SWR-PM加固层与混凝土界面黏结性能试验研究

进行了钢丝绳-聚合物砂浆（SWR-PM）加固层与混凝土的单面剪切试验,研究了混凝土强度、加固层黏结长度和加载端受压高度对试件破坏形态及剥离承载力的影响规律.结果表明：试件的破坏形态包括界面剥离破坏、混凝土拉剪破坏及混合破坏;界面剥离承载力随着黏结长度的增加而增长,直至黏结长度超过有效黏结长度后,剥离承载力才趋于稳定;试件的破坏荷载随着混凝土强度的增大而提高.建立了加固层黏结长度与界面剥离承载力的关系计算式,计算结果与试验结果吻合良好.     

高强钢丝绳与聚合物改性水泥砂浆黏结滑移性能试验研究

高强钢丝绳与聚合物改性水泥砂浆(简称:聚合物砂浆)之间的有效黏结能更好地发挥加固复合层各材料特性,保证协同作用,因此,研究高强钢丝绳与聚合物砂浆间的黏结滑移性能对该加固技术的设计理论及工程应用推广具有重要的理论意义和实用价值。对27个试件进行中心拉拔试验,测定并分析了试件的P-s曲线,探讨了界面黏结滑移特性,得到了钢丝绳锚固长度、钢丝绳直径、聚合物砂浆强度和加载速率等因素对其黏结性能的影响规律,为该加固工程设计提供必要参考。     

混凝土大坝溢流面冻融修补材料抗压强度及黏结强度对比试验

为了解决混凝土大坝溢流面存在的冻融剥蚀、裂缝等问题,找到适合溢流面混凝土缺陷处理的方法,选用NEXSUS聚合物砂浆和SK手刮聚脲(抗冲磨型)进行了修补试验。并分别对NEXSUS聚合物砂浆立方体试块抗压强度、NEXSUS聚合物砂浆与修补层之间黏结强度以及SK手刮聚脲与基层混凝土之间黏结强度进行了检测。根据检测结果,可以得出如下结论:SK手刮聚脲更适合大坝溢流面混凝土破损面修补。     

纤维陶粒混凝土叠合构件力学性能试验研究

为研究结合面的处理方式以及不同叠浇时间间隔对聚丙烯腈纤维(PANF)陶粒混凝土与普通混凝土黏结性能的影响规律,通过制作Z型试件和立方体试件进行加载试验研究抗剪强度和抗拉强度力学性能。试验结果表明:露骨料水洗剂处理结合面较凿毛面处理法能够更加有效地提高结合面的粗糙度,增强2种混凝土的黏结性能;缩短叠浇时间间隔能够有效提高Z型试件抗剪强度和抗拉试件劈裂抗拉强度。     

湿热环境作用下聚合物改性纤维水泥砂浆加固混凝土梁试验

聚合物改性纤维水泥砂浆PFCM常被用于混凝土结构的裂缝修补以及增大界面加固法中。不同的环境对PFCM加固混凝土梁构件的影响程度主要取决于PFCM耐久性、加固材料耐久性、PFCM/混凝土界面黏结耐久性等。本文通过四点弯曲加载试验,研究了经聚合物改性纤维水泥砂浆修复的混凝土梁在不同暴露和加载温度条件下的弯曲性能、荷载–挠度曲线和破坏模式。根据试验结果得出的主要结论如下:加固层能显著提高梁的抗弯性能;温度的升高将导致聚合物砂浆修复层与混凝土间的界面粘结强度降低,加固梁的塑性降低,钢筋和聚合物改性水泥砂浆间的粘结力下降。     

界面形式对纤维编织网增强混凝土与混凝土界面的影响

采用双面剪切的试验方式研究不同界面形式对纤维编织网增强混凝土(TRC)与既有混凝土界面性能的影响。试验结果表明:对于单层纤维编织网、预制形式的TRC加固层,随着TRC加固层与既有混凝土黏结长度的增加,界面的最大剪切荷载有所提高,但是极限抗剪强度有下降的趋势,且其有效加固长度应在200~300 mm;当既有混凝土强度处于C20~C40时,既有混凝土的强度等级对TRC与既有混凝土界面性能的影响不大;与预制加固形式相比,现浇TRC加固形式对TRC与既有混凝土界面性能有很大改善。     

新老混凝土早龄期黏结性能试验

通过15组新老混凝土试件的早龄期直剪试验,观测了加载全过程中的试验现象,获得了新老混凝土早龄期黏结滑移曲线;进而通过正交分析明确了黏结面粗糙度和新混凝土龄期两种因素对早龄期极限黏结强度的影响,并进一步分析了两种因素对黏结滑移全曲线的影响.分析结果表明:随着龄期的增长和粗糙度的增加,新老混凝土极限黏结强度也随之提高,剪切全过程中的黏结面抗剪性能也有所提高;在试验条件下新浇混凝土龄期是影响黏结极限强度的主要因素.     

ECC-混凝土粘结界面动态抗剪试验研究

通过对15组共135个ECC与混凝土叠合试件的冲击剪切试验,研究了不同粗糙度、界面剂、配筋率以及加载速率对ECC-混凝土粘结面动态抗剪性能的影响,获得了试件粘结面的动态剪切应力-滑移曲线.试验结果表明:ECC与混凝土粘结面的抗剪强度随着加载速率的增加而增加,具有显著的应变率效应;在粘结面设置沟槽、使用界面剂和配置钢筋均能较好地提升粘结面动态抗剪性能与剪切延性,但在沟槽的宽度、间距以及混凝土强度不变的情况下,随着槽口深度增加,混凝土基体的损伤增加,粘结面抗剪强度的增加幅度变缓,而随着配筋率的增加,钢筋并不能完全发挥作用,粘结强度增幅同样变缓,因此在实际工程中需要选择合适的沟槽深度与配筋率.     

高性能灌浆料与混凝土界面黏结性能的研究

通过Z型试件剪切试验对CGM高性能灌浆料与老混凝土黏结剪切性能进行试验研究,分析掺水率、养护龄期、灌浆料强度等级等对黏结剪切性能的影响规律。研究结果表明:CGM高性能灌浆料与混凝土界面的黏结性能随着黏结龄期的增长而增长,且增长速率逐渐降低。对于老混凝土试件,采用CGM高性能灌浆料修补时,随着灌浆料强度的提高(灌浆料掺水率的减少),灌浆料与混凝土黏结试件的黏结剪切强度呈下降趋势;而随着灌浆料掺水率的增加,由于高性能灌浆料流动性能的增大,虽然其立方体抗压强度降低,但却有利于灌浆料与混凝土黏结抗剪性能的改善。     

变幅反复加卸载下玻璃纤维复合筋与混凝土黏结性能

对直径20 mm的玻璃纤维增强聚合物(GFRP)进行单调加载以及两种不同变幅反复加卸载拉拔试验,研究单调静载与变幅反复加卸载作用下GFRP筋与混凝土之间的黏结-滑移关系,加载端滑移量的变化,得到了变幅反复作用对黏结性能的影响规律,并对试验数据与BPE模型上升段曲线进行了拟合分析。结果表明:GFRP筋与混凝土极限黏结强度在反复拉拔荷载作用下会降低,反复加载值越大,降低越多;当拉拔荷载在一定范围时,变幅反复加卸载对黏结强度影响不显著,但均会有残余变形,黏结刚度较单调加载刚度最大可提高1. 76倍;变幅反复加卸载试验全过程黏结滑移曲线与单调加载的曲线不同,但在大于前期荷载时上升段规律与单调加载一致,并与BPE模型上升段曲线较吻合。     

聚合物砂浆与混凝土抗拉黏结破坏特征

高强不锈钢绞线网-渗透性聚合物砂浆加固技术是近年来兴起的新型加固工艺.对该加固技术的研究表明:加同层发生剥离破坏是其主要破坏方式之一,如何保证加固层与混凝土界面的黏结性能是加同成败的关键.通过243个测点的正拉黏结强度试验,分析了聚合物砂浆与混凝土界面黏结抗拉破坏的特征,阐述了混凝土强度、界面粗糙度、龄期、修补方位对黏结破坏方式的影响.     

基于响应面法的三元聚合物砂浆力学性能

通过响应面法的Box-behnken试验设计方法构建二次多项式回归方程,对氯乙烯、乙烯和乙烯醚三元聚合物砂浆配合比进行优化,并结合宏观性能与微观形貌进行机理分析.结果 表明:所建模型在试验范围内能较准确地预测结果,响应面法用于三元聚合物砂浆配合比优化具有准确性与科学性;对28 d抗压强度影响强弱顺序依次为水灰比、减水剂掺量、聚合物掺量;对28 d抗折强度和黏结强度影响强弱顺序为聚合物掺量、水灰比、减水剂掺量;将28 d黏结强度最大值、抗折强度最大值和抗压强度最小值(折压比最大)作为目标优化值,得出三元聚合物砂浆的最优配合比为:聚合物掺量为12％,水灰比为0.42,减水剂掺量为1.12％.     

有机纤维与聚合物对水泥混凝土层间黏结性能影响研究

水泥混凝土中掺加有机纤维或聚合物能够提高其层间黏结性能。通过层间抗剪强度试验和层间抗拉强度试验方法研究了掺加有机纤维与聚合物对提高水泥混凝土层间黏结强度的效果。对比研究在不同聚合物改性水泥净浆作为界面剂的条件下,水泥混凝土抗拉黏结性能受影响的情况,并对界面剂的配合比;并通过劈裂抗拉黏结性能试验,研究了影响界面黏结性能的浇筑方式和界面黏结剂配合。结果表明:将有机纤维与聚合物掺入水泥混凝土中能够显著提高层间黏结强度,其中丁苯DB-1乳液改性水泥净浆效果最优,尤其当改性水泥净浆作为界面剂的掺量配合比为水泥∶DB-1乳液=3∶2时,新老混凝土可得到较好的层间黏结性能。     

不同加载速率下混凝土剪力传递性能试验研究

为了研究不同加载速率下混凝土剪力传递的性能,进行了15个钢筋混凝土试件的剪切试验,试验中主要量测了钢筋混凝土裂缝处钢筋的应变、剪切面处的剪切滑移,得到了试件裂缝处剪应力和剪切滑移曲线,重点探讨了加载速率、混凝土强度、裂缝的存在等因素对钢筋混凝土试件的破坏形态及剪力传递性能的影响。研究表明,随着加载速率的增大,试件的极限剪应力也增大;裂缝的存在对混凝土的剪力传递造成较大程度的削弱,对剪应力及破坏形态有很大影响;混凝土强度也对剪应力传递造成影响,强度越高,剪应力越大。     

陶粒轻骨料与普通混凝土的黏结剪切性能EI北大核心CSCD

设计制作了双面直剪型陶粒轻骨料混凝土与普通混凝土叠合浇筑试块并进行剪切破坏试验,发现各组试块的最终剪切破坏面层不同程度地由两侧混凝土及初始浇筑面层共同组成.为此,给出了具有内部分层式速度间断面的剪切破坏机构模型,并选用Mises屈服条件及Coulomb剪破条件,根据塑性极限分析原理建立了2种混凝土黏结层剪切破坏强度的解析解.结果表明:陶粒轻骨料混凝土与普通混凝土叠合浇筑时,考虑浇筑结合面处理方式、浇筑间隔时间及法向力影响的最终剪切破坏遵循Mohr-Coulomb强度准则.     

CTRC-受火损伤混凝土界面性能试验研究

设计了39个碳纤维编织网格增强混凝土(CTRC)与受火损伤混凝土的单面剪切试件(其中18个为常温混凝土对比试件),通过单面拉剪和单面推剪两种不同加载方式的剪切试验,研究了不同纤维层数(1层、2层、3层),不同界面黏结长度(50 mm、100 mm、150 mm、200 mm、250 mm)和不同混凝土表面处理情况(点凿、浅凿、深凿)对CTRC-受火损伤混凝土界面黏结性能的影响,得到不同工况下的CTRC-受火损伤混凝土试件界面的破坏形态以及黏结强度,并通过数字图像相关法(DIC法)研究了CTRC-受火损伤混凝土界面的位移变形情况,为TRC加固受火损伤混凝土构件受力性能分析提供理论依据。     

聚合物砂浆与混凝土抗剪粘结性能研究

通过24个测点的剪切粘结强度试验,分析聚合物砂浆与混凝土界面粘结抗剪性能,阐述混凝土强度、界面粗糙度、修补方位对剪切粘结强度的影响,最后提出剪切粘结强度的计算模型。     

钢丝绳网片-聚合物砂浆加固技术在中国国家博物馆改造工程中的应用

聚合物砂浆是一种新型的混凝土修补材料,具有强度高、收缩小、与混凝土黏结性能好等一系列优点;将其与钢丝绳网片结合形成的加固薄层能与被加固的混凝土构件很好地共同工作,且对原构件的尺寸加大很少.采用钢丝绳网片-聚合物砂浆外加层加固混凝土构件能有效提高构件的承载力、刚度、抗裂性和延性.中国国家博物馆老馆的板结构较薄,已产生了大量静止裂缝,详细介绍了钢丝绳网片-聚合物砂浆加固技术加固博物馆屋面板结构的施工工艺流程及施工要点.     

设置锚筋的新老混凝土结合面抗剪机理及黏结强度计算

设置锚筋的新老混凝土结合面与不设锚筋的新老混凝土结合面的剪切黏结性能有很大的不同,现有新老混凝土黏结强度计算式大都是基于剪切摩擦理论或者是对试验数据进行拟合得到的,不同国家的混凝土结构设计规范也给出了各自的抗剪强度计算式。基于已有的85组设置锚筋的新老混凝土结合面抗剪试验结果对现有典型算式适用性进行验证,结果表明:采用这些方法要么过于保守,要么会导致结构不安全。根据设置锚筋的新老混凝土结合面的受力特点,建立了结合面剪切受力弹簧-摩擦块模型,结合已有剪切试验荷载-滑移曲线,深入分析了结合面全过程剪力传递机理。分析结果表明:结合面抗剪承载力可分为混凝土结合面胶结力、键槽咬合力、钢筋的销栓作用力及摩擦力四部分。在对这四部分的计算方法进行理论分析的基础上,提出了设置锚筋的新老混凝土结合面的抗剪黏结强度计算式。采用已有的20组试验数据对所提出的结合面抗剪黏结强度计算式的适用性进行了验证,试验值与计算值比值的均值为1.182,标准差为0.305,与已有计算方法的对比分析表明,所提出的算式计算结果与试验结果最为吻合,离散性较低。     

新旧混凝土黏结面剪切强度的改进计算式

新旧混凝土黏结面的剪切强度是衡量黏结性能的重要指标。采用Z形直剪试验,分析新、旧混凝土强度、粗糙度、界面剂以及黏结龄期对剪切强度的影响,根据试验结果建议实际工程中新混凝土应较旧混凝土强度等级提高一级,粗糙度宜处理至4~6 mm,水泥净浆或掺U型膨胀剂水泥浆作为界面剂较为经济实用,加固黏结期应注重养护,90 d内避免过大荷载。对212组试验结果进行多元回归分析,提出剪切强度改进计算公式,该公式较已有理论公式与试验结果的吻合度更高且离散性更小,可供混凝土加固设计计算时参考采用。