一种新的检测技术——剪切拉拔综合法

剪切拉拔综合法是在结构上钻制一个直径 44 mm、深度 65 mm 的试件,通过模拟立方体试件抗压破坏时呈现的劈裂抗拉与剪切形态,用采集到的剪切强度和拉拔强度换算混凝土抗压强度,全面反映混凝土中胶凝材料与粗细骨料在混凝土中的作用,用仅有钻芯法体积 7 % 的损害程度,达到或超过钻芯法试验结果的精度,是一种新的检测技术。     

拉脱法混凝土测强技术标准形成

拉脱法是在已硬化的混凝土结构构件上,钻制直径44 mm、深度44 mm的芯样试件,用具有自动夹紧试件的装置进行拉脱试验,根据芯样试件的拉脱强度值推定混凝土抗压强度的方法,论文对比分析了拉脱法检测技术的特点,并对其技术标准制定前期的基础研究进行介绍。最后得出拉脱法可以用于检测C10~C100混凝土抗压强度的结论。     

原位单剪法的试验与研究

以原位单剪试验结果来论述原位单剪试验法检测混凝土抗压强度技术的原理和特点。原位单检试验法是在混凝土结构面上钻直径44 mm、深度40mm的芯样,不需取出,将装有左右卡头的剪切头套住芯样后,通过施加剪力将混凝土芯样在深度25 mm处剪断,用混凝土剪切强度推定混凝土抗压强度的一项新的混凝土抗压强度检测技术。     

原位单剪法检测混凝土抗压强度试验研究

本文通过专用装置对混凝土结构构件钻制的圆柱体小芯样进行原位剪切试验,以及相应龄期的标准立方体试件力学性能试验,分别获得了小芯样原位剪切强度和混凝土立方体试件抗压强度。研究结果表明:小芯样原位剪切强度与混凝土立方体试件抗压强度存在显著的相关性;试验所建立的原位单剪法测强曲线具有足够的检测精度,能够应用于现场实体混凝土抗压强度的检测。最后对抗剪法与原位单剪法的区别与联系加以比较。研究结果可供工程质量检测与控制参考。     

置换砂浆强度及深度对置换砂浆加固砌体抗剪性能影响的试验研究

在满足历史建筑保护的要求下,针对砂浆性能退化引起的历史建筑砌体结构安全性不足问题,提出采用置换砂浆法来提高砌体结构抗剪性能.对不同置换砂浆强度和不同置换深度的试件进行对角加载剪切试验,研究置换砂浆强度以及置换深度对砌体结构抗剪强度的影响.结果表明,置换砂浆强度和置换深度对提高砌体结构的抗剪性能有明显作用;其中置换砂浆强度为11.1MPa水泥砂浆的试件比未置换砂浆的试件对角剪切强度提高了127.31％,而置换砂浆强度为55.0MPa灌浆料的试件比未置换砂浆的试件对角剪切强度提高了34.87％;以未置换砂浆试件的对角剪切强度为基准,置换深度为30mm的试件对角剪切强度提高了61.34％,置换深度为40mm的试件对角剪切强度提高了127.31％,而置换深度为50mm的试件对角剪切强度提高了112.18％.     

设置界面构造锚筋的新老混凝土粘结性能试验研究

新老混凝土良好结合是混凝土修补成功的关键,提出设置界面构造锚筋来增强新老混凝土粘结性能,通过采用劈拉试验和剪切试验综合分析有无构造锚筋的新老混凝土试件以及新、老混凝土整体试件的劈拉强度与抗剪强度特性。试验结果表明：无界面构造锚筋时新老混凝土水平粘结面试件的劈拉强度高于具有竖直粘结面的试件;采用构造锚筋的新老混凝土试件比不加锚筋试件的劈拉强度增长了24.1%;采用锚筋的新老混凝土试件的剪切破坏面均发生在结合面处,且试件两个结合面的剪切破坏不是同时产生;采用锚筋试件的剪切强度为无锚筋试件剪切强度的3.49倍,为新混凝土整体剪切试件强度的115.5%;构造锚筋能明显增强新老混凝土粘结性能。图10表4参10     

既有砌体结构墙体植筋拉拔性能的理论分析与试验研究

砌体结构的材料强度较低且砖墙是由砖块与砂浆两种材料复合而成,将植筋技术应用于砌体结构尚未有深入研究。基于锥体破坏、剪切破坏与黏结破坏这三种破坏模式,推导了与植筋深度、墙体强度相关的植筋拉拔承载力的半经验简化计算式;利用8处不同类型的既有砌体结构,针对不同植筋直径、植筋深度进行现场拉拔试验;采用有限元数值分析,对砖墙的植筋拉拔性能进行分析,结合现场拉拔试验的结果,验证了半经验简化计算式的合理性。通过以上理论分析、现场试验,对植筋技术在砌体结构中的应用提出以下建议：在砌体结构中采用植筋,砖墙砂浆的抗压强度应大于M2.0;植筋的直径建议采用6 mm、8 mm或10 mm即可;植筋深度介于100 mm与150 mm之间。     

不同试验方法对630MPa级高强钢筋粘结-锚固影响研究

为研究高强钢筋与混凝土粘结性能采用拉拔试验和梁式试验，制作了15根630MPa级高强钢筋中心拉拔试件和15根梁式试件，考虑锚固长度、钢筋直径两个影响因素，从破环形态、粘结强度、粘结滑移性能等方面进行了对比分析。结果表明：在相同条件下，拉拔试件破坏形态与梁式试件类似；粘结滑移曲线变化规律相近；高强钢筋与混凝土的平均粘结强度随锚固长度和钢筋直径的增大而减小；拉拔试验测得的粘结锚固强度要高于梁式试验测得的粘结锚固强度；梁式试验比拉拔试验在极限荷载时的滑移量小，梁式试件受力更符合实际受力情况，但梁式试件制作难度比较大；比较梁式试验和中心拉拔试验所得粘结强度，给出两种试件粘结强度的关系。     

预制混凝土夹芯墙板玄武岩纤维筋拉结件承载性能研究

玄武岩纤维(BFRP)拉结件是连接混凝土夹芯墙板外墙板中内、外叶墙板的重要构件,在保温外墙板中主要承受拉拔荷载以及剪切荷载。为了研究BFRP拉结件的锚固和抗剪性能,对5组不同温度下的18个中心拔出试件和6个双剪试件分别进行拉拔试验和双剪试验。结果表明:中心拔出试件破坏形态为锥体-黏结复合破坏;常温25℃下,BFRP筋抗拉拔承载力为14.6 k N;低温时黏结强度提高12%~22%,高温时黏结强度下降19%~40%;双剪试件破坏形态为上端两个BFRP受拉锚固失效,下端两个BFRP拉结件断裂破坏;保温板的存在对试件受剪承载力影响不大,但可以减小破坏时内、外叶板的相对滑移值。     

螺纹GFRP筋与混凝土黏结性能试验与理论计算

为研究螺纹玻璃纤维增强复合材料(GFRP)筋与混凝土界面的黏结性能,选用不同直径的GFRP筋材制备3组拉拔试件,标准养护28 d后开展中心拉拔试验.试验结果表明:GFRP筋与混凝土的黏结强度随其直径的增大而增大,拉拔试件的破坏模式和黏结应力-滑移曲线也随之变化;当GFRP筋直径较小(8、12 mm)时,拉拔试件主要发生筋材拔出破坏,但2种直径下的黏结应力-滑移曲线在弹性上升段后存在较大差异,直径8 mm筋材的拉拔试件呈来回波动趋势,且渐趋平缓,而直径12 mm筋材拉拔试件表现为下降后又上升的双曲线模式;当GFRP筋直径较大(16 mm)时,拉拔试件发生劈裂破坏,其黏结应力上升到最高点后迅速下降.最后,基于弹性力学厚壁圆筒理论模型,对不同直径螺纹GFRP筋的黏结破坏面夹角θ进行探讨并提出了黏结强度计算公式,通过与相关试验结果的对比分析,验证了该计算公式对发生筋材拔出破坏的情况具有非常好的预测精度.     

预制夹芯墙GFRP拉结件锚固性能试验研究

为研究GFRP拉结件形式对其与混凝土锚固性能的影响,以拉结件形式为参数,设计制作两组试件。通过拉拔试验考察板式及棒式拉结件与混凝土的锚固性能,获得两组试件的破坏现象、荷载及位移变化。结果显示,棒式拉结件从混凝土中被拔出后拉结件表面呈现纤维断裂,而板式拉结件被拔出混凝土时拉结件表面相对完好。棒式拉结件试件组极限荷载平均值Nu为7.4kN,极限位移平均值为8mm;板式拉结件试件组Nu为11.1kN,极限位移平均值为5mm。基于试验结果分析,得出结论,棒式较板式拉结件锚固区应力集中作用明显,板式较棒式拉结件与混凝土锚固性能更优异;板式较棒式拉结件与混凝土锚固强度增幅达50%;棒式与板式拉结件试件均为延性破坏,且棒式较板式拉结件试件延性提高60%。     

钢筋-地聚物混凝土黏结性能梁式试验研究

通过10根钢筋-地聚物混凝土梁式试件的拉拔试验,研究了箍筋间距、拉拔钢筋黏结长度对钢筋-地聚物混凝土黏结性能的影响。结果表明：当箍筋间距从150mm减小至100mm时,钢筋-地聚物混凝土之间的黏结强度增加较少,但是试件的延性明显提高;随着黏结长度增加,试件由黏结破坏变为受弯破坏;对于直径d=18mm的拉拔钢筋(变形钢筋),7d的黏结长度可使其在钢筋-地聚物混凝土界面黏结破坏前屈服。将试验结果与已有文献中的钢筋-普通水泥混凝土梁式拉拔试件以及钢筋-地聚物混凝土中心拉拔试件的试验结果进行比较后发现,所制备的地聚物混凝土与钢筋之间的黏结强度不低于相近试验条件下普通水泥混凝土与钢筋之间的黏结强度;采用梁式拉拔试验测得的钢筋与地聚物混凝土之间的黏结强度高于相同试验参数下采用中心拉拔试验获得的黏结强度。     

养护龄期对再生保温混凝土黏结锚固性能的影响

将建筑废弃混凝土经过破碎、清洗、分级等一系列工序加工成再生粗骨料,然后以30%的质量分数取代天然粗骨料配制成再生保温混凝土(RATIC),采用中心拔出试验,研究养护龄期对RATIC黏结锚固性能的影响。结果表明:随着养护龄期的延长,钢筋与再生保温混凝土的黏结锚固性能提高;钢筋直径为12 mm时,再生保温混凝土试件均发生剪切破坏,钢筋直径为18 mm时,养护龄期为14、28 d时也发生剪切破坏,钢筋直径为25 mm时,试件均发生劈裂破坏;不同钢筋直径的试件28 d的极限黏结强度相比14 d分别提高7.4%、9.5%、12.4%,56 d的极限黏结强度相比28 d分别提高6.7%、11.2%、24.1%。     

混凝土劣化对钢筋与混凝土间粘结性能的影响

对同种型号变形钢筋分别与3种不同配方混凝土构成的试件在不同程度劣化后进行拉拔试验,研究试件破坏模式和粘结性能退化规律,分析混凝土抗拉强度、碳化深度及相对保护层厚度对钢筋与混凝土间粘结性能的影响程度.结果表明:随着混凝土劣化程度增加,试件破坏形式由剪切形破坏转变为剪切破坏的同时伴随着上部混凝土的压碎;钢筋-混凝土间极限粘结强度随着碳化深度增加先增加后减小,随着相对保护层厚度的减小而降低;强度相对较高的混凝土劣化后,即使强度降至与未劣化的低强度混凝土相同,在保持粘结性能方面仍显现优势;混凝土锈胀开裂后,与钢筋间的粘结性能则快速降低.结合钢筋周边未劣化混凝土厚度分3种状况对钢筋与混凝土间粘结力模型的适用性进行分析.     

引气剂对掺有粉煤灰混凝土性能的影响

以100 mm×100 mm×100 mm的混凝土试件为研究对象,研究了粉煤灰对混凝土抗压强度、劈拉强度、坍落度、渗透性与碳化深度性能的影响,得出了粉煤灰作用于混凝土试件的作用规律。研究结果可为高性能混凝土试件的制作提供必要的参考。     

低温环境下栓钉连接件抗拉拔性能研究

为促进组合结构在极地及高寒地区的安全广泛应用,解决低温环境下组合结构中栓钉连接件抗拉拔性能研究不足问题,采用自平衡加载装置,对4组栓钉试件进行了低温拉拔试验,得到了不同温度（20、-30 ℃和-60 ℃）和栓钉有效埋深（57 mm和92 mm）下栓钉拉拔试件的破坏模式、荷载-位移曲线、抗拉拔承载力等。考虑大尺寸构件低温试验难度大、成本高等问题,建立栓钉拉拔试件有限元模型,在20 ℃~-60 ℃温度范围内,模型的荷载-位移曲线、抗拉拔承载力和破坏模式与试验结果吻合良好,验证了模型的可靠性。基于此模型,进行参数分析,研究低温（20、-30 ℃和-60 ℃)和栓钉有效埋深(48、64、80 mm和96 mm）对栓钉连接件抗拉拔性能的影响。研究结果表明：在20~-60 ℃温度范围内,共出现三种典型破坏模式,即混凝土锥体破坏、混凝土劈裂破坏和栓钉拉断破坏;试件的抗拉拔承载力、极限位移、前期刚度等均随着温度的降低、栓钉有效埋深的增大而增大,有效埋深的增大对抗拉拔性能的提高作用更加显著;当温度T≤-30 ℃时,栓钉有效埋深hef为92 mm的拉拔试件均发生栓钉拉断破坏,其抗拉拔性能主要由栓钉本身低温材料性能决定。通过数值模拟和参数分析可知,20~-60 ℃ 温度范围内,混凝土强度等级为C60的拉拔试件发生由混凝土锥体破坏向栓钉拉断破坏转变的栓钉有效埋深与栓钉直径比hef/d临界值在5~6范围内。     

带植筋新旧混凝土粘结界面剪切强度试验研究

新旧混凝土粘结界面的剪切强度是衡量界面粘结性能的最重要指标。基于Z形粘结试件直剪试验,研究植筋情况下新旧混凝土粘结界面的剪切强度。采用统计方法,分析植筋直径、植筋深度及植筋率对粘结界面剪切强度的影响,结果表明:为保证新旧混凝土界面的粘结性能,植筋深度需不小于10倍的植筋直径,且界面剪切强度随植筋率的增大而增大。利用试验结果,对已有新旧混凝土粘结界面剪切强度的主要计算公式进行了对比分析,分析结果表明:吻合度较高的计算公式,可供实际加固工程参考。     

500MPa级钢筋在高强混凝土中的锚固性能试验研究

进行了15组45个中心置筋拉拔试件试验,混凝土立方体抗压强度实测值在66.6MPa～89.2MPa,钢筋为HRB500,研究混凝土强度和相对保护层厚度对粘结锚固性能的影响。试验表明:66.6MPa～77.2MPa的试件极限粘结强度随混凝土抗压强度的提高而增大,而78.7MPa及以上试件极限粘结强度停止增长并有所降低;试件的极限粘结强度随相对保护层厚度c/d的增长近似呈线性增长;高强混凝土与普通混凝土相比劈裂后粘结强度的增长程度不明显。将极限粘结强度试验值与高强混凝土粘结强度公式计算值对比可知,锚筋直径为25mm,混凝土强度89.2MPa试件试验值较公式值偏小。     

波纹型钢纤维-混杂纤维混凝土界面黏结性能

考虑钢-聚丙烯混杂纤维体积分数、波纹型钢纤维埋置深度和混凝土基体强度等因素,设计制作了21组混杂纤维混凝土拉拔试件,通过拉拔试验研究了波纹型钢纤维与混杂纤维混凝土基体的界面黏结性能.基于实测的钢纤维拉拔力-滑移曲线,分析了上述因素对波纹型钢纤维最大黏结力和拉拔功的影响规律,阐明了界面黏结机理.结果表明:当波纹型钢纤维体积分数为1.50%、聚丙烯纤维体积分数为0.05%时,界面黏结性能最佳;界面黏结力随着基体强度的提高而提高;增大钢纤维的埋置深度,界面黏结强度提高,但当埋置深度大于8mm时,界面黏结强度随着埋置深度的增加而减小.     

混凝土结构双筋植筋的锚固性能试验研究

为了研究混凝土结构双筋植筋的锚固性能,进行了8个混凝土结构双筋植筋试件和1个单筋植筋试件的拉拔对比试验,得到不同植筋深度和不同植筋间距对双筋植筋锚固性能的影响规律。试验结果表明,在其他条件相同的条件下,植筋间距对双植筋锚固性能具有较大的影响,当植筋深度为10 d,且植筋间距大于200mm时,可以不考虑单筋锚固承载力的降低,当植筋间距在100mm～200mm时,应考虑植筋间距对双筋植筋承载的影响。在试验研究的基础上,建立了混凝土结构双筋植筋锥体-粘结复合破坏拉拔承载力计算公式,计算值与试验值符合较好,可以作为混凝土结构双筋植筋锥体-粘结复合破坏拉拔极限承载力计算公式。