Para investigar el rendimiento a compresión axial de columnas cortas de concreto geopolimérico con tubo de acero cuadrado a altas temperaturas, se utilizó la temperatura de carga como parámetro principal de ensayo, además se variaron parámetros como el diámetro exterior del tubo de acero, el espesor de la pared y la resistencia del acero. Se diseñaron 10 especímenes de columnas cortas de tubo de acero rellenas con concreto geopolimérico C40 de escoria y ceniza volante. A través de ensayos de calentamiento y pruebas de compresión axial a altas temperaturas, se midieron el campo térmico y las propiedades mecánicas de las muestras bajo cinco condiciones de temperatura: 28, 200, 400, 600, 800 ℃. Se obtuvieron sistemáticamente los modos de falla, la capacidad máxima de carga y la respuesta carga-desplazamiento bajo diferentes condiciones de trabajo. Los resultados muestran que las muestras con un coeficiente de efecto de restricción alto aumentaron su capacidad máxima de carga en un 6% y 9% a 200 ℃ y 400 ℃ respectivamente, en comparación con la temperatura ambiente, mientras que las muestras con un coeficiente de efecto de restricción bajo disminuyeron ligeramente, lo que indica que la fuerte restricción del tubo de acero amplificó el efecto de densificación térmica del concreto geopolimérico a 200~400 ℃; cuando la temperatura alcanza 600 ℃ o más, la capacidad de carga de ambos tipos de muestras disminuyó significativamente. Sobre esta base, se estableció un modelo de elemento finito acoplado térmico-mecánico secuencial utilizando ABAQUS y, tras la verificación experimental, se confirmó que el modelo puede simular con precisión la respuesta termo-mecánica de tales componentes. El análisis paramétrico indica que aumentar el coeficiente de efecto de restricción ayuda a mejorar la capacidad máxima de carga a altas temperaturas.

Columnas cortas de tubo de acero cuadrado; geopolímero; rendimiento a compresión axial; carga a temperatura constante; análisis de elementos finitos; coeficiente de efecto de restricción