新老混凝土粘结面冻融劈拉性能试验研究

采用新老混凝土粘结立方体试件，通过快速冻融试验探讨新老混凝土粘结面在水饱和状态下，冻融循环次数、粘结面粗糙度和界面剂类型等对粘结面劈拉强度的影响。试验表明，粘结面劈拉强度随冻融循环次数的增加而降低，粘结面的粗糙度和界面剂对粘结面劈拉强度有不同程度影响，新老混凝土粘结面抗冻能力有待提高。     

新老混凝土粘结的剪切性能试验研究

新老混凝土粘结面的抗剪切性能是衡量粘结性能的最为重要的指标之一。采用 3年龄期的老混凝土 ,浇制了一批Z形新老混凝土粘结剪切试件和整体混凝土伴随剪切试件。通过试验研究 ,得出了不同强度的新混凝土和不同界面粗糙度对新老混凝土粘结剪切性能的影响规律 ,并利用双因素方差分析方法进行了进一步的论证     

冻融循环对新老混凝土粘结性能的影响

通过新老混凝土粘结立方体劈拉试验，研究新混凝土与经历冻融循环作用后的老混凝土粘结修补性能及新老混凝土粘结面抗冻融破坏能力。采用快速冻融试验，探讨冻融循环次数、粘结面粗糙度和界面剂类型等因素对新老混凝土粘结性能的影响规律。在试验基础上，分析了冻融循环作用对新老混凝土粘结面的损伤机理，并对遭受冻融破坏的混凝土结构粘结修补给出了建议。     

冻融循环作用下新老混凝土粘结的劈拉性能试验研究

采用新老混凝土粘结而制作的立方体试件,通过快速冻融试验,研究了冻融循环作用对新老混凝土粘结性能的影响。试验包括对已有的混凝土经历冻融循环作用后再与新混凝土粘结和新老混凝土粘结后再经历冻融循环两种情况,探索了冻融循环次数、粘结面粗糙度和界面剂类型等因素对粘结面劈拉强度的影响规律,分析了冻融循环作用对新老混凝土粘结面的损伤机理,并对遭受冻融破坏的混凝土结构粘结修补提出了建议。     

受冻融损伤混凝土与新混凝土的粘结剪切性能试验研究

采用新老混凝土粘结Z形柱体试件,通过快速冻融试验方法,对经受冻融损伤的老混凝土与新混凝土之间的粘结剪切强度进行了试验研究,分析了冻融循环次数、粘结面粗糙度和界面剂种类等对粘结面剪切强度的影响。老混凝土经受冻融循环的次数n为0、25、50、75、100和125,界面的粗糙度为0.23～6.9mm,界面剂采用水泥浆、水泥砂浆和掺加10%UEA膨胀剂的水泥浆。结果表明,受冻融损伤的老混凝土与新混凝土之间的粘结剪切强度随冻融循环次数的增加而下降,表现为冻融初期的缓降和一定冻融循环次数后的陡降,本次试验的陡降点发生在n=75,与抗冻标准中相对动弹性模量下降的临界点基本一致;粘结面的粗糙度和界面剂对粘结剪切强度也有不同程度的影响,粘结面的剪切强度以凿毛面与水泥砂浆组合情况为好。     

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。     

新老混凝土粘结的劈拉性能研究

新老混凝土粘结问题的研究,对混凝土结构的修补和加固具有重要的理论和实际意义。在实际修补工程中具有发展前景的粘结面处理方法———高压水射法处理粘结面,在定量测出其粗糙度后,制成新老混凝土粘结劈拉试件,通过试验研究,得出了不同新混凝土浇筑方向、不同粘结面粗糙度对新老混凝土粘结劈拉性能的影响规律     

预制与后浇混凝土粘结后的动态劈拉性能

为研究预制与后浇混凝土粘结后混凝土试件的动态劈拉性能,采用74变截面分离式霍普金森压杆(SHPB)装置,在不同应变率下,对粘结面粗糙度类型不同的试件进行了动态劈拉试验.结果表明:预制与后浇混凝土的动态劈拉强度和动态增大系数均表现出较强的应变率效应;预制与后浇混凝土的动态劈拉应力-应变曲线可分为弹性阶段、屈服阶段和破坏阶段;混凝土试块出现了径向劈裂、径向与粘结面均劈裂这2种主要破坏形态;试件粘结面粗糙度越大,其动态劈拉应力-应变曲线中屈服台阶越明显,其动态劈拉强度也越大,表现出明显的延性特征.     

钢纤维混凝土与老混凝土劈拉粘结强度的研究

通过105个100 mm×100 mm×100 mm钢纤维混凝土(新混凝土)与老混凝土粘结立方体试块劈拉试验,探讨老混凝土表面处理方法、界面粘结剂类型及钢纤维体积分数对新/老混凝土劈拉粘结强度的影响.结果表明,老混凝土表面粗糙度、界面粘结剂类型对新/老混凝土劈拉粘结强度有较大影响.在一定钢纤维体积分数范围内,随钢纤维体积分数的增加,新/老混凝土劈拉粘结强度明显提高.最后,提出了新/老混凝土劈拉粘结强度的计算公式.     

不同龄期老混凝土与新混凝土粘结性能研究

结合不同的界面剂,不同的老混凝土断面粗糙度的情况下,研究老混凝土在初凝至28 d龄期与新混凝土粘结时的粘结劈拉强度与粘结斜剪强度。研究发现使用界面剂提高了新老混凝土的粘结劈拉强度与粘结斜剪强度;新型界面剂的粘结劈拉强度与粘结斜剪强度要高于水泥净浆界面剂时的粘结劈拉强度和粘结斜剪强度;老混凝土的断面为毛面时的粘结劈拉强度要高于断面为光面时的粘结劈拉强度。     

气泡膜成型的预制混凝土构件结合面受剪性能

“等同现浇”装配式混凝土结构通过后浇混凝土将预制混凝土构件连接形成整体,预制构件与后浇混凝土之间的结合面往往需要通过各种工艺形成粗糙面,以保证新、老混凝土的黏结性能。提出一种采用气泡膜成型的预制构件结合面做法,并通过试验研究其受剪性能。试件按双剪试验设计,考虑混凝土强度等级、结合面连接钢筋配置等参数的变化,主要从承载力及延性方面与整体浇筑试件进行对比。试验及分析结果表明,气泡膜成型试件受剪承载力满足设计要求,为整体浇筑试件受剪承载力的71%～93%,延性两者则基本相当;混凝土强度等级的提高可增强试件受剪承载力,连接钢筋可有效改善试件受剪承载力并显著提高延性,由于整浇试件偏弯剪受力状态,导致连接钢筋对整浇试件受剪性能的改善作用较气泡膜成型试件更为明显;在连接钢筋配筋率基本相当的前提下,建议采用直径较小、间距较密的钢筋配置方案。     

钢-混凝土组合梁加宽混凝土旧桥技术中组合横梁界面受力性能研究

在钢-混凝土组合梁加宽旧桥技术中,旧桥混凝土边梁与新加宽的钢-混凝土组合梁间的横向连接采用钢-混凝土组合横梁的形式,这种横梁形式较为新颖,目前相关试验研究尚未有报道。对6个钢-混凝土组合横梁进行试验研究,通过采用目前已有的新老混凝土植筋界面承载力计算方法对试验结果进行对比计算。研究结果表明:组合横梁界面的破坏模式为新老混凝土界面破坏,钢-混凝土界面没有任何破坏特征;新老混凝土界面黏结破坏以前,新老混凝土之间几乎没有滑移,整体性很强;新老混凝土界面黏结破坏以后,界面剪力主要由植筋承担,试件延性良好。针对钢-混凝土组合梁加宽旧桥技术中组合横梁的破坏模式,采用合理的材料本构关系,提出三阶段界面受力模型,理论方法计算结果与试验值吻合良好。通过理论分析确定界面的破坏机理:新老混凝土界面的极限抗剪强度由混凝土强度,界面粗糙程度和摩擦系数共同确定,界面正应力的存在有利于极限抗剪强度的提高;新老混凝土界面的残余抗剪强度主要由界面植筋提供,植筋率和植筋屈服强度是主要影响因素。最后,提出适用于实际工程的设计方法。     

高温影响下新老混凝土粘结的剪切性能试验研究

为了研究高温对新老混凝土粘结性能的影响,本文对既有混凝土经历高温后再与新混凝土粘结和新老混凝土粘结后再经历高温两种类型的Z形粘结试件进行了剪切试验研究,总结了影响粘结面剪切性能因素(温度、冷却方式、界面粗糙度和界面剂)的影响规律,提出了温度对粘结面剪切强度和剪应力滑移关系的影响计算公式,建立了高温后粘结剪切强度的多因素统一计算公式。在试验的基础上,分析了高温对新老混凝土粘结的损伤机理,并给出了火灾后混凝土结构进行粘结修补的建议。     

构造钢筋影响下新老混凝土结合面抗剪试验研究

研究构造钢筋对新老混凝土结合面抗剪性能的影响.对30个试件进行剪切试验,分析了3种形状构造钢筋在新老混凝土结合面开裂前后的抗剪性能,并与无构造钢筋的新老混凝土结合试件及整体试件抗剪强度进行了对比.试验结果表明:构造钢筋可有效提高结合面抗剪强度,配筋率为0.34%时,抗剪强度可提高81.1%;锚固条件良好的构造钢筋可使结合面具有较高的抗剪强度和较强的耗能能力,而锚固不足则可导致钢筋对结合面抗剪贡献的降低,配筋率为0.34%时,二者抗剪强度提高值相差达42.9%.     

植筋与开槽的新老混凝土结合面抗剪性能试验分析

新老混凝土能够作为整体共同工作是结构加固的关键问题。针对加固设计中经常出现植筋和开槽的技术比选问题,设计了12个试件,比较了植筋与开槽新老混凝土结合面的抗剪性能和破坏形式。试验结果表明:植筋试件破坏具有延性破坏的特征,而开槽试件破坏具有明显脆性破坏的特征,新混凝土在开槽位置被剪断;植筋试件的抗剪承载力明显高于开槽的处理方式。因此,在结构加固设计时建议采用植筋的处理方式,同时应控制植筋深度和植筋间距。     

超高性能混凝土-普通混凝土界面抗剪性能试验研究

力学性能和耐久性优异的超高性能混凝土(UHPC)非常适用于损伤普通混凝土(NC)结构的修复加固,其中UHPC-NC界面的抗剪性能对确保良好的加固效果至关重要。论文通过7组抗剪推出试验,评估NC表面光滑、凿毛、露筋、刻槽、钻孔和植筋等UHPC-NC界面的抗剪性能和破坏模式;并利用斜剪试验,探讨UHPC龄期、NC基体湿润度、NC表面粗糙度和UHPC养护条件对界面抗剪强度的影响。试验结果表明,UHPC-NC界面抗剪黏结性能优异,界面破坏方式基本为NC剪切破坏或界面+NC破坏两种模式,未出现完全的界面剥离破坏。NC表面粗糙度是影响界面抗剪强度的主要因素,凿毛或刻槽的UHPC-NC界面获得了最佳的抗剪承载力,植筋和刻槽界面在抗剪破坏时表现出较好的延性。此外,NC越湿润,UHPC-NC界面的抗剪强度越高,在UHPC早期龄期(3～7d)时界面可获得绝大部分抗剪强度(88.5%～95.0%),在常温养护条件下UHPC-NC界面的抗剪性能优于高温养护界面。     

边缘配置高强纵筋装配式中高强再生混凝土剪力墙抗震性能研究#br#

为促进高性能绿色建筑结构发展,推动高强钢筋和中高强再生混凝土的工程应用,研发了边缘构件采用环筋扣合连接方式且配置高强纵筋的装配式中高强再生混凝土剪力墙,对6个剪跨比为2.2的装配式混凝土剪力墙进行了低周反复荷载试验。分析了不同再生粗骨料取代率、混凝土强度、边缘暗柱纵筋强度及搭接位置对装配式再生混凝土剪力墙的破坏形态、滞回性能、承载力、延性、刚度退化规律、耗能能力等抗震性能指标以及可恢复性能的影响。试验结果表明：边缘构件配置高强钢筋的装配式中高强再生混凝土剪力墙的破坏形态以弯曲破坏为主;再生粗骨料取代率对装配式中高强再生混凝土剪力墙的承载力、延性和耗能能力影响不大,各剪力墙均具有较好的抗震性能;边缘暗柱采用HRB600纵筋可有效提高装配式中高强再生混凝土剪力墙的承载力、耗能能力和可恢复性能;边缘暗柱纵筋在剪力墙底部塑性铰区搭接,会导致装配式中高强再生混凝土剪力墙的延性明显下降。给出了边缘配置HRB600纵筋的装配式中高强再生混凝土剪力墙水平承载力计算式,计算结果表明普通混凝土剪力墙的水平承载力计算模型同样适用于该装配式剪力墙结构。     

冻融条件下钢纤维混凝土与老混凝土粘结面的劈拉性能

通过对105块100mm×100mm×100mm钢纤维混凝土与老混凝土立方体粘结试块快速冻融后的劈拉试验,探讨冻融循环次数、钢纤维体积率等因素对新老混凝土粘结性能的影响。结果表明,钢纤维混凝土与老混凝土粘结劈拉强度随冻融次数增加而下降、随钢纤维体积率的增加有一定程度提高。最后,建立了考虑老混凝土劈拉强度、冻融循环次数和钢纤维体积率影响的钢纤维混凝土与普通老混凝土粘结劈拉强度的计算模式。     

型钢与钢纤维混凝土界面黏结性能及损伤耗能试验研究

为解决型钢混凝土结构中型钢与钢筋相互干扰、混凝土浇筑困难等施工难题,将构件中钢筋笼替换成钢纤维,形成型钢-钢纤维混凝土组合结构。型钢与钢纤维混凝土间的黏结性能是保证两种材料共同工作的基础,通过8个圆形截面试件与8个方形截面试件的标准推出试验,研究在不设置钢筋笼的情况下型钢与钢纤维混凝土之间的黏结性能,获得了荷载-滑移曲线、黏结强度、界面耗能等重要性能指标。结果表明：加载端与自由端的荷载-滑移曲线存在较为明显的差异,并且当荷载达到峰值承载力时,曲线的差异性表现的最为明显。圆形试件总体表现出较方形试件更好的界面黏结效果,其名义黏结强度最大可达到1.913MPa,残余黏结强度最大为0.707MPa,而方形试件相应的指标最大值分别为1.496MPa和0.609MPa。混凝土保护层厚度与黏结长度越大,受力过程中界面能够储存的黏弹性变形能越大。     

高强钢筋与超高性能混凝土黏结性能试验研究

为研究超高性能混凝土(UHPC)与高强钢筋的黏结性能,设计并制作69个试件,通过拔出试验研究UHPC强度、纤维体积率、纤维尺寸形状、保护层厚度、黏结长度、加载方式和黏结段位置对黏结性能的影响。结果表明：试件的主要破坏形态包括拔出破坏、钢筋拉断和劈裂破坏,高强钢筋与UHPC界面的黏结强度随UHPC抗压强度、纤维体积率和长径比以及保护层厚度的增加而增大;纤维的掺入对高强钢筋与UHPC黏结强度提高作用明显;当纤维体积率从1%增长至3%,长径比从35增加到100时,黏结强度分别提高了23%和16%;但纤维形状的变化对黏结强度没有明显影响;黏结强度随着UHPC抗压强度和保护层厚度的增大而显著增加,随着黏结长度增大而降低,当保护层厚度超过4倍钢筋直径时,增幅基本不变;当黏结段位于加载端时,受拉拔出加载试件黏结强度仅为受压加载的77%,黏结段越靠近试件中部,加载方式对黏结强度影响越小。基于试验结果,确定临界锚固长度计算式,提出高强钢筋与UHPC的黏结强度计算式,同时建立黏结应力-滑移本构关系模型。通过试验结果及公式计算结果对比可得,现有的普通混凝土黏结强度公式低估了高强钢筋与UHPC的黏结强度,建议的简化公式预测结果与试验结果吻合良好。