高温下の方形鋼管ジオポリマーコンクリート短柱の軸圧性能を調査するために、荷重温度を主な試験パラメータとし、鋼管の外径、肉厚、鋼材強度などのパラメータも変化させて、C40スラグ-フライアッシュジオポリマーコンクリートを内充した鋼管短柱試験体10体を設計した。昇温試験および高温下での軸圧試験を通じて、28、200、400、600、800 ℃の5つの温度条件下での試験体の温度場および力学性能を測定し、様々な条件下での破壊形態、極限耐荷力、荷重-変位応答を体系的に取得した。結果は、拘束効果係数の大きい試験体は常温と比較して200 ℃および400 ℃でそれぞれ極限耐荷力が6％および9％向上し、拘束効果係数の小さい試験体はわずかに低下し、強い鋼管拘束が200〜400 ℃の高温におけるジオポリマーコンクリートの高温緻密化効果を増幅させたことを示した。温度が600 ℃以上に上昇すると、両種の試験体の耐荷力は著しく低下した。これに基づき、ABAQUSを用いて逐次熱-力連成有限要素モデルを構築し、試験により本モデルがこれら部材の熱力学的応答を正確に模擬できることを検証した。パラメータ解析の結果、拘束効果係数を大きくすることは高温下での極限耐荷力の向上に有効であることが示された。

方形鋼管コンクリート短柱;ジオポリマー;軸圧性能;等温荷重;有限要素解析;拘束効果係数