由不小于HRC60硬质钢制成。磨头与水平转盘间有效净空宜为160mm-180mm；（8）应具有0999转盘数字自动控制显示装置,其转数误差应小于1/4转，并应装有电源电压监测表及自动停止报警装置；（9）吸尘器装置应随时将磨下的粉尘吸走。2图H.1花轮磨头示意（mm）1垫片；2刀片2）烘箱的调温范围应为50。0200。（2,控制温度允许偏差应为5。（2；3）电子秤的量程应大于Iokg,感量不应大于1g。4 .磨耗量法试验应按下列步骤进行：1）应将试件养护至27d龄期

8、从养护地点取出，擦干表面水分放在实验室内空气中自然干燥12h,再放入60C5%：烘箱中，烘干12h,磨耗面应朝上；2）试件烘干处理后应放至室温，刷净表面浮尘。3）将试件放至耐磨试验机的水平转盘，磨耗面应选用试件侧面，并用夹具将其轻轻紧固。在200N的负荷下第30转，取下试件刷净表面粉尘称重，并应记下相应质量机I,该质量作为试件的初始质量。在200N的负荷下第60转，取下试件刷净表面粉尘称重，并应记下相应质量加2。整个磨耗过程应将吸尘器对准试件磨耗面，及时吸走磨下的粉尘。当钢渣混凝土具有高耐磨性时，可再增加旋转次数，并应特别注明。4）每组花轮刀片只应进行一组试件的磨耗试验，当进行第二组磨耗试验时

9、,应更换一组新的花轮刀片。5 .试验结果计算及确定应按下列方法进行。1）应按下式计算每一试件的磨耗量，以单位面积的磨耗量来表示。Gl*（H.1-DA式中：GC单位面积的磨耗量（kgr2）,计算结果应精确至0.001kg/n?；m试件的初始质量（kg）；叫试件磨耗后的质量（kg）；A试件磨耗面积。6 .试件磨耗量值的确定应符合下列规定：1）应以3个试件测值的算术平均值作为该组试件的磨耗量值,精确至0.001kg/m2；2）当3个测值中的最大值或最小值中有一个与中间值的差值超过中间值的15%时，应同时剔除最大值和最小值，取中间值作为该组试件的磨耗量值；3）当最大值和最小值与中间值的差均超过中间值的

10、15%时，则该组试件的试验结果无效。H.2磨坑长度法7 .本方法适用于测定钢渣混凝土试件在摩擦钢轮和磨料作用下的磨坑长度。8 .磨坑长度法试验应采用不小于100mmX100mm100mm立方体试件，每组5个试件。9 .试验仪器设备应符合下列规定：1）钢轮式耐磨试验机（图H.2）主要由摩擦钢轮、磨料料斗、导流料斗、夹紧滑车和配重等组成。图H.2钢轮式耐磨试验机示意图1一夹紧滑车；2垫块；3导流槽；4紧固螺栓；5试件；6磨料流；7导流料斗调节阀；8导流料斗；9磨料料斗调节阀；10磨料料斗；11长方形下料斗；12摩擦钢轮；13配重；14磨料收集器2）摩擦钢轮的材质应采用45号钢，经调质处理，硬度为H

11、B203HB245摩擦钢轮直径应为200.0mm0.2mm、厚度应为70.0mm0.1mm。摩擦钢轮的转速应为75r（603）s0当摩擦钢轮直径磨损至199.0mm时，应进行更换。3）夹紧滑车应安装在耐磨试验机轨道上，并设有紧固试件的装置，通过14.00kg0.01kg配重使试件与摩擦钢轮接触，以控制试件与摩擦钢轮之间的压紧力。4）磨料料斗容积应大于5L,并带有控制磨料料斗开启和停止输出的凋节阀；导流料斗容积应大于1L,其中磨料高度不应小于25mm,导流料斗应带有用于调节磨料流速的调节阀，使得磨料以恒定的流速通过导流料斗长方形下料口流到摩擦钢轮上，其流速可调，不应小于1L/mino磨料料斗的调

12、节阀应用于控制磨料的流动开启和停止。5）导流料斗的长方形下料口的内口长应为71.0mm0.5mm,下料口到摩擦钢轮中心线的距离应为75mm,磨料流与摩擦钢轮边缘距离应不超过5mm,见图H.2.1。导流料斗调节阀可用于询节，保证磨料流速恒定。6）游标卡尺的量程应为0125mm,分度值应为0.02mm。7）试验筛应为筛孔尺寸0.3Oomm的方孔筛。8）磨料应采用符合现行国家标准普通磨料棕刚玉GB2478规定的粒度为36#的磨料，其最大含水率不应大于1.0%。对同一试件，磨料可重复使用5次，每次使用之前应进行筛分，除去粒径小于0.30Omm的部分。10 混凝土磨坑长度试验应按下列步骤进行：1）试件养

13、护至27d龄期从养护地点取出，擦干表面水分放在室内空气中自然干燥12h,再放入60P5C烘箱中，烘干12h,磨耗面应朝上。试验前应用硬毛刷清理试件表面。可在试件测试表面涂上水彩涂料。2）将试验用磨料装入磨料料斗中，再使其流人导流料斗，并应符合标准料斗的有关规定。3）将试件固定在夹紧滑车上，使试件表面平行于摩擦钢轮的轴线，且垂直于托架底座。摩擦钢轮侧面距离试样边缘的距离不应小于15mm04）检验摩擦钢轮转速是否符合摩擦钢轮的规定，调节阀门使磨料应以1LZmin的流速从导流料斗长方形下料口均匀落在摩擦钢轮上。在配重作用下，使试件表面与摩擦钢轮接触。启动电动机，打开料斗凋节阀，并开始计时。5）当摩擦

14、钢轮转动2min后，应关闭电动机，调节阀门，移开夹紧滑车,取下试件。在试件表面上用6H的铅笔画出磨坑的轮廓线，再用游标卡尺测量试件表面磨坑两边缘及中间的长度，应精确至0.1mm,取其平均值。11 试件的磨坑长度值确定应符合下列规定：1）应以5个试件测值的算术平均值作为该组试件的磨坑长度值，应精确至0.1mm；2）当5个测值中的最大值或最小值中有一个与平均值的差值超过中间值的15%时，应同时剔除最大值和最小值，取剩下3个试件的平均值作为该组试件的磨坑长度值；3）当剩余3个试件的最大值和最小值与中间值的差均超过中间值的15%时，该组试件的试验结果应判为无效。附录I钢管钢渣混凝土自应力计算方法Ll圆

15、形钢管在钢渣混凝土膨胀过程中，钢管与自应力钢渣混凝土之间形成侧压力，使得圆钢管环向受拉，而钢渣混凝土处于三向受压状态，如图口所示。假设环向应变沿钢管壁厚均匀分布，忽略径向应力。根据实测应变值计算钢管的环向应力，如式(Ll-I)所示。%=我y(%+)(Ll-I)式中：h钢管的环向应力；实测钢管的环向应变;实测钢管的纵向应变;图1.1钢管及钢渣混凝土受力图根据图Ll的受力情况，建立力的平衡关系，计算核心钢渣混凝土的初始自应力:式中：0核心钢渣混凝土的自应力;L钢管的壁厚；RC核心混凝土的内半径；Pcr钢渣混凝土的限制膨胀率;匕钢渣混凝土的自由膨胀率。1.2矩形钢管在钢渣混凝土膨胀过程中，钢管与钢渣

16、混凝土之间形成侧压力，使得矩形钢管环向受拉，钢渣混凝土处于三向受压状态。假设环向应变沿钢管壁厚均匀分布，忽略径向应力。由于矩形钢管长、短边的环向应变不同，根据实测应变值分别计算钢管长、短边方向上的环向应力。E5hi=L7()(121)1-vcth2=LT(%2+2)(L2-2)1-v式中：矩形钢管边的环向应力；5h2矩形钢管短边的环向应力；小实测矩形钢管长边的环向应变；实测矩形钢管短边的环向应变；%实测矩形钢管长边的纵向应变；/2实测矩形钢管短边的纵向应变。由于实测应变位于矩形钢管长、短边的中部，根据矩形钢管截面受力特点，该实测应变值即为钢管长、短边的最大应变值，,hl,。磔即为矩形钢管长、短

17、边的最大环向应力。初步假定该环向应力沿钢管长、短边均匀分布，如图1.2-1所示。根据图中的受力关系，建立力的平衡关系，计算矩形钢管与核心钢渣混凝土之间的自应力。ma=y-h2(1.2-3)L-4C2r2max=R；thl(124)D-Zls式中：6max矩形钢管与核心钢渣混凝土之间的长边最大自应力；max矩形钢管与核心钢渣混凝土之间的短边最大自应力。由于矩形钢管对核心混凝土的不均匀约束，将构件截面分为有效约束区域和次级约束区域，如图L2-2所示。y尸max -有效约束区域图L22核心混凝土有效约束区域th2图1.2/截面受力图次级约束印域y=P() ymm图L23自应力等效图认定钢管沿截面长度

18、方向上的自应力值大小呈二次抛物线变化，将其等效为均匀分布应力，如图1.23所示。Ap(1.2-5)4(X)=(X2-Lx)LP2(x)=(X2-Bx)D(1.2-6)(1.2-7)p_21max,3钢管对钢渣混凝土膨胀性的抑制作用，相对于对核心混凝土强度的提升作用。矩形钢管长、短边的自应力大小不等，目前双向侧压力不等条件下对混凝土强度提升的研究尚未成熟。依据核心混凝土横截面面积相等的原则，将矩形截面转化为圆形截面。简化后钢管应力模型如图L2-4所示，并将矩形钢管长边、短边有效自应力均匀分布在等效圆形截面钢管内表面，等效自应力计算式如下：(L2-8)P=Pl(L-2Q+P2(B-24)rr= (

19、B-2)(L-2)/(1.2-9)图1.2-4等效圆钢管受力示意图附录J钢管钢渣混凝土构件截面组合弹性模量计算方法J.1基本假定1 .钢管与核心钢渣混凝土无相对滑移；2 .钢管与核心钢渣混凝土共同受力，且两者变形协调；3 .自应力沿钢管与核心钢渣混凝土粘结界面均匀分布；4 .自应力对试件承载力的提高等效为对钢渣混凝土抗压强度的提高。J.2弹性模量计算公式考虑自应力对钢管钢渣混凝土构件弹性模量的影响，参考钢-混凝土组合结构设计规程(GB50901-2013),提出钢管钢渣混凝土构件截面组合弹性模量计算公式:cp=(0.192y2350.488)w“OB/；/娱(0.1924/235+0.488)

20、式中，Zcp钢管钢渣混凝土构件组合比例极限;scp钢管钢渣混凝土构件组合比例极限应变。附录K钢管钢渣混凝土弹性模量计算方法.钢管钢渣混凝土应力.应变关系钢管钢渣混凝土的应力-应变关系模型表达式如下所示:ZX 0.1CrPo(I- 4)+。/ e.i22CC J(K.1-2)(K.1-3)(K.1-4)(K.1-5)(K.1-6)(K.1-7)(K.2-1)式中，q为钢管钢渣钢渣混凝土应力，1为钢管钢渣混凝土应变,T=0.I0745,A=2-T,B=l-T,q=J,o为钢管钢渣混凝土单轴0.2+0.16a峰值应力，Y为钢管钢渣混凝土单轴峰值应变，%为钢管钢渣混凝土单轴抗压强度对应的应变，为试验数

21、据回归分析参数。考虑钢管与钢渣混凝土之间自应力的影响，引入钢渣混凝土强度增强系数对4。、叩、和力进行修正，其表达式分别为：z0.45po=jufCQ1.194+(-0.0748562+0.57896)=co1400+800,2W%=1300+14.934几6=(2.36XIOV产(Sl-5x10-e=MA)K.2钢管钢渣混凝土弹性模量钢管钢渣混凝土弹性模量可按下式计算：ECsW=OJ4附录L钢管钢渣混凝土耐火时间和防火保护层厚度表L-I不同荷载比下钢管钢渣混凝土构件的耐火时间r(min)等效外径(mm)长细比荷载比0.3荷载比0.4荷载比0.5荷载比0.6荷载比0.7取代率取代哥K取代率取代率

22、取代率0%50%100%0%50%100%0%50%100%0%50%100%0%50%100%40012535047383635302929252424111311600645957464343353636303029141714800746866535050424242353534172017120093848366646353535345444423272315001029695757373606160515150273227180011410810781828166686756575630363020001211141148688878072726060603239334(X)2458

23、525041373631303026252520191960070615949454438373732313125242480081706957525244424337373730292812001038887716666555555474746393737150011910099807676636463545453444342180013311311289868570717160606050484620001431211209492917576756564645352514003651464335333229282824242217131260063545243414036353529282

24、823171680072646450484942414135353427212012009183826362615453534545433629281500102969573717162616152555042353318()011410810681808069696858575647413920001211161148786857373736261605144424004830292925242420191810996666003735353130302523231312118S880043424137353529282815141410109120O5553534745453736352(

25、)1918131312150O636060535151434141232221151514180O716767605757484646262524171816200O757272646161514949282825191918400602726262020201211117775556003333332626261515141()9966680039383830303018171712Il11877120O50484938383823222215141410109150O57565644444427262517161611111118()O646262495049302929191818131

26、312200O686667535353323131201919141313注：1荷载比为构件设计值与构件承载力设计值之比;2等效外径对于圆形截面取钢管外径：对于多边形截面，按面积相等等效成圆形截面。表L-2耐火等级为2.5h(150min)时非膨胀型防火涂料厚度d(mm)的取值等效外径(mm)长细比荷载比0.3荷载比0.4荷载比0.5荷载比0.6荷载比0.7取代百取代率取代百取代百取代耳0%50%IOO%0%50%IOO%0%50%I(X)%0%50%IOO%0%50%IOO%400121O10101O10101O10101O10102521256001O10101O10101O10101O1

27、0101915198001O10IO1O10IO1O10101O1010151315120O1O10101OIO101O10101O101011911150O1O10101O10101O10101O10101O1010180O1O10101O10IO1O10101O10101O1010200O1OIOIO1OIO101OIO101O10101O1010400241O10101O10101O10101O1010131414600101010101010101010101010101010800101010101010101010101010101010120010IO1010IOIO10IO10

28、1010101010101500101010101010101010101010101010180010101010101010101010101010101020()01010IO10IO101010101010IO1010104003610101010101010101010101215212260010IOIO1010101010101010101115168001010101010101010101010101012131200101010101010101010101010101010150010101010101010101010101010101018()010101010101

29、010101010101010101020001010101010101010101010101010104004810101010101013141427303046464660010IOIO10101010111121222534343480010101010101010101018191927273012001010101010101010101314142121221500101010101010101010111212181819180010101010101010101010101015141620001010101010IO1010101()1010141414400601010

30、10131313222525393939565656600101010101010181819273030464646800101010101010141515222525343939120O10101010IOIO1112121819192727301500101010101010101010151616252525180010101010101010101014141421212220()01010IO10IO10101010131414192121注：1等效外径对于圆形截面取钢管外径；对于多边形截面，按面积相等等效成圆形截面;2保护层导热系数=0.116W(C),比热C=1024J(kg

31、C),密度p=400kgm33若保护层厚度小于设计、施工或成品规定的最小厚度，按后者取值。表L3耐火等级为3h(180min)时非膨胀型防火涂料厚度d(mm)的取值等效外径(mm)长细比荷载比0.3荷我比0.4荷载比0.5荷载比0.6荷载比0.7取代率取代率取代率取代率取代率0%50%100%0%50%100%0%50%100%0%50%100%0%50%100%40012101010101010101010121313302530600101010101010101010101010231923800101010101010101()1()10101()1916191200101010101

32、010101010101010131113150010101010101010101010101011101118001010101010101010101010101010102(X)010101010101010101010101010101040024101010101010101010121212161717600101010101010101010101010121313800101010101010101010101010101011120010101010101010101010101010101015001010101010101010101010101010101800101

33、010101010101010101010101010200010101010101010101010101010101040036101010101010101111131314192527600101010101010101010101111131920800101010101010101010101010111516150010101010101010101010101010101018001010101010101010101010IO1010102000101010101010101010101010101010400481010101213131617183337375656566

34、(X)1010101010101213132527304141418001010101010101011112123233333371200101010101010101010161718252527150010101010101010101013141521212318001010101010101010101212131918202000101010101010101010111112171718400601112121616162730304848486767676(X)101010121212212123333737565656800101010101010181919273030414848120010101010101013141421232333333715001010101010101112121920203()303()18001010101010101010101718182525272000101010101010101010161717232525注：1等效外径对于圆形截面取钢管外径；对于多边形